第二章質(zhì)譜法

第二章質(zhì)譜法質(zhì)譜法：樣品分子在高真空環(huán)境受到高速電子流或強(qiáng)電場(chǎng)作用，失去外層電子后發(fā)生化學(xué)鍵斷裂生成各種碎片離子，然后在磁場(chǎng)中得到分離后加以收集和記錄，從所得到的質(zhì)譜圖推斷結(jié)構(gòu)的方法。質(zhì)譜圖提供的信息分子量元素組成或分子式由碎片離子推測(cè)官能團(tuán)和碳骨架質(zhì)譜的特點(diǎn)：1、特征性強(qiáng) 色譜保留值不能作為鑒定標(biāo)準(zhǔn)。2、靈敏度高

10-15～10-16g,所有譜中靈敏度最高的。3、唯一能直接獲得分子量及分子式的譜學(xué)方法質(zhì)譜的表征1、棒圖2、數(shù)據(jù)列表第一節(jié)質(zhì)譜的沿革與發(fā)展1、陽(yáng)極射線管和Thomson實(shí)驗(yàn)二十世紀(jì)初，英國(guó)學(xué)者J.J.Thomson利用低壓放電離子源產(chǎn)生高速正離子束，通過(guò)一組電場(chǎng)和磁場(chǎng)，不同的正離子按質(zhì)荷比發(fā)生半徑不同的拋物線軌道偏轉(zhuǎn)，依次達(dá)到檢測(cè)器，在感光板上被記錄下來(lái)；獲1906諾貝爾物理獎(jiǎng)。陽(yáng)極射線管圖1-2Thomson質(zhì)譜儀示意圖A.氣體入口；B.陽(yáng)極；C.放電管；D.真空泵；E.陰極；F.磁屏蔽G.冷卻水套；H.絕緣體；I.電場(chǎng)引線；J.照相感光檢測(cè)器2、1919年，F(xiàn).W.Aston制成第一臺(tái)速度聚焦磁質(zhì)譜儀；獲1922年諾貝爾獎(jiǎng)。圖1-3Aston質(zhì)譜儀1917年,電噴霧物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)（并非為了質(zhì)譜）；1918年,Dempster180°磁扇面方向聚焦質(zhì)譜儀；1935年,馬陶赫(Marttauch)和赫佐格(R.Herzog)根據(jù)他們的雙聚焦理論，研制出雙聚焦質(zhì)譜儀；1940年,尼爾(Nier)設(shè)計(jì)出單聚焦磁質(zhì)譜儀，又于1960年設(shè)計(jì)并制成了一臺(tái)小型的雙聚焦質(zhì)譜儀；1942年，第一臺(tái)商品質(zhì)譜儀；1953年,由鮑爾(Paul)和斯坦威德?tīng)?Steinwedel)提出四極濾質(zhì)器；1953年,由威雷(Wiley)和麥克勞倫斯(Mclarens)設(shè)計(jì)出飛行時(shí)間質(zhì)譜儀原型；1954年，英格拉姆(Inghram)和海登(Hayden)報(bào)道的Tandem系統(tǒng)，即串聯(lián)的質(zhì)譜系統(tǒng)(MS/MS)；1955年，Wiley&Mclarens飛行時(shí)間質(zhì)譜儀；1960’s，開(kāi)發(fā)GC/MS；60’s-70’s，大氣壓電離源被發(fā)現(xiàn)，但未被廣泛應(yīng)用；70’s-80’s，開(kāi)始廣泛研究LC/MS；1974年后，回旋共振質(zhì)譜儀；1979年，傳送帶式LC/MS接口成為商業(yè)產(chǎn)品；1982年，離子束LC/MS接口出現(xiàn)；1984年，第一臺(tái)電噴霧質(zhì)譜儀宣告誕生；1988年，電噴霧質(zhì)譜儀首次應(yīng)用于蛋白質(zhì)分析……3、1989年，HensG.Dohmelt和W.Paul,因離子阱（Iontrap)的應(yīng)用獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。4、2002年，J.B.Penn和田中耕一因電噴霧電離（electronsprayionization,ESI）質(zhì)譜和基質(zhì)輔助激光解吸電離(matrix-assistedlaserdesorptionionization,MALDI)質(zhì)譜獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。第二節(jié)有機(jī)質(zhì)譜法的進(jìn)展二十世紀(jì)五十年代中期——七十年代中期：EI（electronimpactionization），用于分析小分子化合物1974年，等離子體解析質(zhì)譜（plasmadesorptionmassspectrometry,PD-MS）1981年，快原子轟擊質(zhì)譜（fastatombombardmentmassspectrometry,FAB-MS）用于分析極性大的化合物（如單寧、多酚、多肽、小蛋白質(zhì)等）1988年，電噴霧電離質(zhì)譜（electrosprayionizationmassspectrometry,ESI-MS）最新：基質(zhì)輔助激光解吸電離－飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix-assistedlaserdesorptionionization–timeofflyingspectrometry,MALDI-TOF-MS）用于分析生物大分子，進(jìn)入生物質(zhì)譜。蛋白質(zhì)分子量測(cè)定酶的活力部位分子量測(cè)定核酸片段分子量測(cè)定測(cè)定AA順序多糖、寡糖生物質(zhì)譜我國(guó)有機(jī)質(zhì)譜概況與進(jìn)展50年代，同位素分析；有機(jī)質(zhì)譜70年代零星開(kāi)展；80年代，有機(jī)質(zhì)譜快速發(fā)展成立質(zhì)譜學(xué)會(huì)；四個(gè)專業(yè)組：同位素質(zhì)譜、無(wú)機(jī)質(zhì)譜、有機(jī)質(zhì)譜、質(zhì)譜儀器；有機(jī)質(zhì)譜主要在結(jié)構(gòu)分析、氣相離子化學(xué)、色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)等方面發(fā)展；近年來(lái)，隨著生命科學(xué)的發(fā)展，有機(jī)質(zhì)譜也跨入生物質(zhì)譜的范疇。第三節(jié)電離技術(shù)與離子源一、電子轟擊電離，EI燈絲在高真空中被電流熾熱，發(fā)射出電子，經(jīng)電離電壓加速進(jìn)入電離區(qū)，與汽化的樣品分子作用使得一些分子獲得能量失去電子而形成正離子。輔助磁場(chǎng)可使電子運(yùn)動(dòng)軌跡成螺旋線性，增大與中性分子的碰撞幾率。而生成的離子束沿著與電子束成直角的方向被一高的加速電壓引出。一般采用70eV的轟擊能量,標(biāo)準(zhǔn)譜圖就是70eV下獲得。不同能量下苯甲酸的EI源質(zhì)譜圖在不同能量電子束時(shí)苯甲酸的EI譜中的主要離子豐度離子(m/Z)不同能量電子束時(shí)離子的相對(duì)豐度9eV12eV15eV20eV30eV70eV12210010010010010010010508.129.770.381.181.177

