分子离子峰M什的判别 1)最大质量数的峰可能是分子离子峰。当最大质量 端存在同位素峰簇时，应按有关原则寻找。 2)和低质量离子的关系 (1)合理的中性碎片（小分子或自由基）的丢失 M3到M-13、M-20到M-25之内不可能有峰。 (2)分子离子应具有最完全的元素组成。 ()多电荷离子按电荷修正后所得到的质量数应小 于或等于分子离子质量数。 分子离子峰M的判别 3)应用氮规则 当化合物不含氮或含偶数个氮时，其分子量为偶数： 当化合物含奇数个氨时，其分子量为奇数。 4)分子离子峰的强度和化合物的结构类型密切相关。 (1)芳香化合物>共轭多烯>脂环化合物>短直链烷烃>某 些含硫化合物。通常给出较强的分子离子峰。 (2)直链的酮、酯、醛、酰胺、醚、卤化物等通常显 示分子离子峰。 (3)脂肪族且分子量较大的醇、胺、亚硝酸酯、硝酸 酯等化合物及高分支链的化合物通常没有分子离子峰
1 1 分子离子峰 M+ 的判别 • 1）最大质量数的峰可能是分子离子峰。 当最大质量 端存在同位素峰簇时，应按有关原则寻找。 2）和低质量离子的关系： (1) 合理的中性碎片（小分子或自由基）的丢失。 M-3到M-13、M-20到M-25之内不可能有峰。 (2) 分子离子应具有最完全的元素组成。 (3) 多电荷离子按电荷修正后所得到的质量数应小 于或等于分子离子质量数。 2 分子离子峰M+ 的判别 3）应用氮规则 当化合物不含氮或含偶数个氮时，其分子量为偶数； 当化合物含奇数个氮时，其分子量为奇数。 4）分子离子峰的强度和化合物的结构类型密切相关。 (1) 芳香化合物>共轭多烯>脂环化合物>短直链烷烃>某 些含硫化合物。通常给出较强的分子离子峰。 (2) 直链的酮、酯、醛、酰胺、醚、卤化物等通常显 示分子离子峰。 (3) 脂肪族且分子量较大的醇、胺、亚硝酸酯、硝酸 酯等化合物及高分支链的化合物通常没有分子离子峰
采用E: 大约20%的分子离子峰弱或不出现，其大致规律如下： ◆芳香族化合物>共轭多烯>脂环化合物>低分子链烃 某些含硫化合物 ◆羰基化合物（醛，酮，酸，酯，酰氯，酰胺）分子 离子峰不出现或弱。 ◆脂肪族醇类，胺类，硝基化合物等分子离子往 往不出现。 分子离子峰不出现怎么办？ 降低电离电压到7~14ev,减少分子离子裂解。 ◆降低样品的气化温度。 提高灵敏度，加大进样量，改用CI、FI、FD、 FAB、ESI测定方法。 制备衍生物，提高挥发性，并根据增加的质量数， 核对原来确定的分子量。常衍生成醚或酯类化合物。 2
2 3 大约20%的分子离子峰弱或不出现,其大致规律如下: 采用EI: ¨芳香族化合物 > 共轭多烯 > 脂环化合物 > 低分子链烃, 某些含硫化合物 ¨ 羰基化合物(醛, 酮, 酸, 酯, 酰氯, 酰胺)分子 离子峰不出现或弱。 ¨ 脂肪族醇类, 胺类, 硝基化合物等 分子离子往 往不出现。 4 分子离子峰不出现怎么办 ? v降低电离电压到7~14 ev，减少分子离子裂解。 v降低样品的气化温度。 v提高灵敏度，加大进样量，改用CI、FI、FD、 FAB、ESI测定方法。 v制备衍生物，提高挥发性，并根据增加的质量数， 核对原来确定的分子量。常衍生成醚或酯类化合物
提高分子离子峰强度的方法 1化学电离法CI(chemical ionization) ◆采用化学电力法得到的分子离子峰不是M峰而是M+1 或M-1峰，且相对离子强度很大。 ◆优点：对不稳定的化合物可以得到分子离子峰，有利 于分子量的确定。 ◆缺点：碎片离子峰较少，可以提供的结构方面的信息 很少。 ◆定义：将样品气体和反应气体混合送入电离室用 50v的电子轰击，使反应气体首先电离，随后样品与 分子离子进行分子离子反应，使样品分子电离。 提高分子离子峰强度的方法 2.场致电离Field Ionization FI 3.场解析电离Field Desorption FD 4.快速原子轰击质谱Fast-Atom Bombardment FAB 5.SI-MS Second Ion Mass Spectrometry 6.基质辅助激光解析电离Martri- Assisted Laser Desorption Ionization MALDI
3 5 1 化学电离法 CI（chemical ionization ） u 采用化学电力法得到的分子离子峰不是Ｍ峰而是Ｍ+1 或Ｍ-1峰，且相对离子强度很大。 u 优点：对不稳定的化合物可以得到分子离子峰，有利 于分子量的确定。 u 缺点：碎片离子峰较少，可以提供的结构方面的信息 很少。 u 定义：将样品气体和反应气体混合 送入电离室 用 50 ev的电子轰击，使反应气体首先电离，随后样品与 分子离子进行分子离子反应，使样品分子电离。 提高分子离子峰强度的方法 6 2. 场致电离 Field Ionization FI 3. 场解析电离 Field Desorption FD 4. 快速原子轰击质谱 Fast-Atom Bombardment FAB 5. SI-MS Second Ion Mass Spectrometry 6. 基质辅助激光解析电离 MartrixAssisted Laser Desorption Ionization MALDI 提高分子离子峰强度的方法
