有机质谱学时
- 格式：pptx
- 大小：4.24 MB
- 文档页数：38
下载文档原格式
合集下载
有机化学中的质谱(MS)技术
有机化学中的质谱（MS）技术质谱（Mass Spectrometry，简称MS）是一种在有机化学领域中广泛应用的分析技术。
它通过测量分子或原子在电离后，在电磁场中的轨迹曲线来获得分子的质量和结构信息。
质谱技术的应用范围十分广泛，包括化合物鉴定、结构鉴定、反应机理研究等等。
在本文中，我将介绍有机化学中常见的质谱技术及其应用。
一、电离技术质谱技术中最关键的步骤是电离，它将分析物转化为离子。
常用的电离技术包括电子轰击电离（EI）、化学电离（CI）、电喷雾电离（ESI）和大气压化学电离（APCI）等。
1.1 电子轰击电离（EI）电子轰击电离是常见的质谱电离技术，它使用高能电子轰击分析物，将其转化为分子离子和碎片离子。
EI技术广泛应用于有机化合物的结构鉴定和定性分析。
1.2 化学电离（CI）化学电离是一种软化电离技术，常用于高沸点化合物和易挥发的化合物的分析。
CI技术通过在离子源中引入反应气体，与分析物发生化学反应生成共轭离子，从而得到分析物的质谱图。
1.3 电喷雾电离（ESI）电喷雾电离是一种常用的离子化技术，适用于极性、热不稳定和大分子化合物的分析。
ESI技术将样品通过电喷雾产生微滴，然后在高电压下蒸发溶剂，形成气溶胶，再经过电离，使得样品离子化。
1.4 大气压化学电离（APCI）大气压化学电离是一种高效的电离技术，适用于极性和非极性有机化合物的分析。
APCI技术中，样品与雾化气体混合形成雾化云，然后在电离源中产生离子。
二、质谱仪器质谱仪器是进行质谱分析的关键设备，常见的质谱仪器包括质谱质谱（MS/MS）、气相质谱仪（GC-MS）和液相质谱仪（LC-MS）等。
2.1 质谱质谱（MS/MS）质谱质谱仪是一种高级别的质谱仪器，它可以通过串联质谱（MS/MS）技术进一步提高分析的准确性和灵敏度。
MS/MS技术将质谱仪分为两个部分，分别进行两次质谱分析，从而获得更详细的结构和质量信息。
2.2 气相质谱仪（GC-MS）气相质谱仪是将气相色谱（GC）和质谱联用的仪器。
质谱分析class1
质谱分析化学黄光明@USTC化学楼33663600706 gmhuang@2015秋季质谱分析化学教学范围及用时安排❑质谱，简介及应用范围（3学时）❑离子化器－气体样品（电子轰击离子源EI、化学离子源CI）（3学时）❑离子化器－固体/液体样品（解吸附离子源DI、喷雾离子源SI）（3学时）❑离子透镜－离子控制（3学时）❑质量分析器：扇形质谱、高分辨质谱（3学时）❑质量分析器：飞行时间、离子回旋共振（3学时）❑质量分析器：四级杆、离子阱2D/3D（3学时）❑分离技术与质谱的联用（气质、液质等并含离子迁移谱）（6学时）❑多级质谱（6学时）❑离子/分子反应（3学时）❑无机质谱分析（ICP－MS）（3学时）❑有机大分子分析－工具和原理（3学时）❑生物质谱分析（多肽、蛋白质等）（9学时）❑生物质谱分析（生物大分子相互作用研究）（6学时）❑质谱分析最新进展（3学时）最终考试成绩：期末考试成绩60%小论文（1次）30% 独立完成，不许抄袭平时考勤10%Presentation：1 what it is2 how it works3 Why does it (or did it) exist4 illustrate with an important example5 topic is limitedPresentation topics: (others can be presented with prior approval)Inductively coupled plasma MSGlow discharge MSThermal ionization MSSecondary ion MSThermospray ionizationStable isotope ratio MSPhotoion‐photoelectron coincidenceMALDI post‐source decayPlasma desorption ionization MSField ionization/field desorption MSAccelerator MSIon mobility spectrometryHigh field asymmetric waveform ion mobility spectrometryTranslational energy spectroscopyMulti‐photon ionization and resonance enhanced multi‐photon ionization Particle beam MSProton transfer reaction MSIsotope dilution MSResonance ionization MSElectron capture dissociationBiological ion imaging教材质谱（国外化学经典教材系列－科学出版社）（Mass spectrometry 2nd Edition，Jurgen H. Gross）参考书：appendixFYIMS之众多“怪现象”谁在制造质谱仪器？