当前课程知识点:有机化学 > 第七章 波谱分析在有机化学中的应用 > 7.3 质谱 > 7.3.2 质谱解析
下面我们看一下如何对质谱进行解析
当然在现阶段我们主要是
利用质谱来判断分子量
我们首先看一下异丙基苯的EI谱
一般来说我们看一张质谱
它的最高质量端的峰
我们可以初步判断为分子离子峰
在最高质量端可能会有几个峰
其中比较强的如果是分子离子峰
再比它大一点
在这里我们可以看到有一个小峰
这个峰是同位素峰
因为我们知道我们在这里头
如果有碳12的话
在这里头可能含了一个碳13
所以它会产生同位素峰
在判断分子离子峰的时候
我们看到一般要失去合理的中性碎片
比如在这个化合物中
这块的甲基比较容易断裂
所以容易失去一个甲基
也就是有个减15峰
这个分子离子峰是120
它的减去甲基以后
105这个峰就是掉甲基以后的峰
这是合理地失去了一个中性碎片
所以我们判断这是个分子离子峰也是合理
同时在这张谱中 有一个
这个峰是最强的 我们叫做基峰
在质谱的纵坐标我们是
把基峰的百分之百作为最大
其他的峰都按照它的百分比
来显示它的相对强度
而它横坐标我们叫质核比
一般来说我们的质核比
我们这一块的Z就是1
这样我们判断的分子离子峰的读数
也就是它的分子量
这里头有一张同位素的表
这里列出的元素都是
在有机化合物中经常出现的元素
大家看一下
对于我们常见的氢 碳 氮 氧 氟
这些化合物它有加1的同位素
比如说有碳13
但是它的丰度都比较低
而对于加2的 这样的同位素
像这些常见的氢碳氮氧氟
基本都没有 或者很弱
而对于溴和氯
这也是在有机化合物中经常会碰到的
同位素M+2 也就是A+2
它的天然丰度就比较强
比如说氯37相对氯35来说
它达到了32%
而溴81对溴79来说达到了98%
几乎是1:1
所以我们利用质谱很容易地判断
在这个化合物中是否含氯或含溴
我们看一下这个例子
这是2-溴丙烷的例子
我们看一下它的最高质量端在这儿
我们把这块放大一下看一下
这是120质核比 然后122
123没有 而在124处
有一个几乎是1:1强的峰
它就预示着这里含了一个溴
所以质谱是判断含氯和溴非常有力的方法
含一个溴的溴是1:1
如果含多个溴或多个氯
他会按一定的比例分布呈现出来
人们会立即判断这个化合物
含了几个氯 几个溴
利用质谱判断分子量或分子组成式
刚才我们说到了
比如利用同位素判断氯和溴
我们还可以利用质谱初步估计一下
你这个化合物中是否含氮
这里就有一个氮规则
当化合物中含偶数个氮或不含氮时
一般的有机化合物的分子量为偶数
但如果这个有机化合物中含奇数个氮时
我们就可以知道它的分子量为奇数
所以我们通过测分子离子峰
如果这个分子离子峰的读数是个奇数
我们就可以初步判断这里含奇数个氮
刚才我们看到了2-溴丙烷的质谱
我们除了看到了分子离子峰
以及丢掉甲基的基峰以外
我们还看到含有很多其他的碎片离子峰
这些碎片离子源峰有很多的产生途径
比如说有简单断裂
这里又包括了α断裂 I断裂 σ断裂
比如还有一些重排 比如说麦氏重排 四元环
重排 脱小分子重排等等等等
这些简单的断裂和重排
可以产生各种各样的碎片离子
理论上来说如果我们对这些碎片离子
进行认真地分析
我们可以得到有关
这个化合物的结构的很多信息
当然在现阶段我们还不要求大家
去具体地解析或分析这些碎片离子峰
本节的最后我们再看两个质谱的实例
这里我们还举的是正丁醇和正丙醇的例子
这两个都是EI的质谱
这是正丙醇 这是正丁醇
我们看一下 虽说他们只差的一个碳
他们的谱图也有很大的差距
首先我们看一下高质量端
在这里头我们刚才利用氮规则可以知道
这个峰虽说在高质量端比较强
但是它不是分子离子峰
分子离子峰应该是这个峰
这个是掉了一个氢的峰
因为在这个位置的氢是比较容易脱掉的
与正丙醇相比较 大家再看一下正丁醇
对正丁醇来说 它的高质量端
实际他的分子离子峰是74 在这儿
但是这个峰非常弱 几乎观测不到
这时我们就发现了一个问题
由于EI谱它的电子轰击能量比较高
对于醇类化合物来说它比较容易脱水
特别是带有长链的时候这种现象经常发生
比如说对于正丁醇这个基峰
就是由脱水产生的
它的分子离子峰是74
而这个峰正好是56
两者之差整整差了18个质量数
所以我们知道这是由脱水产生的
同样对于正丙醇也有脱水峰
但是相对正丁醇来说弱一下
它在这个位置 42 与60相比
正好也是差了18个质量数
而在正丙醇中它的基峰是31的峰
这是一个简单断裂形成的
是在这儿发生断裂
形成了这么一个结构单元
正好质量数31
这也是含氧化合物经常会出现的峰
比如说在正丁醇当中
我们也可以观测到这个峰 31
也是由于在这儿发生了断裂形成的一个峰
这也是含氧化合物的一个特征峰
通过这两个例子我们可以看到
首先我们要通过质谱得到它的分子量
当然如果它的分子离子峰比较弱
不容易判断它的分子离子峰
和不容易得到分子量的时候
我们要采用软电离的方法
当然如果你能够比较好地
分析它的一些碎片例子
还可以得到有关它的结构信息
以上我们简单地介绍了质谱的解析
在这一章节里头我们希望大家
主要掌握的是如何利用质谱
判断它的分子量
得到它的一些分子组成式
这样才有利于我们结合其他的谱图
推导它的结构
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题