9.3.2 EI质谱的解释 |
一张化合物的质谱包含着有关化合物的很丰富的信息。在很多情况下,仅依靠质谱就可以确定化合物的分子量、分子式和分子结构。而且,质谱分析的样品用量极微,因此,质谱法是进行有机物鉴定的有力工具。当然,对于复杂的有机化合物的定性,还要借助于红外光谱,紫外光谱,核磁共振等分析方法。 |
质谱的解释是一种非常困难的事情。自从有了计算机联机检索之后,特别是数据库越来越大的今天,尽管靠人工解释EI质谱已经越来越少,但是,作为对化合物分子断裂规律的了解,作为计算机检索结果的检验和补充手段,质谱图的人工解释还有它的作用,特别是对于谱库中不存在的化合物质谱的解释。另外,在MS-MS分析中,对子离子谱的解释,目前还没有现成的数据库,主要靠人工解释。因此,学习一些质谱解释方面的知识,在目前仍然是有必要的。 |
分子量确定 |
分子离子的质荷比就是化合物的分子量。因此,在解释质谱时首先要确定分子离子峰,通常判断分子离子峰的方法如下: |
分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰,它应处在质谱的最右端。 |
分子离子峰应具有合理的质量丢失。也即在比分子离子小4-14及20-25个质量单位处,不应有离子峰出现。否则,所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰。因为一个有机化合物分子不可能失去4-14个氢而不断链。如果断键,失去的最小碎片应为CH3,它的质量是15个质量单位。同样,也不可能失去20-25个质量单位。 |
分子离子应为奇电子离子,它的质量数应符合氮规则。所谓氮规则是指在有机化合物分子中含有奇数个氮时,其分子量应为奇数。含有偶数个(包括0个)氮时,其分子量应为偶数。这是因为组成有机化合物的元素中,具有奇数价的原子具有奇数质量,具有偶数价的原子具有偶数质量,因此,形成分子之后,分子量一定是偶数。而氮则例外,氮有奇数价而具有偶数质量,因此,分子中含有奇数个氮,其分子量是奇数,含有偶数个氮,其分子量一定是偶数。 |
如果某离子峰完全符合上述三项判断原则,那么这个离子峰可能是分子离子峰;如果三项原则中有一项不符合,这个离子峰就肯定不是分子离子峰。应该特别注意的是,有些化合物容易出现M-1峰或M+1峰,另外,在分子离子很弱时,容易和噪音峰相混,所以,在判断分子离子峰时要综合考虑样品来源,性质等其他因素。如果经判断没有分子离子峰或分子离子峰不能确定,则需要采取其它方法得到分子离子峰,常用的方法有: |
降低电离能量 |
通常EI源所用电离电压为70V,电子的能量为70eV,在这样高能量电子的轰击下,有些化合物就很难得到分子离子。这时可采用12eV左右的低电子能量,虽然总离子流强度会大大降低,但有可能得到一定强度的分子离子峰。 |
制备衍生物 |
有些化合物不易挥发或热稳定差,这时可以进行衍生化处理。例如有机酸可以制备成相应的酯,酯类容易汽化,而且容易得到分子离子峰,可以由此再推断有机酸的分子量。 |
采取软电离方式 |
软电离方式很多,有化学电离源、快原子轰击源、场解吸源及电喷雾源等。要根据样品特点选用不同的离子源。软电离方式得到的往往是准分子离子,然后由准分子离子推断出真正的分子量。 |