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【精品】仪器分析大连理工大学123有机化合物电子轰击质谱图课件

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质谱仪的组成PPT课件

质谱仪的组成PPT课件

离子源的作用是将被分析的样品分子电离成带电的离子，并使这 些离子在离子光学系统的作用下，会聚成有一定几何形状和一定 能量的离子束，然后进入质量分析器被分离。
常用离子源：电子轰击电离源（EI）、化学电离源（CI）、场致 电离源（FI）、场解析电离源（FD）、快原子轰击电离源（FA B）、激光解析电离源（LD）、电喷雾电离源（ESI）等。
电喷雾电离质谱仪（ESI-MS），基质辅助激光解吸电离 质谱仪（MALDI-MS），快原子轰击质谱仪（FAB-MS）， 离子喷雾电离质谱仪（ISI-. MS），大气压电离质谱仪（28A PI-MS）等。
有机质谱仪
1.按进样方式分类
直接进样质谱 ，气相色谱-质谱联用仪（GC-MS） ， 液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）。
在电子轰击下，甲烷首先被电离： CH4+ →CH4+＋CH3+＋CH2+＋CH+＋C+＋H+
甲烷离子与分子进行反应，生成加合离子： CH4+＋CH4 →CH5+＋CH3 CH3+＋CH4 →C2H5+＋H2
.
8
加合离子与样品分子反应：
CH5+ ＋M→MH+＋CH4 C2H5+ ＋M→MH+＋C2H4
产生二次电子，然后用D1，D
2，D3等二次电极使电子不断
倍增。最后为阳极A检测，可
测出微弱电流，时间常数远 小于1s，可灵敏、快速地进行
电子倍增器
检测。
.
26
质谱仪
质谱仪按用途分： 同位素质谱仪（测定同位素）、无机质谱仪（测定无机化合物）、
有机质谱仪（测定有机化合物）等。
根据质量分析器的工作原理分： 静态仪器：采用稳定磁场，按空间位置区分不同质荷比的离子 单聚焦和双聚焦质谱仪 动态仪器：采用变化的电磁场，按时空来区分不同质荷比的离子 飞行时间和四极滤质器式质谱仪

质谱法简介—质谱法基本原理(分析化学课件)

质谱法简介—质谱法基本原理(分析化学课件)

m/z 123 －CH3
－CO 108
80
m/z 80 离子是由分子离子经过两步裂解产生的，而不是一步形成的
质谱法基本原理
4.同位素离子
大多数元素都是由具有一定自然丰度的同位素组成。化合物 的质谱中就会有不同同位素形成的离子峰，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M+1；有时还可以 观察到M+2，M+3。通常把由同位素形成的离子峰叫同位素峰。
离子子还可能进一步裂解成更小的碎片离子，在裂解的同时也可能
发生重排。
质谱法基本原理
3.亚 稳 离 子（m*）
在离子源中形成的碎片离子没有进一步裂解，而是在 飞行进入检测器的过程中发生自行的裂解，这样所形成的低 质量的离子叫亚稳离子。 形成过程 m1 (母离子) m2 (子离子) 中性碎片
表观质量 m m22
37
(a+b)n=(3+1)2=9+6+1
即三种同位素离子强度之比为9:6:1。 这样，如果知道了同位素的元素个数，可以推测各同
位素离子峰强度之比。 同样，如果知道了各同位素离子强度之比，可以估计
出分子中是否含有S、Cl、Br原子以及含有的个数。
质谱法基本原理 四、质谱法的特点与主要用途
❖ 特点： ❖ 1．样品用量少。灵敏度高，精密度好。 ❖ 2．分析速度快。 ❖ 3．分析范围广，适合联机。 ❖ 4．能够同时给出样品的精确分子质量和结构信息
色谱-质谱联用分析法 气质联用（GC-MS）的应用领域：
气质联用已经成为有机化合物常规检测中的
必备工具。环保领域的有机污染物检测，特别是
低浓度的有机污染物；药物研究生产质控的进出
口环节；法庭科学中对燃烧爆炸现场调查，残留

