质谱解析
CH2OH 31
% OF BASE PEAK
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
M - (H2O and CH2 CH2) 42 CH3(CH2)3
55 M - (H2O and CH3) 70 M - H2O 87
M-1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120 130140 150
片离子。
H O H 3C m/z=58 H 2C OH C CH2 H 2C CH3 CH2 H 2C H 2C m/z=86 C H H2 H 2C C CH2 OH C CH
CH3 CH2 CH3 CH CH2 CH2
(3)醛、酮也能发生α -裂解,如醛类的α -裂解,正电荷可 以留在氧原子上,也可以留在烷烃上。并且主要失去较大烷基 的一侧:
MW 226
正十六碳烷
99 C7
m/z=226
113 127 141 155 169 183 197 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 M C16
0
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210220 230
H3C C OH H 45
(六)、 醛、酮的质谱图
aldehydes and ketones
(1)羰基化合物氧原子上未配对电子很容易被轰去一个电子,所以醛、酮的 分子离子峰都能看到,不过脂肪族醛、酮的M+不及芳香族的强。 (2)脂肪族醛、酮中,主要碎片离子峰是由麦氏重排产生。
酮类发生这种裂解时,若R≥C3,则可再发生一次重排裂解,形成更小的碎
42
55
70
M - H2O
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120 130140150
(五)、 醚的质谱图
ethers
醚类化合物的分子离子峰都较弱,这类化合物易发生β —开裂,有时也可以 发生 α —开裂。 29 57 29 87 乙基异丁基醚
CH3 CH2 87 CH CH3 73 45 15 O CH2 73 CH3 15
CH2 CH2 CH2 CH3 92
134(M ) 39 51 65 77
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
(四)、醇的质谱图
alcohols
其分子离子峰易发生β 开裂,且容易失去一个H2O分子或甲 基而发生重排,所以其分子离子峰强度微弱或没有。 1、β 开裂,生成稳定的釒氧离子,得到的是M-1(H)、M-15(CH3) M-29(C2H5)、M-43(C3H7)峰……。基团越大在此处发生α 开裂的 可能性越大。例如:
H
伯醇
R C O H
CH3
.
H
H2C
+ O
H
R
.
m/e = 31
仲醇
R C O H
.
H
CH3 HC
+ O
H
R
.
m/e = 45
叔醇
CH3
R C O CH3
.
H
H3 C C H3C
+ O
H
R
.
m/e = 59
3、所有伯醇(甲醇例外)以及高分子量仲醇和叔醇易发生 1,4脱水形成M-18峰,又可以脱去一个甲基(-CH3),形成 M-18-15=M-33的峰。不要将M-18峰误认为是分子离子峰。 脱水过程如下:
1、对分子离子峰进行解析 (1)确认分子离子峰,并注意其强度的大小。
99 113
142 m/z
(2)看M+是偶数还是奇数,含氮N原子时由N数规律推断N原子 的个数。 (3)看有无M+1峰、M+2峰,如有计算M+ +1/ M+、 M++2 /M+比
值,看有无同位素存在,并可以根据分子离子峰的质荷比 m/e
H O+ H RHC CH2 CH2 CH2 H O+ H RHC CH2 HC CH2 CH3
- H 2C
-H2O
CH2 H2C CH R
M - (Alkene + H2O) M-46
H - H2C C CH3
-H2O
H2C CH R
M-60
100
CH2OHm/e=31
1-PenTanol MW88
β —开裂
H3C CH3 CH2 HC O CH2 CH3 CH3 m/z=73 H2C
HC O CH2 CH3 CH3 CH3 H3C H2C m/z=87 HC O CH2 CH3
乙基异丁基醚
29 CH3 CH2 87 CH
57
29 O 45
87 CH2 CH3 73 15
β —开裂产生的 碎片离子还可以 发生重排:
m/e :15
29
43
57 CH3
带支链的正碳离子比直链的要稳定。 (4)另有一系列碎片离子 ,其m/e :27,41,55,69,……CnH2n-1 系列峰。一般不会另加分析。 C2H5+( m/z =29)→ C2H3+( m/z =27)+H2 C3H7+( m/z =43)→ C3H5+( m/z =41)+H2 ……
(二).支链烷烃
其M强度比直链烷烃的还要弱,几乎接近0%,支链在分支处裂解形成的峰 的强度较大。形成稳定的仲或叔正碳离子。 当有支链时,m/e=29,43,57,71,85…….这一系列相差14个质量单位仍 然存在,但强度的分布与直链烃不一样,不能连成一条圆滑的曲线。
m/z=43 C3 m/z=57 C4
Ethyl sec-butyl ether MW 102 73 29 M-CH3CH2 H 73 CH3CH2 CH3 CH2 C O CH2 CH3 29 CH3 87 57 59 M-CH3 57 87 102 M
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110 120 130140150
R1 R2 R3 m/z: 31,59,73,
C
OH
-
R3
R1 C R2 OH
β ―断裂:丢失最 大烃基原则
丢失最大烃基的可 能性最大.
H3C CH2 CH2 H3C CH2 CH2 H C CH3 m/z=45(M-43)
H
H C CH3
OH
CH3 H H3C CH2 CH2 C OH m/z=73(M-15) +
H3C CH2 CH2 H3C CH2 CH2 H C CH3 m/z=45(M-43)
H
H C CH3
OH
CH3 H H3C CH2 CH2 C OH m/z=73(M-15) +
OH
H3C CH2 CH2 C OH CH3 m/z=87(M-1)
45(M-43) 55[M-(H2O+CH3)] 70(M-H2O) 73(M-CH3) 88(M ) M-1
3、列出部分基团结构单元; 4、拼出可能的结构,并根据其它条件排除不可能的结构, 认定可能的结构。
二、质谱图及解析例
(一)直链烷烃
(1)直链烷烃的分子离子峰M+的强度很低,并且随着碳链的增长,M+的强度逐 渐降低。
分子离子峰:C1(100%), C10(6%), C16(小), C45(0)
(2)烷烃裂解有一系列质量数相差14(CH2)的峰,其强度随碳数增加而减弱 (可以连成一条圆滑的曲线)。
b R C O H a b H C m/e=29 a
. + R C O + H m/e=M-1 . + O + R
H RHC (CH2)n H OH CH2 RHC OH CH2 (CH2)n -H2O RHC CH2 RHC CH2
or
(CH2)n
(CH2)n
m/e= M-18
4、链状伯醇可能发生麦氏重排(1,4失水),同时脱水和脱 去烯烃,形成M-46的峰。仲醇及叔醇一般不发生此类裂解。 若β -碳上有甲基取代,则失去丙稀,形成M-60的峰。
+ CH2 CH2 O H CHCH3
CH3 73
15
CH2 CH2
+ HO
CHCH3
m/e=73
m/e=45
+ CH2 CH2 O H m/e=87
CH2 CH2
CHCH2CH3
+ HO
CHCH2CH3
m/e=59
100
% OF BASE PEAK
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
有m/e :29,43,57,71,……CnH2n+1 系列峰(σ—断裂),甲基最不易失去。
43 57 29 15 71
正癸烷
85
16 15
142 m/z
methane M=16
99 113
m/z
(3)长碳链开裂的碎片离子峰,还可以继续裂解或者发生重排。 一般正碳离子的稳定性:
+ CH3 < + CH2CH3 < CH3 + CH CH3 < CH3 + C CH3
20
30
40
50
60
70
80
90
m/z
100
% OF BASE PEAK
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
2-Methyl-2-butanol MW88 59 CH3 CH3CH2 C CH3
M - (H2O and CH2 CH2)
73