分析化学分子离子峰思维导图

溪若

2022-11-16

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分析化学分子离子峰思维导图

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思维导图大纲

峰弱，峰强

仅为m1+峰的1%～3%；峰钝，一般可跨2～5个质量单位，质荷比一般不是整数

亚稳离子m+与母离子m1+及子离子m2+的关系为：m+=(m2+)2/m1+

由此可确定离子间的亲缘关系，有助于了解裂解规律，解析复杂质谱

需要说明的是，并非所有的裂解过程都有亚稳离子产生

因此，若没有观察到相应的亚稳离子峰，也不能说明该裂解历程不会发生

同位素离子

即含有同位素的离子。重质同位素与丰度最大的轻质同位素峰的峰强比

由于34S、37Cl及81Br的丰度比很大，因此含有S、Cl、Br的分子离子或碎片离子其M+2峰强度较大

故可根据M和M+2两个峰强比推断分子中是否含有S、Cl、Br及其原子数目

同位素峰强比可用二项式（a+b）n展开式求出

a与b为轻质及重质同位素的丰度比，n为原子数目

若采用低分辨质谱，则可通过同位素相对丰度法推导其分子式

由于同位素离子峰的相对强度与其中各元素的天然丰度及存在个数成正比

因此，利用精确测定的(m+1)+、(m+2)+、相对于m+的强度比值

可从Beynon表（表中收载了含C、H、N、O不同组合的质量及同位素丰度比的各类有机化合物）中查出最可能的化学式

再结合其他规则，确定化合物的分子式

重排开裂机理及主要类型

质谱中的某些离子是通过断裂两个或两个以上化学键重新排列形成的

这种裂解称为重排开裂，重排开裂生成的离子称为重排离子

与单纯开裂不同，由于重排开裂时脱去一个中性分子

因此重排开裂前后离子所带电子数的奇、偶性保持不变

其质量数的奇、偶性一般也保持不变，除非重排开裂时失去了奇数个氮原子

由于离子的电子数与质量间存在一定关系，故可根据离子质量推测该离子是否由重排开裂产生

从而有助于机化合物的结构推断

产生重排开裂的主要原因是

重排离子具有更高的稳定性

能够脱去稳定的中性分子

需要裂解的临界能较低

开裂中心在易于移动的氢附近等

重排开裂的方式很多，其中较常见的有McLafferty重排（麦氏重排）和逆Diels-Alder重排（RDA重排）

McLafferty重排

当化合物中含有不饱和C＝X基团（X为O、N、S、C），且与该基团相连的键上具有γ氢原子

γ氢原子可重排（转移）到不饱和基团上（通常通过六元环过渡态），同时β键发生断裂

脱去一个中性分子，产生McLafferty重排

在醛、酮、酸、酯、酰胺、羰基衍生物、烯、炔及烷基苯等化合物的质谱中均可发现这种重排离子峰

RDA重排

RDA重排是以六元环烯化合物的双键为裂解反应起点，由π电子提供的游离基反应中心引发

通过两次α开裂，形成一个中性分子（乙烯或其衍生物）和一个离子化的共轭双烯衍生物

在环烯化合物、生物碱、萜类、甾体、黄酮及某些邻位二取代芳烃等化合物的质谱中

经常出现由RDA重排产生的碎片离子峰，可为上述化合物的结构分析提供重要信息

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