仪器分析(大连理工大学) 32 色谱理论基础PPT课件

仪器分析(大连理工大学) 32 色谱理论基础PPT课件

2020/11/22
3.2.1 色谱分离过程中的基本关系式
填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者 的分离机理不同。
气固色谱的固定相：多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液(液液)色谱的固定相：由 担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理： 吸附与脱附的不断重复过程。 气液色谱的分离机理：
容量因子越大，保留时间越长。
VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量。
2020/11/22
5. 分配比与保留时间的关系
滞留因子（retardation factor）：
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参 数，数值越大，该组分的保留时间越长。
3. 分配比可以由实验测得。
2020/11/22
4. 容量因子与分配系数的关系
k mS mM
式中β为相比。
mS VS
VS
mS VM
VM
S M
VS VM
K
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
半经验理论；将色谱分离过程比拟作蒸馏过 程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过 程的重复。
塔板理论的假设：
(1) 每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；
(2) 将载气看作成脉动（间歇）过程；
(3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；
(4) 每次分配的分配系数相同。
（动画）
2020/11/22
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，色谱柱的理论塔 板数：n，则三者的关系为

仪器分析大连理工大学红外光谱分析基础PPT学习教案

仪器分析大连理工大学红外光谱分析基础PPT学习教案

伸
Ｃ－Ｏ
１１００
指
缩 振 动
Ｃ－Ｎ Ｃ－Ｃ
１０００ ９００
纹
Ｃ－Ｃ－Ｃ
＜５００
吸 收 带
变 形 振
Ｃ－Ｎ－Ｏ Ｈ－Ｃ＝Ｃ－Ｈ
５００ ９６０（反）
对称性差偶极矩变化大吸收峰强度大 符号：s(强)，m(中)；w(弱) 红外吸收峰强度比紫外吸收峰小2～3个数量级。
第17页/共34页
15:09:45
C2H4O
1730cm-1
O
1165cm-1
H
C
CH
H 2720cm-1
H
（ CH3） 1460 cm-1， 1375 cm-1。 （ CH3） 2930 cm-1， 2850cm-1。
15:09:45
第18页/共34页
10.1.5 基团特征振动频率
一、红外吸收频率类型
1. 基频 = 0 → = 1，跃迁概率最大，吸收峰的强度最
强。一般特征峰都是基频吸收。
2. 倍频（又称泛频） = 0 → = 2或 = 3，…，所产生的吸收峰。振
动的非谐性，则能级间隔非等距，故倍频不是基频波数 的整数倍，而是略小些 。
15:09:45
２．峰位、峰数与峰强
（1）峰位
化学键的力常数k越大，原子折合质量越小，键的振 动频率越大，吸收峰将出现在高波数区(短波长区)；反 之，出现在低波数区(高波长区)。
例１ 水分子 （非对称分子）
(动画)
15:09:45
第15页/共34页
（2）峰数
峰的数目与分子自由度有关。无瞬间偶极矩变化时， 无红外吸收。
例2 CO2分子
四种振动类型，两 个吸收峰。
（对称振动无红外 活性，两变形振动 吸收峰简并）

仪器分析-质谱图解析.