40.556.864.951

43.248.739

10.818.9EI源優(yōu)點(diǎn)：（1）多數(shù)情況下，能獲得分子離子，即可獲得分子量的信息。同時(shí)也能獲得很多由于分子離子碎裂所表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)構(gòu)信息。由分子離子及大量的碎片離子，可以推演出碎裂過(guò)程，從而可以推出被測(cè)有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)。（2）適應(yīng)性廣。（3）可以精確地控制電子束能量，從而能方便地控制有機(jī)分子的電離及分子離子的內(nèi)能，也即能控制分子離子的碎裂。EI源的缺點(diǎn)：（1）對(duì)有些化合物來(lái)說(shuō)，不能得到或僅能得到極弱的分子離子峰。如鏈烴、醇等，這時(shí)就難以確定被測(cè)物分子的分子量。（2）對(duì)一些位置異構(gòu)體（如二氯苯）和順?lè)串悩?gòu)體不能分辨，或鑒別起來(lái)十分困難。（3）對(duì)于那些十分依賴加溫才能揮發(fā)的有機(jī)物，有時(shí)因熱不穩(wěn)定而只能測(cè)得分解產(chǎn)物的質(zhì)譜（如肽類化合物），有的因根本不揮發(fā)而測(cè)不到有用的譜（如聚苯乙烯）。二、化學(xué)電離源（Chemicalionizationsource,CI）化學(xué)電離源的示意圖

通過(guò)引入大量的試劑氣，使樣品分子與電離電子不直接作用。試劑氣分子被電子轟擊電離后因離子－分子反應(yīng)產(chǎn)生一些活性反應(yīng)離子，這些離子再與樣品分子發(fā)生離子－分子反應(yīng)，使樣品分子實(shí)現(xiàn)電離。CH4+eCH4++2eCH4++CH4