谁在使用质谱仪器？谁在研究怎么使用？化学？还是物理？/MS_NobelPrize.ashx17Ion manipulation (separateion)Ion generationIon Detect ion 2002 Nobel Prize （ESI/MALDI ）Mass spectrometry (MS) is an analytical technique that measures the mass‐to‐charge(m/z) ratio of charged particles(ions).❑ION GENARATION❑ION MANIPULATION❑ION DETECTION分析时，首先将分子离子化，然后利用离子在电场或磁场中运动的性质，把离子按质核比大小排列成谱，此即为质谱。
《有机化学》课程教学大纲
《有机化学》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程内容及基本要求说明：1 本大纲主要根据（胡宏纹主编）《有机化学》拟定。
各章要求分“熟悉掌握”“一般掌握”和“了解”三类，分别以符号“* * *”“* *”“*”来表示。
2 本课程分两学期进行，上学期周学时“3”，总学时48学时，下学期周学时“4”，总学时48学时。
第一章绪论（2 学时）基本要求：一、了解有机化学发展史、主要任务和学习方法；二、了解有机化合物的基本特点、分类和反应类型；三、了解共价健的本质，掌握共价健的属性；四、掌握下述名词术语：有机化学；同分异构现象；分子间作用力；Van der walls力；官能团。
§1.1 有机化合物及有机化学 * *§1.2 有机化合物的结构* *§1.3 原子轨道和分子轨道*§1.4 有机化合物的结构* * *§1.5 官能团和有机化合物的分类 * * *第二章烷烃（4学时）基本要求：一、掌握构象的表示方法和典型的构象ap, sp, sc, ac的稳定性分析；二、了解饱和碳原子的sp3杂化轨道与烷基自由基的sp2杂化轨道的形成与构型；三、着重掌握烷烃的自由基取代反应（卤代反应）的基本规律和反应机理，烷烃的物理性质。
四、弄清下列概念：同系列与同分异构；构造异构与链异构；T.S与活泼中间体；扭转张力与Van der Walls张力；Newman投影式与透视式；活性与选择性§2.1 烷烃的同系列和异构* * *§2.2 烷烃的命名* * *§2.3 烷烃的构象* * *§2.4 烷烃的物理性质 * * *§2.5 烷烃的反应* * *§2.6 烷烃的卤代* * *§2.7 烷烃的来源和制备*第三章环烷烃（２学时）基本要求：一、掌握环烷烃的顺反异构现象；二、掌握环烷烃的性质和构象，环丙烷和环已烷的构象及其理论解释；三、掌握下述概念：氢化热与燃烧热；Baeyer张力；船式与椅式构象。
有机质谱法分析介绍
• 峰高与离子源中被分析物质的分压有关，常用基峰的峰高度与记 录前气体压力之比作为灵敏度S的定义，即
S=基峰的峰高 / 记录前气体的压力 （3）质量测定的准确度
指高分辨质谱仪测量的精确质量值与真实值接近的程度。其定义为： 精确质量测量值与真实值之差的绝对值除以整数质量，其商的百万分 之一，即为该质量测定的准确度。
§5.1有机质谱仪的工作原理及性能指标
一、工作原理
质谱仪示意图
离子生成后，在质谱仪中被电场加速。其加速后的动能为：
1/2 mv2=zV
(1)
其中 m: 离子质量；v: 离子速度；z: 离子电荷；V: 加速电压
当被加速的离子进入磁分析器时，正离子在磁场的作用下受到的罗仑兹
力 F=Hzv，使其偏转作圆周运动。其罗仑兹力F与离子作圆周运动的离
主要用于分子量的测定。
2.同位素离子与同位素离子峰
在质谱中由重同位素组成，比分子离子或碎片离子的质量高1、2、3、 4、…等质量单位的离子称为同位素离子，由它而形成的峰称为同位素 离子峰。（详见教材P313表13-2）