仪器分析-质谱图解析.
2、质荷比为偶数，表明分子中不含N或含偶数个N
3、m/z 57为M-17离子，m/z 29为M-45 离子，同时产生m/z 45（COOH）离子峰， 说明化合物可能含有羧基
4、m/z 29为乙基碎片离子峰，说明化合物可能含有乙基
H2 O H3C C C OH
m/z=74
H3C
H2 C
O C m/z=57
分子结构的推导
■ 计算分子的不饱和度推测分子结构
一价原三 子价 数原子数
U四价原 - 子2数
2
1
■ 根据碎片离子的质量及所符合的化学通式，推测离子可能 对应的特征结构或官能团
■ 结合相对分子质量、不饱和度和碎片离子结构及官能团等 信息，合并可能的结构单元，搭建完整分子结构
■ 核对主要碎片，检查是否符合裂解机理。 结合其他分析方法最终确定化合物结构
相对丰度 （%）
100 80 60 40 20
m/z
43 O
71
断裂
H7C3 C
58
99
Rearrangement
β异裂
86
113
40
60
80
100 120
4壬酮的质谱图（M=142）
C5H1 1
1、酮类化合物分子离子 峰较强。
2、α裂解（优先失去大 基团）
烷系列：29＋14 n
142(M+·) 3、γ-氢重排
未知化合物质谱图分析
CH2
某化合物C10H4
HH CH2
结构式：
1、计算不饱和度U=4， 2、分子离子峰m/z=134较大，结合不饱和度，说明该化合物含有苯环
3、m/z=91为（M-43）碎片离子峰，说明化合物可能失去C3H7+为烷基苯，m/z=65是 其进一步丢失乙炔分子产生的碎片离子峰。

质谱分析法PPT课件

质谱分析法PPT课件
离子的类型及开裂规律 两节课时间太紧张
离子的类型 1．分子离子峰：
在电子轰击下,有机物分子电离一个电子形成 的离子,叫分子离子 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。
分子离子足够稳定，质谱中位于质荷比最高 位置的峰就是分子离子峰。
1
辨认分子离子峰的方法
1. 分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰，应处在质 谱图的最右端。
正相反。苯甲醇中M-1峰很强，是因为生成了稳定的羟基 离子 m/z107；苄醇也有M-2 ，M-3的峰，强度较弱，苯酚的M-1是弱峰。 酚的裂解如下：
H O┐ rH
┐
O H H
m/z 94
m/z 94
H
CHO
┐
或
H
┐
H
m/z 66
m/z 65
41
苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失CO产生M-28 的峰，还有丢失 CHO基团的M-29的峰。苯甲醇有M（CHO），即m/z79的峰是基峰。酚有M-28（m/z66）和 M-29（m/z65）的弱峰。
同部分碎片峰，可粗略推测化合物的大致结构。 • 以所有可能方式把各部分结构单元连接起来，再利
用质谱数据，将造成的结构中不合理的结构排除掉。
45
质谱图解析 —— 例1 (P266)
46
47
质谱图解析 —— 例2
48
49
GC和MS联用的优点
• GC：善于分离，不善于定性 • MS：善于定性，不善于分离 • GC-MS：分离，定性同时进行
10
离子开裂的几种类型
单纯开裂— 断一个键，脱离一个游离基 重排开裂— 有两个键断裂，一个氢原子发生转移，
脱去一个中性分子 复杂开裂— 几个键开裂，并有氢原子的转移 双重重排— 有两个氢的转移

质谱的原理和图谱的析ppt课件.ppt


• 适用于难汽化、热不稳定的样品. 如: 糖类. • FI、FD分子离子峰较强，碎片离子峰较少。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
(4)快原子轰击(fast atom bombardment, FAB) • 用高能量的快速Ar原子束轰击样品分子(用液体基质 负载样品并涂敷在靶上，常用基质有甘油、间硝基苄 醇、二乙醇胺等),使之离子化。 • FAB灵敏度高，适用于对热不稳定、极性强的分子， 如肽、蛋白质、金属有机物等。 • 样品分子常以质子化的[M+H]+离子出现 • 基质分子会产生干扰峰。
静电分析器加在磁分析器之前。加速后的离子在静
电分析器中, 受到外斥内吸的电场力(zE)的作用, 迫使
离子作弧形运动。
zE mv 2
R
结合 1 mv2 zV， 导出 2
R 2V E
静电分析器只允许具有特定能量的离子通过,达到
能量聚焦,提高仪器分辨率。
V:加速电压. E: 电位差.v: 速度. m: 质量.
分子离子峰的应用： 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质量， 所以，用质谱法可测分子量。
பைடு நூலகம்
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
（2）同位素离子 含有同位素的离子称为同位素离子。 与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。
（9）亚稳离子
从离子源出口到达检测器之前裂解并被记录的离子称 亚稳离子，其动能小于离子源生成的离子，以低强度
于表观质量m*（跨2～3质量单位）处记录下来，其m/z 一般不为整数。 m*=m22/m1 在质谱中，m*可提供前体离子和子离子之间的关系。