CH3+CH5+

CH3++CH4

H2+C2H5+

CH2++CH4

H2+C2H4+

C2H3++H

C2H3++CH4

H2+C3H5+

常用反應(yīng)氣：甲烷、丙烷、異丁烷、氫氣、氨、氮?dú)狻⒁谎趸?、氬氣等?yōu)點(diǎn)：(1)分子量信息&結(jié)構(gòu)信息(2)靈敏度高有時(shí)可區(qū)分異構(gòu)體。缺點(diǎn)：對(duì)熱不穩(wěn)及不揮發(fā)的化合物仍然不適用。EI1.3×10-4PaCI1.3×102Pa三、場(chǎng)致和場(chǎng)解吸電離源1.場(chǎng)電離源（Fieldionization，F(xiàn)I）：

樣品蒸汽臨近或接觸帶高的正電荷的金屬針時(shí)，高曲率半徑的針端產(chǎn)生的很高的電壓強(qiáng)度（107-108V/cm2）使樣品分子電離。優(yōu)點(diǎn)：（1）能得到分子量信息；（2）能得某些有價(jià)值的結(jié)構(gòu)信息。缺點(diǎn)：（1）靈敏度低，結(jié)構(gòu)信息少。（2）不適用于不揮發(fā)的及對(duì)熱不穩(wěn)定的樣品。2.場(chǎng)解吸(Fielddesorption，F(xiàn)D)：

原理同場(chǎng)電離。但樣品是沉積在電極上。與前三種相比，最“軟”。優(yōu)點(diǎn)：

（1）固態(tài)時(shí)就能使樣品分子電離，適合于難汽化和熱不穩(wěn)定樣品（2）有豐富的分子離子或準(zhǔn)分子離子（甚至是基峰）缺點(diǎn)：

碎片離子極少，靈敏度一般不及EI和CI。甲基巴比妥的EI,CI,FI,FD源質(zhì)譜圖比較四、快原子轟擊源（FAB）和液體二次離子質(zhì)譜（Liquidsecondaryionmassspectrometry,LSIMS）快原子：中性原子束，如Xe,Ar,He二次離子：重離子束，如Cs+樣品調(diào)在基質(zhì)中，作為靶物，惰性氣體原子電離后被電壓加速，具有較大動(dòng)能，然后在原子槍里進(jìn)行電荷交換反應(yīng)，低能量離子被電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)引出，高動(dòng)能原子對(duì)靶物進(jìn)行轟擊。Xe

(快)+Xe(熱動(dòng))

Xe(快)+Xe

(熱動(dòng))基質(zhì)應(yīng)具有流動(dòng)性、低蒸汽壓、化學(xué)惰性、電解質(zhì)性質(zhì)對(duì)樣品的較好溶解性優(yōu)點(diǎn)：（1）能得到分子離子或準(zhǔn)分子離子(除質(zhì)子轉(zhuǎn)移外，還可能加和基質(zhì)分子及金屬離子）；（2）也有一些表征結(jié)構(gòu)的碎片離子；（3）能在室溫下產(chǎn)生離子，不要求樣品預(yù)先揮發(fā)；（4）樣品壽命長(zhǎng)（20分鐘），利用率高，離子流穩(wěn)定；（5）應(yīng)用范圍廣，對(duì)高分子樣品及生物樣品尤其有效；（6）裝置簡(jiǎn)單，源電壓低于10KV。缺點(diǎn)：（1）溶解樣品的溶劑不易找；（2）由基質(zhì)產(chǎn)生的本底譜很強(qiáng)，往往掩蓋住了弱的離子；（3）極易污染分析系統(tǒng)（尤其是用離子槍時(shí)）。

