波谱分析第五章质谱.ppt

波谱分析第五章质谱
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学习目的
通过本章的学习，明确有机质谱的研究对象，理解质谱计的工作原理及质谱的产生过程，掌握质谱中离子的主要类型以及各类有机化合物的质谱裂解过程和规律，学会用质谱法确定有机化合物的分子量及分子式，初步掌握简单化合物质谱图的解析。
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本章主要内容
质谱法概述
质谱法基本原理
分子离子(M+·)的裂解类型和裂解规律
亚稳离子
常见有机化合物的质谱
质谱解析方法
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质谱法概述
质谱法包括原子质谱和分子质谱，分子质谱法讨论的是如何用质谱获得有机化合物结构信息（包括分子式分子量及分子结构）。并进行定性定量分析。具体过程如下：
有机化合物在高真空中受热汽化，气态分子受一定能量的电子流（或其它能量）轰击以后，失去一个价电子成为带正电荷的离子，称分子离子，由于分子离子存在较高的内能，并进一步碎裂为碎片离子。这些带正电荷的离子在电场和磁场综合作用下，按照质荷比（m/z）的大小，依次排列，排列成的谱图叫质谱图，其所用的仪器称为质谱仪或质谱计。根据质谱图中峰的位置，可进行结构分析；根据峰的强度可进行定量分析。
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进样系统
电离室
质量分析器
检测器
质谱图
高真空系统
加速区
放大显示
(直接进样,间歇进样,GC-MS,LC-MS等)
(EI,CI,FI,FD,FAB,MALDI,ESI)
单聚焦,双聚焦,四极质量分析器
飞行时间质谱计,离子阱,Fourier变换
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(即质量分析器工作原理)
以单聚焦质谱仪为例来说明
M+e→M+·+2e 其质量为m,电荷为z。若其寿命大于10-6 s，就能受到加速板上电压为U的作用加速到速度v（注：忽略正离子的初始速度），其动能为(1/2)m v2，而在加速电场中所获得的电势能为zU，并转变为动能，因此： zU=(1/2)mv2 ①
当高速的正离子离开加速区进入磁场区后，在磁场强度为B的磁场作用下，使正离子的轨道发生偏转，进入半径为R的径向轨道。
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这时离子所受到的向心力为Bzv，离心力为
mv2/R。保持离子在半径为R的径向轨道上运动的必要条件是：
Bzv = mv2/R ②
整理①和②式得：
或
③
现在来讨论③式
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③式，若固定B和U
则正离子运动的半径R仅取决于m/z，所以m/z不同的离子偏转半径不同，在磁场中被分开，通过出射狭缝到达检测器。（狭缝需移动！）
，连续改变B或U，则可使不同m/z的离子依次通过狭缝，到达检测器。
R、B固定，改变U， U小→U大，先收集到什么离子？
R、U固定，改变B， B小→B大，先收集到什么离子？
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质谱的表示法

苯乙酮的质谱图
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一张质谱图上可以看到许多峰,这些峰的位置(m/z)与强度是和分子的种类、结构及电离方法有关。具体有如下离子种类：
①分子离子峰；
②碎片离子峰；
③同位素离子峰；
④亚稳离子峰；
⑤多电荷离子峰；
⑥重排离子峰。
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