1 / 57

第十四章 质谱分析 第一节 基本原理与质谱仪

第十四章 质谱分析 第一节 基本原理与质谱仪. 一、 质谱分析原理. 进样系统. 离子源. 质量分析器. 检测器. 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆. 1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱. 1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光. 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10 -3 10 -5 Pa ） 质量分析器（10 -6 Pa ） 1．大量氧会烧坏离子源的灯丝； 2．用作加速离子的几千伏高压会引起放电；

benedict-tyler
Download Presentation

第十四章 质谱分析 第一节 基本原理与质谱仪

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第十四章 质谱分析 第一节 基本原理与质谱仪

  2. 一、 质谱分析原理 进样系统 离子源 质量分析器 检测器 1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆 1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱 1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa） 质量分析器（10 -6 Pa） 1．大量氧会烧坏离子源的灯丝； 2．用作加速离子的几千伏高压会引起放电； 3．引起额外的离子－分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化。

  3. 原理与结构 仪器原理图 电离室原理与结构

  4. 质量分析器原理 加速后离子的动能 : (1/2)m2= e V = [(2V)/(m/e)]1/2 在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行； 离心力 =向心力；m2 / R= H0 e V 曲率半径：R= （m ）/ e H0 质谱方程式：m/e = (H02 R2) / 2V 离子在磁场中的轨道半径R取决于： m/e 、 H0 、 V 改变加速电压V, 可以使不同m/e的离子进入检测器。 质谱分辨率 = M /  M （分辨率与选定分子质量有关）

  5. 四极杆质量分离器

  6. 二、仪器与结构

  7. 三、联用仪器 仪器内部结构

  8. Mass HEWLETT 5972A Selective PACKARD Detector 1.0 DEG/MIN HEWLETT PACKARD 5890 Mass Spectrometer (MS) Gas Chromatograph (GC) Sample B A D C C B A D C B A D Separation Identification Sample 联用仪器（ THE GC/MS PROCESS ）

  9. 联用仪器（ THE LC/MS PROCESS ）

  10. 联用仪器 Figure . API - Ion Trap Interface (Esquire-LC)

  11. 第二节 离子峰的主要类型一、分子离子峰 分子电离一个电子形成的离子所产生的峰。 　分子离子的质量与化合物的分子量相等。 有机化合物分子离子峰的稳定性顺序： 芳香化合物＞共轭链烯＞烯烃＞脂环化合物＞直链烷烃＞酮＞胺＞酯＞醚＞酸＞支链烷烃＞醇．

  12. 分子离子峰的特点： 一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰；有例外。 　 形成分子离子需要的能量最低，一般约１０电子伏特。 质谱图上质荷比最大的峰一定为分子离子峰吗？ 　如何确定分子离子峰？

  13. Ｎ律 由Ｃ，Ｈ，Ｏ组成的有机化合物，Ｍ一定是偶数。 由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ组成的有机化合物，Ｎ奇数，Ｍ奇数。 由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ组成的有机化合物，Ｎ偶数，Ｍ偶数。 分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理。

  14. 例如：CH4 M=16 12C+1H×4=16 M 13C+1H×4=17 M+1 12C+2H+1H×3=17 M+1 13C+2H+1H×3=18 M+2 分子离子峰 同位素峰 二、同位素离子峰（M+1峰） 由于同位素的存在，可以看到比分子离子峰大一个质量单位的峰；有时还可以观察到M+2，M+3…..；

  15. 三、碎片离子峰 一般有机化合物的电离能为7－13电子伏特，质谱中常用的电离电压为70电子伏特，使结构裂解，产生各种“碎片”离子。 正己烷

  16. 碎片离子峰 正癸烷

  17. 第三节 有机分子裂解类型 一、 有机分子的裂解 二、σ―断裂 三、α―断裂 四、重排断裂

  18. 一、 有机分子的裂解 当有机化合物蒸气分子进入离子源受到电子轰击时，按下列方式形成各种类型离子（分子碎片）： ABCD + e - ABCD+ + 2e - 分子离子  BCD•+ A + B•+ A +  CD•+ AB + A•+ B + ABCD+  D•+ C +  AB •+CD +  C •+ D + 碎 片 离 子

  19. 二、σ―断裂 正己烷

  20. 三、α―断裂

  21. α―断裂 CH3(CH2)9CH2NH2 M=157

  22. α―断裂——丢失最大烃基的可能性最大 丢失最大烃基原则

  23. 四、重排断裂 麦氏重排（Mclafferty rearrangement) 麦氏重排条件： • 含有C=O， C=N，C=S及碳碳双键 • 与双键相连的链上有碳，并在 碳有H原子（氢） • 六圆环过度，H  转移到杂原子上，同时 键发生断裂，生成一个中性分子和一个自由基阳离子

  24. 分子碎片重排后再次裂解：

  25. 第四节 质谱图与结构解析（电子轰击质谱—EIMS ） 一、饱合烃的质谱图 二、芳烃的质谱图 三、醇和酚的质谱图 四、 醚的质谱图 五、 醛、酮的质谱图 六、 其他化合物的质谱图

  26. 一、饱合烃的质谱图 (1)直链烷烃

  27. 正癸烷 • 分子离子：C1(100%)， C10(6%)， C16(小)， C45(0) • 有m/z ：29，43，57，71，……CnH2n+1 系列峰(σ—断裂) • 有m/z ：27，41，55，69，……CnH2n-1 系列峰 C2H5+（ m/z =29）→ C2H3+（ m/z =27）+H2 • 有m/z ：28，42，56，70，……CnH2n系列峰(四圆环重排)

  28. (2)支链烷烃 5-甲基十五烷

  29. (3)环烷烃 环己烷

  30. 二、芳烃的质谱图

  31. 三、醇和酚的质谱图

  32. 1-戊醇

  33. 邻-乙基苯酚

  34. 四、 醚的质谱图 乙基-仲丁醚

  35. 五、 醛、酮的质谱图 对-氯二甲苯酮

More Related