五、大氣壓電離（Atmosphericpressureionization,API）1.電噴霧電離(ElectronSprayIonization,ESI)樣品溶液從帶有霧化器的毛細(xì)管端流出，在流出的瞬間受到幾方面的作用，在大氣壓下噴成在溶劑蒸汽中的無(wú)數(shù)細(xì)微帶電荷的液滴：首先管端加幾千伏的電壓；同時(shí)霧化氣流吹掃以脫去溶劑；一定的溫度。液滴在運(yùn)動(dòng)中，受上述作用，溶劑不斷蒸發(fā)，液滴不斷迅速變小，由于液滴帶電，使得表面電荷密度不斷增大，當(dāng)電荷之間的排斥力足以克服表面張力（瑞利極限），液滴發(fā)生裂分，產(chǎn)生單電荷或多電荷離子。1.軟電離，產(chǎn)生準(zhǔn)分子離子：(M+H)+,(M+NH4)+,(M+Na)+,(M+K)+…(M-H)-,(M+CH3COO)-,(M+Cl)-…特點(diǎn)：對(duì)生物大分子可生成多電荷離子(M+nH)n+,(M-nH)n-適用范圍：蛋白質(zhì)分析，可測(cè)到200kDa（108Da）中到高極性化合物熱不穩(wěn)定化合物離子型化合物人體甲狀旁腺素的ESI源質(zhì)譜圖蛋白質(zhì)細(xì)胞素C的ESI源質(zhì)譜圖與FT-MS聯(lián)合，不僅可以獲得電荷分布，還可以將其中任一峰在高分辨下展開(kāi)，將各種同位素峰分開(kāi)。氟鈴脲的EI–MS譜氟鈴脲的ESI負(fù)離子譜氟鈴脲的ESI源正離子譜2.大氣壓化學(xué)電離（AtmospherePressureChemicalIonization,APCI）樣品溶液由具有霧化氣套管的毛細(xì)管端流出，被氮?dú)饬黛F化，通過(guò)加熱管時(shí)被氣化。在加熱管端進(jìn)行電暈尖端放電，溶劑分子被電離，作為反應(yīng)氣分子和樣品分子反應(yīng)，得到樣品分子的準(zhǔn)分子離子。特點(diǎn)：軟電離，產(chǎn)生準(zhǔn)分子離子(M+H)+,(M+NH4)+,(M+Na)+,(M+K)+…(M-H)-,(M+CH3COO)-,(M+Cl)-…

主要產(chǎn)生單電荷離子；與ESI相比適用于極性較小的化合物；熱不穩(wěn)定的化合物可能發(fā)生分解；一般適合于分子量小于1500的化合物。ESI電離源適用范圍：中高極性樣品（多數(shù)樣品檢測(cè)，首選）APCI電離源適用范圍：中低極性樣品（ESI無(wú)法檢出時(shí)，備用）Note:一般樣品檢測(cè)均用ESI，可滿足約80%樣品的檢測(cè)需求，ESI無(wú)法檢出的20%樣品，部分可用APCI檢出。有部分樣品是液質(zhì)兩種電離源都很難檢出的，包括多環(huán)芳烴及其衍生物，甾體類等。小分子易氣化的物質(zhì)（如苯，甲苯等）也難檢出，因其會(huì)隨流動(dòng)相揮發(fā)。