例如：CH4 M=16 12C+1H×4=16 13C+1H×4=17 12C+2H+1H×3=17 13C+2H+1H×3=18
具有未配对电子的离子称为奇电子离子（又称游离基离子），反之称为 偶电子离子。 分子离子是奇电子离子。奇电子离子具有较高的活性，较易引发反应。
8.多电荷离子
失掉两个以上电子的离子称为多电荷离子，常因具有非整数的m/z而被发现。
9. 准分子离子
比分子量多或少 1 个质量单位的离子称为准分子离子，如：(M+H) + 、( M-H)+
S=基峰的峰高 / 记录前气体的压力 （3）质量测定的准确度
指高分辨质谱仪测量的精确质量值与真实值接近的程度。其定义为： 精确质量测量值与真实值之差的绝对值除以整数质量，其商的百万分 之一，即为该质量测定的准确度。
§5.1有机质谱仪的工作原理及性能指标
一、工作原理
质谱仪示意图
离子生成后，在质谱仪中被电场加速。其加速后的动能为：
1/2 mv2=zV
(1)
其中 m: 离子质量；v: 离子速度；z: 离子电荷；V: 加速电压
当被加速的离子进入磁分析器时，正离子在磁场的作用下受到的罗仑兹
力 F=Hzv，使其偏转作圆周运动。其罗仑兹力F与离子作圆周运动的离
主要用于分子量的测定。
2.同位素离子与同位素离子峰
在质谱中由重同位素组成，比分子离子或碎片离子的质量高1、2、3、 4、…等质量单位的离子称为同位素离子，由它而形成的峰称为同位素 离子峰。（详见教材P313表13-2）
例如：CH4 M=16 12C+1H×4=16 13C+1H×4=17 12C+2H+1H×3=17 13C+2H+1H×3=18
具有未配对电子的离子称为奇电子离子（又称游离基离子），反之称为 偶电子离子。 分子离子是奇电子离子。奇电子离子具有较高的活性，较易引发反应。
8.多电荷离子
失掉两个以上电子的离子称为多电荷离子，常因具有非整数的m/z而被发现。
9. 准分子离子
比分子量多或少 1 个质量单位的离子称为准分子离子，如：(M+H) + 、( M-H)+
有机质谱分析课件
真空监测
实时监测质谱仪内部的真空状态，确保分析 过程的稳定性和可靠性。
联用技术
色谱-质谱联用（GC-MS）
将色谱的分离能力与质谱的鉴定能力相结合，广泛应用于挥发性化合物的定性和定量分 析。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）
将液相色谱的分离能力与质谱的鉴定能力相结合，广泛应用于生物样品和药物的分析。
质谱-质谱联用（MS-MS）
06
有机质谱分析的未来展望
新技术的应用
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术对质谱数据进行深度挖 掘，提高分析的准确性和效率。
纳秒级质谱技术
开发纳秒级质谱技术，实现对快速化学反应过程的实 时监测。
新型离子源
探索新型离子源，提高离子化效率和稳定性，降低干 扰。
分析方法的改进
串联质谱技术
发展串联质谱技术，实现对复杂有机化合物的结构解析和定量分 析。
仪器维护与校准问题
要点一
总结词
仪器的维护与校准对于有机质谱分析的准确性和可靠性至 关重要。
要点二
详细描述
为了确保仪器的正常运行和数据的准确性，需要定期对仪 器进行维护和校准。这包括清洗离子源、更换喷针、校准 质量轴等。此外，还需要对仪器的性能进行定期评估，以 确保其性能符合要求。同时，对于不同的仪器和不同的应 用，需要采用不同的维护和校准方法。因此，建议在专业 人员的指导下进行仪器的维护和校准工作。
生物样品分析
蛋白质组学研究
有机质谱分析可以用于鉴定蛋白质的序列、 修饰和相互作用，有助于深入了解蛋白质的 功能和生物学过程。
代谢组学研究
有机质谱分析可以用于鉴定生物体内的代谢物，有 助于了解生物体的代谢过程和代谢变化。
临床诊断
课前说明+引言
1957年实现了气相色谱与质谱仪的联用,GC/MS将质谱法在 有机分析中的应用推向一个新阶段;
60年代,有机质谱迅速发展,高分辩技术已达到实用阶段, 几乎同时出现了化学电离,场致电离,场解吸电离等技术;
70年代,生命科学的迅猛发展,给分子量测量的权威工具— 质谱提出挑战,将分子量大,热不稳定性的生物分子如蛋白 质,多糖等变成气相离子是质谱亟需解决的关键问题;
John B. Fenn 2002 Nobel Prize in Chemistry
Koichi Tanaka 2002 Nobel Prize in Chemistry
Nobel Laureate (1906): Joseph John Thomson
