16.5 质谱Mass Spectrum.pdf

16.5 质谱 Mass Spectrum 质谱顾名思义就是 量的谱图,或者说是质量的有序排列。质谱在早期仅用 于测定元素同位素和百分含量。20 世纪50 年代后，开始应用于有机化合物结构 的研究。特别是电子计算机的引入，使质谱的解析工作大大方便，能迅速准确地 推算出谱图中每个峰的元素组成。近年来，质谱又与GC、HPLC 联用，已成为 复杂有机物分析的强有力的工具。 质谱图的获 是将被测样品分子置于质谱仪的电离室中，有机物分子M 受 强有力 的 电子束 轰击 后，会 失去一个 电子而 成 为分子 离 子 ： + + M + e M . + 2e M . 式中“ ”表示分子离子，其中“+ ”代表正离子，“.” 代表不成对电子。分子离子又在电子束轰击下断裂成各种碎片，其中包括带正电 荷的、带负电荷的和不带电荷的。我们所研究的是那些带正电荷的碎片，称碎片 离子，而产生这些碎片的分子离子叫母离子，例如乙醇分子受高能电子轰击后能 产生以下的分子离子和碎片离子： + + + + C H OH→C H OH → C H O 、 CH O 、C H 、 2 5 2 5 2 5 3 2 5 + + + + （母离子） C H 、C H 、C H 、CH …… 2 4 2 3 2 2 3 质谱仪就是获得这些离子并分别收集和测量的仪器。质谱仪示意图 （16.14） 如下： 可变磁场磁铁 电子源 加速板 和狭缝 狭缝 放大 强 器 度 质量 真空泵 离子收集器 谱图 样品源 离子化室 16.14 质谱仪示意图 样品在进入离子化室以前必须经过气化，因此不易气化或气化时会分解的有机化 合物在进行质谱分析时就有困难。气化的样品在高度真空下通过离子化室，受高 能电子轰击产生的母离子（分子离子）和各种碎片离在一电场中加速后 通过一 个磁场。在磁场的作用下，离子前进的轨道被弯曲成弧形。弯曲的程度与离子的 荷比 （m/e ）有关， 荷比越大，弯曲的程度越小。出口是一个很窄的狭缝， 在一定磁场强度下只能让一种 荷比的离子通过。连续改变磁场强度（即进行扫 描），便可使各种 荷比的离子依次通过出口，经放大器和自动记录器， 到一 + M . 张质谱图。每一种 荷比的离子给出一个峰，叫离子峰。离子给出的离子峰特称 峰。现在多数文献将离子峰画成一条一条的直线，直线的高度就是各离子峰的丰 度。 质谱图中横坐标表示离子的 荷比（m/e ），纵坐标为离子的相对丰度。所谓 相对丰度是以图中强度最大的峰 （称为标准峰或基峰）为100，其余的峰按与标 准峰的比例表示，也称为百分相对丰度。基峰是指图中最强的