六、基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI)將熱敏感或不揮發(fā)的化合物（μmol.L-1級(jí)濃度）和某種基質(zhì)溶液相混合，蒸發(fā)溶劑，被分析物與基質(zhì)成為晶體或半晶體。采用脈沖激光在一個(gè)微小的區(qū)域里，在極短的時(shí)間間隔里（納秒數(shù)量級(jí)），激光對(duì)靶物提供高能量，使被分析物直接從固相變成離子而進(jìn)行離子分析。特點(diǎn)：（1）對(duì)熱敏感或不揮發(fā)的化合物可從固相直接得到分子離子（2）有分子離子、準(zhǔn)分子離子及樣品分子聚集的多電荷離子，碎片離子峰少（3）特別適合于與飛行時(shí)間質(zhì)譜分析器相配，也可與離子阱類型的質(zhì)量分析器相配?；|(zhì)的主要作用是作為把能量從激光束傳遞給樣品的中間體，基質(zhì):樣品>10000:1?；|(zhì)的選擇主要取決于所采用的激光波長(zhǎng)，其次是被分析對(duì)象的性質(zhì)。第四節(jié)質(zhì)量分析器1.單聚焦（single-focusing）和雙聚焦（double-focusing）質(zhì)量分析器單聚焦質(zhì)量分析器使用扇型磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但是分辨率低。雙聚焦質(zhì)量分析器使用扇型電場(chǎng)及扇型磁場(chǎng)，分辨率高，其缺點(diǎn)是價(jià)格貴，操作和調(diào)整比較困難。2.四極質(zhì)量分析器（quadrupolemassanalyzer）由四根平行的棒狀電極組成而得名。與扇型磁場(chǎng)的質(zhì)量分析器的原理完全不同。優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易操作、價(jià)格便宜；2）僅用電場(chǎng)而不用磁場(chǎng)，無(wú)磁滯現(xiàn)象，掃描速度快，適合與色譜聯(lián)機(jī)；3）操作時(shí)的真空度相對(duì)較低，特別適合與液相色譜聯(lián)機(jī)。缺點(diǎn)：1）分辨率不高；2）對(duì)較高質(zhì)量的離子有質(zhì)量歧視效應(yīng)。3.離子阱（iontrap）原理與四極質(zhì)量分析器類似，故也稱四極離子阱（quadrupoleiontrap）；或因其儲(chǔ)存離子的性質(zhì)而稱為四極離子儲(chǔ)存器（quadrupoleionstorage,QUISTOR）。優(yōu)點(diǎn)：1）單一的離子阱可實(shí)現(xiàn)多極“時(shí)間上”的串聯(lián)質(zhì)譜；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，性能價(jià)格比高；3）靈敏度高，較四極質(zhì)量分析器高10-10000倍；4）質(zhì)量范圍大，可達(dá)6000。缺點(diǎn)：質(zhì)譜與標(biāo)準(zhǔn)譜有差別。4.傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜計(jì)（Fouriertransformioncyclotronresonance,FT-ICR）通過(guò)同時(shí)激發(fā)分析時(shí)段內(nèi)的所有質(zhì)荷比的離子，通過(guò)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換得到質(zhì)譜圖。優(yōu)點(diǎn)：1）分辨率極高，可達(dá)1106，但不導(dǎo)致靈敏度下降；2）可實(shí)現(xiàn)多極“時(shí)間上”的串聯(lián)質(zhì)譜；3）可采用各種電離源，便于與色譜儀器聯(lián)機(jī)；4）靈敏度高、質(zhì)量范圍寬，速度快、性能可靠。5.飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)（timeofflight,TOF(MS)）用一個(gè)脈沖將離子源中的離子瞬間引出，經(jīng)加速電壓加速，它們具有相同的動(dòng)能進(jìn)入漂移管，質(zhì)荷比小的離子具有最快的速度因而首先到達(dá)檢測(cè)器，質(zhì)荷比大的離子則最后到達(dá)檢測(cè)器。優(yōu)點(diǎn)：1）原理上檢測(cè)離子的質(zhì)荷比沒(méi)有上限；2）特別適合于與脈沖產(chǎn)生離子的電離源（MALDI-TOF）；3）靈敏度高，適合于作串聯(lián)質(zhì)譜的第二級(jí)；4）掃描速度快，適合研究極快過(guò)程；5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)。缺點(diǎn)：分辨率隨質(zhì)荷比的增加而降低。6.質(zhì)譜儀的主要性能指標(biāo)1）質(zhì)量范圍（Massrange）：質(zhì)譜儀所能測(cè)定的離子質(zhì)荷比的范圍。四極質(zhì)譜：1000以內(nèi)離子阱質(zhì)譜：~6000飛行時(shí)間質(zhì)譜：無(wú)上限2）分辨率（Resolution）：分離質(zhì)量數(shù)為M1及M2的相鄰質(zhì)譜峰的能力。