(1856 - 1940) Cambridge University, Cambridge, Great Britain The Nobel Prize in Physics 1906. "in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases"
自由基和电荷中心引发的反应 重排反应 特征碎片离子 影响离子丰度的因素
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4
1.4
各类化合物的裂解特征
烷烃,环烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 醇和苯酚 醚 醛,酮 酯 羧酸 胺 含氮化合物 氯代烷烃和溴代烷烃
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 1.4.6 1.4.7 1.4.8 1.4.9 1.4.10 1.4.11 1.4.12
有机化学专业博士研究生课程
有机化学专业博士研究生课程教学大纲课程名称:有机分析课程编号:0703031F05学分:3总学时数:60开课学期:2考核方式:开卷课程说明:通过本课程的学习掌握有机化合物系统鉴定,理解有机化合物物理常数的测定、元素定性、定量分析、官能团的检验等知识,学习和掌握波谱分析方法的基本理论、比较系统的获得紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振光谱的基本理论、基本知识及利用现代光谱技术进行有机化合物结构的鉴定。
培养学生应用各类分析方法解决有机化合物进行物质成分和结构分析的能力。
掌握有机混合物的分离方法及分离方法的选择和拟定,能运用恰当的方法对混合物进行分离。
教学内容、要求及学时分配:第一章绪论 (6 学时)1.1有机分析的发展特点1.2有机分析的一般步骤1.3物理常数的测定1.4有机化合物的初步审察1.5有机化合物的灼烧试验1.6元素定性分析本章要求:了解有机分析的发展,掌握有机分析的一般步骤;掌握有机化合物的熔点、沸点、密度、折射率、比旋光度等物理常数的测定;能够进行有机化合物分析的初步试验。
第二章紫外光谱 (6 学时)2.1紫外光谱的基本原理2.2紫外光谱仪和实验中的一些问题2.3各类化合物的紫外光谱2.4紫外波谱的经验规律2.5紫外光谱的应用本章要求:掌握紫外光谱产生原理测定方法和影响因素;掌握含共轭体系和芳香族化合物的紫外光谱吸收规律;掌握共轭体系极大吸收波长的计算;掌握紫外光谱在有机化合物结构测定中的应用及定性、定量分析中的应用。
第三章红外光谱和拉曼光谱 (8 学时)3.1红外光谱的发展、特点及红外光谱图3.2基本原理3.3红外分光光度计3.4试样的调制3.5有机化合物基团的特征吸收3.6影响基团吸收频率的因素3.7红外光谱图的解析3.8拉曼光谱本章要求:了解红外光谱发展概况,掌握红外光谱的特点,懂得红外光谱谱图的表达方式及物理含义;了解指纹区与官能团区的划分;掌握化合物吸收带位置、个数、强弱及特征;掌握红外光谱解析的一般步骤,会结合元素分析和已知分子式条件下推测分子结构,确定谱带归属;懂得应用标准谱图验证结构解析的结果;了解瑞利散射与拉曼散射的产生;判断振动是否拉曼活性和红外活性,了解拉曼光谱的特点及在结构分析中的应用。
有机化学(organic chemistry)
有机化学(organic chemistry)教学大纲（适用于化学专业）说明有机化学课程是高等学校化学类各专业教学计划中一门必修的基础课程，它是为培养满足化工行业对工程技术人才的需要而设置的。
通过对本课程的学习，可以使学生对本大纲范围内的有机化学内容有比较系统和比较全面的了解，掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能，了解本学科范围内重大的科学技术新成就，培养学生具有分析和解决有机化学一般问题的初步能力，为学习后续课程和培养造就高级化学化工技术人才打好一定基础。
本课程总学时为122学时，4学分。
学时具体分配如下：有机化学教学大纲一、课程教学目标有机化学课程是高等学校化学类各专业教学计划中一门必修的基础课程，它是为培养满足化工、制药、环保等行业对工程技术人才的需要而设置的。