提高分子离子峰强度的方法 7.电喷雾质谱技术Electrospray Ionization MS,ESL-MS ◆它是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使 从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸 发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量 带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷 离子的形式进入气相。 ◆电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子， 使质量电荷比()降低到多数质量分析仪器都可以检测 的范围，因而大大扩展了分子量的分析范围，离子的真实 分子质量也可以根据质荷比及电行数算出。 计算不饱和度Unsaturation Index (Double Bond Equivalent, Indices of Hydrogen Deficiency) 不饱和单位（或称不饱和度，以？表示）表示分 子中存在的双键或环的数目，是解析化合物结构 的一个重要参数。计算不饱和单位的方法如下： Q=n+1--H CI N 2 2 2 式中为碳原子数目，C代表卤素，N是三价氮 8 4
4 7 7. 电喷雾质谱技术 Electrospray Ionization MS, ESI-MS u 它是在毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使 从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸 发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量 带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷 离子的形式进入气相。 u 电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子， 使质量电荷比（m/z）降低到多数质量分析仪器都可以检测 的范围，因而大大扩展了分子量的分析范围，离子的真实 分子质量也可以根据质荷比及电行数算出。 提高分子离子峰强度的方法 8 计算不饱和度 Unsaturation Index (Double Bond Equivalent, Indices of Hydrogen Deficiency) 不饱和单位（或称不饱和度，以Ω表示）表示分 子中存在的双键或环的数目，是解析化合物结构 的一个重要参数。计算不饱和单位的方法如下： 式中n为碳原子数目, Cl代表卤素， N是三价氮 Ω = n+1 2 H 2 2 Cl - + N -
质谱图解析的方法和步骤 1.解析分子离子峰区域 1)分子离子峰的确定： 按判断分子离子峰的原则确认分子离子峰，定出样品的分 子量，并注意分子离子峰的强度，由此可以了解分子离子的 稳定性。一般芳香类化合物、共轭多烯类化合物以及环状化 合物的分子离子峰较强，有时是基峰：而分支较多的脂肪族 化合物、脂肪醇类化合物以及脂肪酸类化合物的分子离子峰 较弱，有时在质谱中不出现。 9 (②)注意样品分子量的奇偶性，如为奇数，则样品分子 肯定含奇数个氮原子；如为偶数，还需根据其它信息判断样 品分子中是否含有氮原子。 (3)根据同位素离子峰的强度，初步推测样品的分子 式。含氯、溴以及硫元素的样品可以很容易地根据M+2)峰 的强度加以确认。 (④)可能的话，使用高分辨质谱仪，精确测出样品分子 离子的质量，推出分子式。 (⑤)根据分子式，计算出样品的不饱和度
5 9 质谱图解析的方法和步骤 1）分子离子峰的确定： 按判断分子离子峰的原则确认分子离子峰，定出样品的分 子量，并注意分子离子峰的强度，由此可以了解分子离子的 稳定性。一般芳香类化合物、共轭多烯类化合物以及环状化 合物的分子离子峰较强，有时是基峰；而分支较多的脂肪族 化合物、脂肪醇类化合物以及脂肪酸类化合物的分子离子峰 较弱，有时在质谱中不出现。 1. 解析分子离子峰区域 10 (2) 注意样品分子量的奇偶性，如为奇数，则样品分子 肯定含奇数个氮原子；如为偶数，还需根据其它信息判断样 品分子中是否含有氮原子。 (3) 根据同位素离子峰的强度，初步推测样品的分子 式。含氯、溴以及硫元素的样品可以很容易地根据(M+2)峰 的强度加以确认。 (4) 可能的话，使用高分辨质谱仪，精确测出样品分子 离子的质量，推出分子式。 (5) 根据分子式，计算出样品的不饱和度