若強(qiáng)度近等的質(zhì)量分別為M1及M2的兩個(gè)相鄰峰正好分開(kāi)，則質(zhì)譜儀的分辨率定義為：R=;式中M=;M=M2-M1MMM1+M22說(shuō)明：①R10%：兩峰間的峰谷高度為峰高的10%時(shí)的測(cè)定值；②一般難以找到兩個(gè)等高峰，且重疊的谷高正好等于峰高的10%，則定義：R=;式中a為相鄰兩峰的中心距離；b為其中一峰的峰高5%處的峰寬。MMab低分辨率質(zhì)譜儀：R<10000中分辨率質(zhì)譜儀：30000>R>10000高分辨率質(zhì)譜儀：R>30000（FT-ICRMS：R可達(dá)1106）高分辨率質(zhì)譜儀可測(cè)定精確的質(zhì)量數(shù)（分子式）！質(zhì)荷比均為28的分子：CO:27.9949N2:28.0062C2H4:28.03133）靈敏度（Sensitivity）對(duì)于一定樣品（如硬脂酸甲酯），在一定的分辨率情況下，產(chǎn)生一定信噪比（如101）的分子離子峰所需的樣品量。4）準(zhǔn)確度（Accuracy）質(zhì)譜分析的測(cè)量值與真實(shí)值的相對(duì)偏差。5）精密度（Precision）質(zhì)譜分析相同樣品所得各測(cè)量值之間的偏差。第五節(jié)質(zhì)譜法確定分子量一、有機(jī)質(zhì)譜中的各種離子1.分子離子（molecularion）:樣品分子失去一個(gè)電子而電離所產(chǎn)生的離子，記為M+。2.準(zhǔn)分子離子（quasi-molecularion）:準(zhǔn)分子離子常由軟電離產(chǎn)生，一般為M+H+、M-H+。3.碎片離子（fragmention）:泛指由分子離子破裂而產(chǎn)生的一切離子。狹義的碎片離子指由簡(jiǎn)單斷裂產(chǎn)生的離子。4.重排離子（rearrangemention）:經(jīng)重排反應(yīng)產(chǎn)生的離子，其結(jié)構(gòu)不是原分子結(jié)構(gòu)單元。5.母離子（parention）與子離子（daughterion）任一離子進(jìn)一步裂解產(chǎn)生某離子，前者稱為母離子，后者稱為子離子。6.亞穩(wěn)離子（metastableion）從離子源出口（被加速后）到檢測(cè)器之間產(chǎn)生的離子。7.奇電子與偶電子離子（odd-andeven-electronion）具有未配對(duì)電子的離子稱為奇電子離子，不具有未配對(duì)電子的離子稱為偶電子離子。8.多電荷離子（multiply-chargedion）帶有兩個(gè)以上電荷的離子稱為多電荷離子。9.同位素離子（isotopicion）當(dāng)元素具有非單一的同位素組成時(shí)，產(chǎn)生同位素離子。m*=m22m1二、由EI確定分子量分子離子峰的識(shí)別：1）分子離子峰在質(zhì)譜圖中最大質(zhì)量數(shù)一端2）分子離子峰能合理地丟失中性碎片（自由基或中性分子），與其相鄰的質(zhì)荷比較小的碎片離子關(guān)系合理。如存在M-3~M-14的碎片是不合理的，M-21~M-25的碎片離子也不合理；常見(jiàn)的碎片有M-15[M-CH3]+,M-17[M-OH]+,M-18[M-H2O]+,M-28[M-CO]+,M-29[M-C2H5]+、[M-CHO]+3）分子離子峰符合氮規(guī)則：當(dāng)化合物不含氮或含偶數(shù)個(gè)氮時(shí)，分子量為偶數(shù)；當(dāng)化合物含奇數(shù)個(gè)氮時(shí)，分子量為奇數(shù)。因?yàn)椋撼酝?，所有元素的主要同位素原子量和化合價(jià)均同為奇數(shù)或同為偶數(shù)。4）注意[M+H]+和[M-H]+峰：醚、酯、胺、腈等的分子離子峰很弱或不出現(xiàn)，或出現(xiàn)[M+H]+；芳醛、醇會(huì)出現(xiàn)[M-H]+。三、由ESI得到的多電荷離子峰簇求分子量多電荷離子在質(zhì)譜圖中出峰的質(zhì)量為表觀質(zhì)量：表觀質(zhì)量＝(M+nH)/n=M/n+1M,分子真實(shí)質(zhì)量；n，電荷數(shù)；H，氫原子質(zhì)量多電荷離子峰簇中每相鄰的一對(duì)峰電荷數(shù)相差1。設(shè)相鄰兩個(gè)峰的表觀質(zhì)量為M1、M2，電荷數(shù)為n1、n2則：M2=(M+n2?H)/n2，M1=(M+n1?H)/n1解：n2＝(M1-H)/(M2-M1)，n2取最接近的整數(shù)值M=n2(M2-H)對(duì)多組離子對(duì)的計(jì)算結(jié)果取平均值，給出分子量。四、由軟電離譜圖得分子量正離子譜：準(zhǔn)分子離子峰常為[M+H]+CI中，如以CH4作反應(yīng)氣，還會(huì)生成[M+C2H5]+以異丁烷作反應(yīng)氣，還會(huì)生成[M+C4H9]+以NH3作反應(yīng)氣，還會(huì)生成[M+NH4]+FAB中，如基質(zhì)中加入Na+、K+，會(huì)出現(xiàn)[M+Na]+、[M+K]+負(fù)離子譜：準(zhǔn)分子離子峰常是[M-H]-負(fù)離子譜特別適于苷類化合物第六節(jié)質(zhì)譜法確定分子式一、由低分辨質(zhì)譜推算分子式（同位素峰相對(duì)強(qiáng)度法）化合物含重同位素的分子離子峰在質(zhì)譜中的出峰位置，比全部由輕同位素組成的離子高1或2個(gè)或更多質(zhì)量單位，這些峰叫分子離子的同位素峰。由各種同位素峰的強(qiáng)度比推定分子式?！癆+2”元素：O,Si,S,Cl,Br“A+1”元素：C,N“A”元素：H,F,P,I元素組成式推演規(guī)律：