通过对本课程的学习，可以使学生对本大纲范围内的有机化学内容有比较系统和比较全面的了解，掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能，了解本学科范围内重大的科学技术新成就，培养学生具有分析和解决有机化学一般问题的初步能力，为学习后续课程和培养造就高级化学化工技术人才打好一定基础。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的1．掌握有机化合物和有机化学的一般概念；2．理解有机结构基本理论到现代化学键理论的发展、有机化合物的特点；3．了解研究有机化合物的一般步骤，掌握有机化合物的分类和官能团。
教学内容1.有机化学的产生和发展2．有机化合物的特性3．有机化合物中的共价键4．共价键的断裂方式5．有机化合物构造式的表示方法6．有机化学中的酸碱概念7．有机化合物的分类8．研究有机化合物的一般程序和方法第二章烷烃教学目的1．掌握系统命名法；2．掌握甲烷的四面体构型，能够用杂化轨道理论说明烷烃的结构和σ键的特点；3．掌握烷烃的卤代反应及其历程；4．理解卤代反应的相对活性与烷基自由基的稳定性。
教学内容1．烷烃的通式、同系列和同分异构现象；2．烷烃的命名；烷烃的分子结构；烷烃的物理性质；3．烷烃的化学性质。
《有机波谱分析》课程教学大纲
《有机波谱分析》课程教学大纲课程代码：080531024课程英文名称：Organic Spectral Analysis课程总学时：36 讲课：24 实验：12 上机：0适用专业：化学大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标有机波谱分析课程是化学专业的专业基础课。
其教学目标是使学生能够运用波谱分析的基本原理解析简单谱图，对有机化合物进行结构分析。
本课程介绍了紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱和质谱的基本原理，学习了各类有机化合物的特征谱图,并进一步对有机化合物谱图进行简单解析。
培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力并为后续专业课打下必要的化学基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过以讲授为主的教学环节与引导学生课后自学的有机结合，使学生掌握各种波谱分析方法的基本原理和基础知识以及各种波谱分析方法的特点和应用，并掌握基本的波谱分析实验方法，具有独立做波谱分析实验的能力。
（三）实施说明突出重点，逐步深入。
在讲授课本内容的同时适时补充本学科的新内容。
（四）对先修课的要求在讲授本课前，学生必须具有“有机化学”和“仪器分析”方面的知识。
（五）对习题课、实验环节的要求1.在课堂讲授知识要点的基础上，适当安排习题课，例题的选择以帮助学生消化理解和巩固所学知识为目的。
课后作业要少而精，内容可以多样化，可以涉及基本概念、基本理论、计算方法和技巧，使学生提高分析问题、解决问题能力。
对习题中的重点、难点，课上应做必要的提示，并可适当安排课内讲评作业。
学生应独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
2.开设波谱分析实验课，学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生掌握本课程的基本实验方法，获得实验操作的基本训练，提高学生对所学知识的认识和动手能力。
实验成绩作为评定课程成绩的一部分。
具体要求参见相应的实验教学大纲。
（六）课程考核方式1．考核方式：考试2．考核目标：主要考核学生对有机波谱分析的基本知识、基本概念、基本理论的理解及其应用。
《有机化合物波谱解析》教学大纲
有机化合物波谱解析一、课程说明课程编号：240205Z10课程名称（中/英文）：有机化合物波谱解析（Spectroscopy of Organic Compounds）课程类别：专业基础课学时/学分：总48学时，其中理论36学时，实验12学时；学分3先修课程：有机化学、物理化学、分析化学适用专业：药学教材：《有机化合物波谱解析》（第三版），中国医药科技出版社，吴立军，2009。
教学参考书：《有机化合物波谱解析》（第一版），人民卫生出版社，孔令义，2016。
《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》（第三版），科学出版社，宁永成，2016。
《有机化合物的波谱解析》，华东理工大学出版社，药明康德新药开发有限公司分析部译，秦川校，2007年二、课程设置的目的意义本课程是运用紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振波谱（NMR）、质谱（MS）等现代物理手段研究有机化合物化学结构的一门学科，是现代有机化合物结构测定最主要的手段。