仪器分析—质谱ppt课件

92massfilteringscanning滤质器分析器和扫描与tof的分析器不同四级杆分析器是在特定的电压频率下具有特定mz的离子才可到达检测器在实时分析时电压是不断变化的这就是对离子束进行扫企业文化就是传统氛围构成的公司文化它意味着公司的价值观诸如进取守势或是灵活这些价值观构成公司员工活力意见和行为的规范
MALDI-TOF MS, ESI MS
最新版整理ppt
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最新版整理ppt
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最新版整理ppt
16
1.真空系统
质谱仪构造
• 离子源和质量分析器的压力在 • 10–4 ~ 10–5 Pa和10–5 ~ 10–6 Pa。
– 大量氧会烧坏离子源的灯丝； – 用作加速离子的几千伏高压会引起放电；
– 引起额外的离子－分子反应，改变裂解 模型，谱图复杂化。
characterization of potential drugs, drug degradation analysis, screening of drug candidates, identifying drug targets, disease marker identification, diagnostic !
简单断裂产生的离子。 4 重排离子（rearrangement ion）经重排反应产生的离子，其结构不是原分子结构单元。 5 母离子（parent ion）与子离子（daughter ion）任何一离子进一步产生某离子，前者称
为母离子，后者称为子离子。 6 亚稳离子（metastable ion）是从离子源出口到检测器之间产生的离子。 7 奇电子与偶电子离子（odd- and even-electron ion）具有未配对电子的离子称为奇电子
organic chemicals, polymers!
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N
40
29
20
H M=85
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 m/z
2. 羧酸化合物
脂肪酸和酯的分子离子峰较明显, 主要有α裂解。 特征峰由麦氏重排断裂产生。
3. 酯化合物
辛酸甲酯 质谱图与离子峰形成过程
辛酸甲酯 离子峰形成过程
12.3.7 芳烃
有明显的分子离子峰。 苯生成77，51峰；
脂肪醛的M-1峰强度与M相近, HCO+(m/z 29) 很强。
仪器分析大连理工大学123 有机化合物电子轰击质谱图
12.3.1 饱和烃
1.直链烷烃
43
29 15
57
71 85 99 113 142
m/z
烯烃
m/z 82
54
28
12.3.3 醚的质谱图
1.脂肪醚的分子离 子峰弱。
2. 发生i 裂解(正 电荷保留在氧原子 上)形成m/z 45； 59；73；
1．麦氏重排，失去较大烷基原则。
2． 烷烃：15, 29，43，57，71，…CnH2n+1 奇数系列峰, 43(C3H7+)， 57(C4H9+) 最强，基峰。
3．烯烃：双键β 位置C-C 键断裂(丙烯基裂解)产生的碎片离子, 出现 41, 55, 69, 83 等CnH2n-1;
4．脂肪醚：分子离子峰弱；α裂解形成烷氧基碎片m/z 29，43，57，71 。
苯甲醚 质谱图与离子峰形成过程 芳香醚会发生氧原子的断裂, 进一步会失去CO。
苯胺 质谱图与离子峰形成过程
芳胺的分子离子峰非常强, 易发生失去HCN的断裂。
硝基苯 质谱图与离子峰形成过程
芳香硝基化合物显示较强的分子离子峰， 产生[M-NO]+， M-NO2]+ 和 M-58]+碎片离子。
小结:脂肪烃及衍生物
C7H6O2
1.不饱和度5，基峰 m/z122；
2. m/z 76，66，65，39 表明苯衍生物；
3. 特征峰m/z122，121 (强度接近)， m/z29，判 断醛。
57
100
CH3(CH2)7CHO
90
M=142
80
70
相对强度/%
60
44பைடு நூலகம்
50
40 30
20 10
0 0