先鑒別“A+2”元素，再鑒別“A+1”元素，最后余下的的質(zhì)量由“A”元素補(bǔ)齊。[A+2]/[A]<3%時(shí)，則A離子不可能含有Si,S,Cl或Br。1.Cl、Br的存在和數(shù)目的確定當(dāng)分子中只含有Cl、Br中之一時(shí)，同位素峰的強(qiáng)度比按(a+b)n；a，輕同位素豐度；b，重同位素豐度；n，該元素原子個(gè)數(shù)當(dāng)分子中含有兩種鹵素，同位素峰的強(qiáng)度比按(a+b)m(c+d)n2.S、Si、O原子的識(shí)別及數(shù)目[A+2]/[A]>4.4%時(shí)，而又不含Cl、Br時(shí)，則可考慮A離子含有一個(gè)S原子，同時(shí)S對(duì)[A+1]的貢獻(xiàn)為0.8%。[A+2]/[A]>3.4%時(shí)，而又不含Cl、Br、S時(shí)，則可考慮A離子含有一個(gè)Si原子，同時(shí)Si對(duì)[A+1]的貢獻(xiàn)為5.1%。O的A+2同位素的豐度很低（0.2%），通常必須在確定了“A+1”元素和其它“A+2”元素之后再計(jì)算O原子數(shù)。3.C原子數(shù)的計(jì)算[A+1]/[A]×100%≈1.1%C+其它(A+1)元素的貢獻(xiàn)和/或其它(M-1)峰中(A+2)元素的貢獻(xiàn)碳原子數(shù)≈[A+1]/[A]÷1.1%4.由同位素豐度計(jì)算元素組成步驟把估計(jì)的實(shí)驗(yàn)誤差加到“相對(duì)豐度”的原始數(shù)據(jù)上一般誤差為相對(duì)誤差的±10%或絕對(duì)誤差的±0.2%，兩者中取其大者。把這組峰的全部數(shù)據(jù)歸一化（包括實(shí)驗(yàn)誤差在內(nèi)）找出所有的“A+2”元素，把它們的豐度貢獻(xiàn)分別列在單獨(dú)一欄中確定可能的C原子數(shù)，同樣把它列于單獨(dú)的一欄中由差數(shù)確定“A”元素的種類和原子個(gè)數(shù)m/z相對(duì)豐度1390.5140251412.51421.21430.1歸一化210010±1.04.8±0.80.4±0.8S19.90.84.4O11001001000.08.81000.20.30.4C8C9C8HS12C9S×注意：對(duì)豐度貢獻(xiàn)的干擾問(wèn)題對(duì)(A+1)、(A+2)峰（有時(shí)對(duì)A峰）的貢獻(xiàn)可能來(lái)自其它的碎片離子（或雜質(zhì)、本底、離子分子反應(yīng)），此外，（A-1）峰中的[(A-1)+2]元素的重同位素也可能對(duì)（A+1）峰有貢獻(xiàn)，所以計(jì)算這些峰的元素組成時(shí)應(yīng)加以校正。通常選用每組峰中高質(zhì)量端的重要峰進(jìn)行同位素豐度計(jì)算計(jì)算元素組成的準(zhǔn)確度隨峰的豐度增大而提高計(jì)算元素組成時(shí)還要考慮各峰的一致性NF3CF3ClC2H2Cl2CHCl=CHClCClF2CF3二、由高分辨質(zhì)譜確定分子式高分辨質(zhì)譜（highresolutionmassspectra）可測(cè)出樣品分子的精確質(zhì)量，精確到mu～1ppmu，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可給出分子離子峰的元素組成。一般HRMS測(cè)定分子離子相對(duì)質(zhì)量數(shù)的誤差不大于±0.006。結(jié)合NMR等波譜解析，判斷最后的分子式。第七節(jié)推測(cè)官能團(tuán)和碳骨架一、概述1.離子電荷位置的表示CH3CH2CH2OH；+R+