本课程为药学、制药工程等专业本科生开设的专业基础课，培养学生利用这四种波谱技术综合解决大多数有机化合物结构研究问题的能力，为进一步学习药物化学、天然药物化学、药物分析等专业课奠定基础。
三、课程的基本要求掌握紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、核磁共振波谱（NMR）、质谱（MS）等的基础知识及其解析方法，熟悉旋光谱和圆二色谱的基本解析，学会综合运用上述多种谱图所提供的结构信息解决化合物的结构问题。
四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求对乙酰氨基酚的红外光谱测定与解析。
掌握红外光谱分析中固体样品制备技术（KBr压片）与图谱解析，熟悉红外光谱仪的操作。
六、考核方式及成绩评定七、大纲主撰人：大纲审核人：。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
a
实际中不易找到两等 峰且谷高正好为10% 的，实际计算为：
b
7.质谱的表示方法
1）质谱图---柱图、棒图、条图 ：
记录了正离子质荷比及 峰强度的关系，尖锐峰 ，横坐标表示质荷比， 纵坐标表示离子峰强度 （丰度）。以最大为参 照标准100%。
相对丰度：
绝对丰度：以总离子强
度作为100%，各离子所占百 分比。
2. 1. 0 质谱计的一般原理 2.1.0.1.质谱仪的实物及工作实景
Agilent 7500系列电感耦合等离子质谱仪 安捷伦科技公司
电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）
2.1.0.2. 质谱仪的一般原理
双聚焦质量分析器原理图
1.在高真空下受热气化了的分子在离子源内受到高能电子束轰 击形成正离子：
A·+BC+ AB·+C+ A++BC
B++C B+C+
B++CB-+C+
5.质谱的基本方程
方程表明：离子在磁场中运动轨迹的曲率半径R是受B、V和m/e三因素决定的 ，r是固定不变的，改变V或H可以只允许具有一种m/e值的离子通过收集器狭缝进入检测系 统，而其它m/e值的离子则撞击在管道内壁上并被真空抽出仪器，可要连续改变H、V就能 使m/e不同的正离子按m/e值的大小顺序先后通过收集器狭缝，然后打到离 子收集器片上，每一离子要从收集器片上得到一个电子以中和离子所带的正 电荷，这样就在离子收集器线路上产生一电流，将些电流放大记录下来，即 得到质谱。
有机质谱学时
一、教学目的 质谱基本原理； 质谱中离子的主要类型； 分子离子峰、碎片离子峰的识别；有机化合物质谱碎裂规律； 运用质谱解析分子结构的方法。 二、教学重点、难点 质谱中离子的主要类型；有机化合物质谱碎裂规律；质谱解析分子结构的方法。 三、讲授要点 1、领会质谱的基本知识； 2、掌握分子离子峰的识别方法； 3、掌握基本的有机质谱裂解方式； 4、领会同位素离子峰、亚稳离子峰、多电荷离子峰的识别及作用； 5、领会各类有机分子的裂解方式； 6、掌握质谱的解析方法。
1. 电子轰击（ electron impact, EI)
电子轰击电离是质谱中用途最广泛的离子化方法。用约70eV 的电子束轰击汽化的样品分 子，使得样品分子获得能量，失去分子（ M ）中电离电位较低的价电子或非键电子（如 O,N 的孤对电子）而变成正离子自由基，即为分子离子（ M+e → M+• +2e ） 。由于 有机化合物的电离能一般小于15eV ，分子离子具有剩余的能量，可使某些化学键断裂， 生成不同质荷比的带正电荷的碎片离子。化合物共价键的断裂具有可重复性和化合物的 特征性，可以作为用质谱解释化合物结构的有力依据。通常，分子离子接受的能量过高 ，某些化合物用EI 电离时分子离子峰的强度较弱，甚至不出现，但有较多的碎片离子产 生。如图2.3 为乙醇的EI 质谱图，图中除可见分子离子峰（m/z46） 外，还可见m/z45, 31 等碎片离子峰。
谱计之所以需要维持这样的，其目的是为了避免离
子与气体分子的碰撞。
b. 进样系统----------
在不破坏真空的情况下，固体和拂点较高的液体样 品可通过进样推杆送入离子源并在其中加热汽化， 低沸点样品在贮气器中汽化后进入离子源，气体样 品可经贮气器进入离子源。当色谱与质谱联用时， 进样系统则由它们的界面（ Interface ）代替。