10 20 30 40 50
含烷基取代的易发生断裂, 产生卓鎓离子基峰m/z 91。
甲苯的质谱图
烷基发生断裂, 产生卓鎓离子基峰m/z91。 进一步失去乙炔分子形成环戊烯离子C5H5+(m/z 65)和环丙 烯离子C3H3+(m/z39) 。
正丁基苯质谱图与离子峰形成过程
带有正丙基或丙基以上的烷基侧链的芳烃(含) 经麦氏重 排产生C7H8+离子(m/z92)。
H 3 C C H2 C H2
H
C OH C H3
C H3
H C OH C H3
m /z=45(M -43)
H
H3C C H2 C H2 C O H H3C C H2 C H2 C O H m /z=73(M -15)
C H3 m /z=87(M -1)
相对强度/%
45(M-43)
55[M-(H2O+CH3)] 70(M-H2O) 73(M-CH3) 88(M ) M-1
5 ．脂肪醇：分子离子峰很弱；易脱水形成M-18的峰；发生α 断裂，生成极
强的特征碎片，31( 伯醇)， 45( 仲醇)，59 ( 叔醇)。
6．脂肪醇：分子离子峰很弱；易脱水形成M-18的峰；发生α 断裂，生成极
强的特征碎片，31( 伯醇)，45( 仲醇)，59 ( 叔醇)。
7．醛、酮：分子离子峰明显；发生麦氏重排和α 断裂。
3.α裂解形成烷氧 基碎片m/z 29； 43；57；71 等碎 片离子。
正丙醚质谱图
醚的质谱图
12.3.4 醇
1.醇类分子离子峰 很弱； 2.易发生α 断裂，生 成极强的特征碎片， 如
31( 伯醇) 45( 仲醇) 59 ( 叔醇)。 3. 醇的分子离子峰 脱水形成M-18的峰。
H
H 3 C C H2 C H2
CH3 CH N CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 CH3
86
100
44
80
相对强度/%
60
58
114
40
20
29
129(M )
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 m/z
相对强度/%
85
100
80
56 85(M )
60
42 44 57
- H2C C H2
H2 C H2
R C CH
M -76
M=88
M=88
相对强度/%
2-甲基-2-丁醇 59
100 90 80
70 M - (H2O + 60 CH2 CH2)
50 40
M=88
C H3CH2
C H3 C CH3
OH
M - CH3
59
M - (H2O + CH3)
30
20
10
M - H2O
6 0m/7z0
M-44
M-43
M-CH2CH2
M-1
M-H2O M
80 90 100 110 120 130 140 150
12.3.6 其他
1.胺
（1）脂肪胺类 分子离子峰弱；
（2）含奇数氮的胺其分子离子峰质量数为奇数。有时可 能出现[M-1]+峰[M-H]+。
（3）胺类断裂 规律与醇类相似, 易发生i-断裂, 生 成的碎片离子往 往是基峰。
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120130140150
m/z
12.3.5 醛、酮的质谱图
分子离子峰 明显。
发生麦氏重 排和α 断裂。 失去较大烷基。
脂肪醛质谱图
脂肪醛的M-1峰强 度与M相近。
H-C=O+(m/z 29) 往 往很强。
长链脂肪醛易失 去醛基形成(M29)+峰。
RHC or
C H2
(C H 2)n
H
O+
H
C H2 - H2C C H2
- R H C C H2
C H2 H O+
H
C H2
RHC HC C H2 C H3
-H2O
H2C
-H2O
H2C C H R
M - (CH2=CH2+ H2O) M-46
H C CH3
H2C C H R
M-60
H H2H2C C C H2 R C CH H
20 30 40 50 60 70 80 90 m/z
α―断裂——丢失最大
烃基的可能性最大
丢失最大烃基原则
醇的质谱图
R1
-
R2 C O H
R3
m /z: 31,59,73,
H
OH
RHC
C H2
(C H 2)n
R3 R1 C OH
R2
H OH
RHC
C H2
(C H 2)n
- H2 O
RHC
C H2
(C H 2)n