2.電子轉(zhuǎn)移的表示：一個(gè)電子的轉(zhuǎn)移；：一對(duì)電子的轉(zhuǎn)移。3.共價(jià)鍵斷裂方式(1)均勻斷裂（勻裂：homolyticcleavage）(2)非均勻斷裂（異裂：heterolyticcleavage）(3)半非均勻斷裂（半異裂，hemiheterolyticcleavage）二、有機(jī)分子裂解類型（一）簡(jiǎn)單斷裂1.―斷裂（自由基引發(fā)，均裂）反應(yīng)的動(dòng)力來(lái)自自由基強(qiáng)烈的電子配對(duì)傾向。由自由基中心提供一個(gè)奇電子與鄰近原子形成一個(gè)新鍵，而鄰近的原子的另一根鍵斷裂，故稱裂解。―cleavage：含雜原子的飽和化合物20306070405080901003044m/zCH3(CH2)9CH2NH2M=157―斷裂——丟失最大烴基的可能性最大丟失最大烴基原則―cleavage：含雜原子的不飽和化合物OO―cleavage

:含雙鍵的化合物RCH2CHH2CRCH2CHH2CR'CH2CHHCRR'CH2CHHCRR'CH2CHHCRCH2RRCH2m/z=91m/z=91m/z=39HC擴(kuò)環(huán)芐基離子卓鎓離子HCHCHCm/z=65引發(fā)α斷裂反應(yīng)的傾向：N>S,O,π，R·>Cl,Br>H2.i－裂解：電荷引發(fā)，異裂，inductivecleavage正電荷使一對(duì)電子轉(zhuǎn)移而發(fā)生*i-碎裂一般都產(chǎn)生一個(gè)碳正離子。*對(duì)于沒(méi)有自由基的偶電子離子，只可能發(fā)生i-碎裂。

-斷裂與i-斷裂是兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。N一般進(jìn)行-斷裂；鹵素則易進(jìn)行i-斷裂3.σ―斷裂：不含雜原子和不飽和鍵的化合物σ-cleavage：半異裂正己烷簡(jiǎn)單斷裂與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)有利于穩(wěn)定碳正離子：(2)有利于共軛體系的形成(3)當(dāng)分子中存在雜原子時(shí)，裂解常發(fā)生于鄰近雜原子的C-C鍵上(4)有利于形成穩(wěn)定的中性小分子(象H2O，CO，NH3，ROH等)（二）重排斷裂

rearrangementcleavage常見(jiàn)的有麥克拉夫悌(Mclafferty)重排開(kāi)裂(簡(jiǎn)稱麥?zhǔn)现嘏?和逆Diels-Alder開(kāi)裂1.麥?zhǔn)现嘏披準(zhǔn)现嘏艞l件：含有C=O，C=N，C=S及碳碳雙鍵與雙鍵相連的鏈上有碳，并在碳有H原子（氫）六元環(huán)過(guò)渡，H轉(zhuǎn)移到重鍵原子上，同時(shí)鍵發(fā)生斷裂，生成一個(gè)中性分子和一個(gè)自由基陽(yáng)離子例例具有環(huán)己烯結(jié)構(gòu)類型的化合物可發(fā)生此類裂解，一般形成一個(gè)共軛二烯正離子和一個(gè)烯烴中性碎片：2.逆Diels-Alder重排（RDA）3.分子碎片重排后再次裂解：

（三）有機(jī)化合物的一般裂解規(guī)律

1.偶電子規(guī)律

偶電子離子裂解，一般只能生成偶電子離子。

2.烴類化合物的裂解

優(yōu)先失去大基團(tuán)，優(yōu)先生成穩(wěn)定的正碳離子。

3.含雜原子化合物的裂解（羰基化合物除外）胺、醇、醚、硫醇、硫醚類化合物，主要是自由基位置引發(fā)的Cα－Cβ間的σ鍵裂解（稱α-斷裂，正電荷在雜原子上）和正電荷誘導(dǎo)的碳－雜原子之間σ鍵的異裂（稱i-異裂），正電荷發(fā)生位移。

4.羰基化合物的裂解

自由基引發(fā)的均裂及正電荷誘導(dǎo)的異裂。

5.逆Diels-Alder反應(yīng)（retro-Diels-Alder）

6.氫的重排反應(yīng)

1）Mclafferty重排

2）自由基引發(fā)或正電荷誘導(dǎo)，經(jīng)過(guò)四、五、六元環(huán)過(guò)渡氫的重排1.飽和烴（alkanes）（1）直鏈烷烴二、各類化合物的質(zhì)譜分子離子：C1(100%)，C10(6%)，C16(小)，C45(0)

有m/z：29，43，57，71，……CnH2n+1系列峰

(σ—斷裂)；一般看不到M-15峰；相對(duì)豐度以含C3、

C4、C5的離子最強(qiáng)，然后按離子的質(zhì)量數(shù)降低。有m/z