质谱（ mass spectrum, MS ） 是化合物分子在真空条件下受电子流的“轰击”或强电场等其 他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断 裂，生成具有不同质量的带正电荷的离子，这些离子按质荷比 m/z（离子质量m与其所带电荷数z之比）的大小被收集并记录 的谱。质谱图是以棒图形式记录该化合物电离后收集到的各种 不同质荷比的离子及其相对丰度（或强度）。
c. 离子源------------- 离子源是样品分子的离子化场所。某些离子会在离 子源中裂解成碎片离子（离子化的方法见2. 1. 2 ）
。
d. 质量分析器-------- 在离子源中生成的并经加速电压加速后的各种离子 在质量分析器中按其质荷比(m/z） 的大小进行分
离并加以聚-
经过质量分析器分离后的离子束，按质荷比的大小 先后通过出口狭缝，到达收集器，它们的信号经电 子倍增器放大后用记录仪记录在感光纸上或送入数 据处理系统，由计算机处理以获得各种处理结果。 利用改变磁场强度来分离不同质荷比离子束的磁偏 转质谱计有单聚焦质谱计和双聚焦质谱计（见图2.1 和图2.2）。单聚焦质谱计为低分辨质谱汁，双聚焦 质谱计可以达到很高的分辨率。
a。飞行时间质谱计，是测量离子从离子源到达检测器的时间（其间有一个漂移管），离子的m/z 值可由其到达检测器的时间来确定，该质谱计扫描速度快，但分辨率
低。傅里叶变换质谱计（ FTMS ），是基于离子在均匀磁场中的回旋运动并与计算机技术相结合的高分辨质谱计。
2.1.2 离子化的后法
离子化的方法很多，用于有机质谱计的主要有电子轰击、化学电离、场致离和场解吸、 快原子轰击、电喷雾电离、激光解析电离等。
2）质谱表：列出离子峰的m/e值和对应的相对丰度
3）元素图：将高分辨率质谱所得结果，经电脑运算而得，可以了解每个离子的元素组
成，对推导方便。
2.1.0.3. 质谱仪的组成
2. 1. 1 质谱计构成
为避免离子与分子之间的碰撞，质谱计必须是在高
a.高真空系统--------- 真空条件下工作，离子源和质量分析器的真空度压 力通常分别为10-4～10-5 Pa和10-5~10-6Pa。质
M+e(高速)→M+·+2e(低速) M+·：代表分子离子，实际上是带有单电子的自由基离子。
2.电子束能量一般在：50~70eV ，有机化合物的离解能常为 9~15eV. 3.生成的分子离子再发生键的断裂生成更多不同的碎片，而比 较稳定、寿命长的分子离子才能在质谱中出峰。 4.碎片类：
ABC
ABC+
每通过收集器狭缝一种离子，质谱上就出现一个峰，高度取决于该咱离子的数量，即是丰度。
6.质谱的分辩率及质量范围 a.分辩率：
方式1：10%谷定义，两个相等强度的相邻峰重叠形成的谷高为 峰高的10%，则可认为两峰正好分开。（国际应用 ） 方式2：50%谷定义，两个相等强度的相邻峰在50%峰高的地方 相交，就可认为两峰正好分开。
实际中不易找到两等 峰且谷高正好为10% 的，实际计算为：
b
7.质谱的表示方法
1）质谱图---柱图、棒图、条图 ：
记录了正离子质荷比及 峰强度的关系，尖锐峰 ，横坐标表示质荷比， 纵坐标表示离子峰强度 （丰度）。以最大为参 照标准100%。
相对丰度：
绝对丰度：以总离子强
度作为100%，各离子所占百 分比。
2. 1. 0 质谱计的一般原理 2.1.0.1.质谱仪的实物及工作实景
Agilent 7500系列电感耦合等离子质谱仪 安捷伦科技公司
电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）
2.1.0.2. 质谱仪的一般原理
双聚焦质量分析器原理图
1.在高真空下受热气化了的分子在离子源内受到高能电子束轰 击形成正离子：
A·+BC+ AB·+C+ A++BC
B++C B+C+
B++CB-+C+
5.质谱的基本方程
方程表明：离子在磁场中运动轨迹的曲率半径R是受B、V和m/e三因素决定的 ，r是固定不变的，改变V或H可以只允许具有一种m/e值的离子通过收集器狭缝进入检测系 统，而其它m/e值的离子则撞击在管道内壁上并被真空抽出仪器，可要连续改变H、V就能 使m/e不同的正离子按m/e值的大小顺序先后通过收集器狭缝，然后打到离 子收集器片上，每一离子要从收集器片上得到一个电子以中和离子所带的正 电荷，这样就在离子收集器线路上产生一电流，将些电流放大记录下来，即 得到质谱。
有机质谱学时
一、教学目的 质谱基本原理； 质谱中离子的主要类型； 分子离子峰、碎片离子峰的识别；有机化合物质谱碎裂规律； 运用质谱解析分子结构的方法。 二、教学重点、难点 质谱中离子的主要类型；有机化合物质谱碎裂规律；质谱解析分子结构的方法。 三、讲授要点 1、领会质谱的基本知识； 2、掌握分子离子峰的识别方法； 3、掌握基本的有机质谱裂解方式； 4、领会同位素离子峰、亚稳离子峰、多电荷离子峰的识别及作用； 5、领会各类有机分子的裂解方式； 6、掌握质谱的解析方法。
1. 电子轰击（ electron impact, EI)
电子轰击电离是质谱中用途最广泛的离子化方法。用约70eV 的电子束轰击汽化的样品分 子，使得样品分子获得能量，失去分子（ M ）中电离电位较低的价电子或非键电子（如 O,N 的孤对电子）而变成正离子自由基，即为分子离子（ M+e → M+• +2e ） 。由于 有机化合物的电离能一般小于15eV ，分子离子具有剩余的能量，可使某些化学键断裂， 生成不同质荷比的带正电荷的碎片离子。化合物共价键的断裂具有可重复性和化合物的 特征性，可以作为用质谱解释化合物结构的有力依据。通常，分子离子接受的能量过高 ，某些化合物用EI 电离时分子离子峰的强度较弱，甚至不出现，但有较多的碎片离子产 生。如图2.3 为乙醇的EI 质谱图，图中除可见分子离子峰（m/z46） 外，还可见m/z45, 31 等碎片离子峰。
谱计之所以需要维持这样的，其目的是为了避免离
子与气体分子的碰撞。
b. 进样系统----------
在不破坏真空的情况下，固体和拂点较高的液体样 品可通过进样推杆送入离子源并在其中加热汽化， 低沸点样品在贮气器中汽化后进入离子源，气体样 品可经贮气器进入离子源。当色谱与质谱联用时， 进样系统则由它们的界面（ Interface ）代替。
质谱（ mass spectrum, MS ） 是化合物分子在真空条件下受电子流的“轰击”或强电场等其 他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断 裂，生成具有不同质量的带正电荷的离子，这些离子按质荷比 m/z（离子质量m与其所带电荷数z之比）的大小被收集并记录 的谱。质谱图是以棒图形式记录该化合物电离后收集到的各种 不同质荷比的离子及其相对丰度（或强度）。
c. 离子源------------- 离子源是样品分子的离子化场所。某些离子会在离 子源中裂解成碎片离子（离子化的方法见2. 1. 2 ）
。
d. 质量分析器-------- 在离子源中生成的并经加速电压加速后的各种离子 在质量分析器中按其质荷比(m/z） 的大小进行分
离并加以聚-
经过质量分析器分离后的离子束，按质荷比的大小 先后通过出口狭缝，到达收集器，它们的信号经电 子倍增器放大后用记录仪记录在感光纸上或送入数 据处理系统，由计算机处理以获得各种处理结果。 利用改变磁场强度来分离不同质荷比离子束的磁偏 转质谱计有单聚焦质谱计和双聚焦质谱计（见图2.1 和图2.2）。单聚焦质谱计为低分辨质谱汁，双聚焦 质谱计可以达到很高的分辨率。
a。飞行时间质谱计，是测量离子从离子源到达检测器的时间（其间有一个漂移管），离子的m/z 值可由其到达检测器的时间来确定，该质谱计扫描速度快，但分辨率
低。傅里叶变换质谱计（ FTMS ），是基于离子在均匀磁场中的回旋运动并与计算机技术相结合的高分辨质谱计。
2.1.2 离子化的后法
离子化的方法很多，用于有机质谱计的主要有电子轰击、化学电离、场致离和场解吸、 快原子轰击、电喷雾电离、激光解析电离等。
2）质谱表：列出离子峰的m/e值和对应的相对丰度
3）元素图：将高分辨率质谱所得结果，经电脑运算而得，可以了解每个离子的元素组
成，对推导方便。
2.1.0.3. 质谱仪的组成
2. 1. 1 质谱计构成
为避免离子与分子之间的碰撞，质谱计必须是在高
a.高真空系统--------- 真空条件下工作，离子源和质量分析器的真空度压 力通常分别为10-4～10-5 Pa和10-5~10-6Pa。质
M+e(高速)→M+·+2e(低速) M+·：代表分子离子，实际上是带有单电子的自由基离子。
2.电子束能量一般在：50~70eV ，有机化合物的离解能常为 9~15eV. 3.生成的分子离子再发生键的断裂生成更多不同的碎片，而比 较稳定、寿命长的分子离子才能在质谱中出峰。 4.碎片类：
ABC
ABC+
每通过收集器狭缝一种离子，质谱上就出现一个峰，高度取决于该咱离子的数量，即是丰度。
6.质谱的分辩率及质量范围 a.分辩率：
方式1：10%谷定义，两个相等强度的相邻峰重叠形成的谷高为 峰高的10%，则可认为两峰正好分开。（国际应用 ） 方式2：50%谷定义，两个相等强度的相邻峰在50%峰高的地方 相交，就可认为两峰正好分开。