2.解析碎片离子峰区域 ()找出主要碎片离子峰，并根据碎片离子的质荷 比，确定碎片离子的组成。注意碎片离子质荷比的奇偶 性，判断生成碎片离子的开裂类型，由此可了解样品的 官能团及结构信息。 (②)注意分子离子有何重要碎片脱去，由此也可了 解到样品结构方面的信息。M-32 Artemisinin (3)可能的话，使用高分辨质谱仪，精确测出重要的 碎片离子的质量，确定碎片离子的元素组成。 11 用一株小草改变世界 A Chinese herb changed the world sker Awar 2011年9月 Artemisia annua Qinghaosu Artemisinin The newest class of potential anti-malarials are peroxy- bridge containing compounds. 《肘后备急方》 青需素结构研究协作组，一种新型的倍半内酯—青素。科半通报，1977,223,142. 6
6 11 2. 解析碎片离子峰区域 (1) 找出主要碎片离子峰，并根据碎片离子的质荷 比，确定碎片离子的组成。注意碎片离子质荷比的奇偶 性，判断生成碎片离子的开裂类型，由此可了解样品的 官能团及结构信息。 (2) 注意分子离子有何重要碎片脱去，由此也可了 解到样品结构方面的信息。M-32 Artemisinin (3) 可能的话，使用高分辨质谱仪，精确测出重要的 碎片离子的质量，确定碎片离子的元素组成。 12 O O CH3 O H3C H CH3 O O H H A Chinese herb changed the world A Chinese herb changed the world The newest class of potential anti-malarials are peroxybridge containing compounds. Qinghaosu 用一株小草改变世界 青蒿素结构研究协作组, 一种新型的倍半萜内酯——青蒿素。科学通報, 1977, 22(3), 142. Artemisinin Lasker Award Artemisia annua 2011年9月 《肘后备急方》
3.列出部分结构单元 (①)根据分子离子脱去的碎片，以及一些主要的大碎片 离子，列出样品结构中可能存在的部分结构单元。如芳环 的判断（me39、51、65、77) 脂肪基团的系列峰 (2)根据分子式以及可能的部分结构单元，计算出剩 余碎片的组成及不饱和度。 (3)推测剩余碎片的结构。 4.推出样品可能的结构式 (1)按可能的方式连接所推出的结构单元以及 剩余碎片，组成可能的结构式。 (2)根据质谱或其它信息排除不合理的结构， 最后确定样品的结构式。 >
7 13 3. 列出部分结构单元 (1) 根据分子离子脱去的碎片，以及一些主要的大碎片 离子，列出样品结构中可能存在的部分结构单元。如 芳环 的判断（ m/e 39、51、65、77 ） 脂肪基团的系列峰 (2) 根据分子式以及可能的部分结构单元，计算出剩 余碎片的组成及不饱和度。 (3) 推测剩余碎片的结构。 14 4. 推出样品可能的结构式 (1) 按可能的方式连接所推出的结构单元以及 剩余碎片，组成可能的结构式。 (2) 根据质谱或其它信息排除不合理的结构， 最后确定样品的结构式
质谱在天然产物结构测定中的应用 黄酮类二氢黄酮类 86心0 M*m/e 222 A Br* me102 ↓RDA+转移 m/e 10 co c=0+A1+B1=M m/e121 m/e92 途径Ⅲ m/e76 m/e105 M+m/e222 -C0 -CO C ⊙ M-28 mle 77 m/e194 16
8 15 质谱在天然产物结构测定中的应用 ----黄酮类 二氢黄酮类 O O B A O C O C CH RDA + or · + · + O C O H C O + M + m/e 222 A1 + B1 + · · · m/e 120 m/e 102 CO RDA + H转移 · + m/e 121 m/e 92 A1 + B1 = M 16 途 径 II O O + O C CH+ O C ·· + · O + M m/e 222 + CO m/e 76 m/e 105 CO m/e 194 m/e 77 M-28 B B
芹菜素的MS 100- Al+BI=M 270wt 80- 120+102=222 OH 60 40 20 82 242M-28) 0 23 二氢黄酮 0 C 80 M-CoHs 120-C0B1 47 00 100 150TTTT200
9 17 芹 菜 素 的 MS 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 O O OH HO OH 82 118 121 124 152 153 213 242(M-28) 270( ) M+. A1 B1 A B A1 + B1 = M 120 + 102 = 222 18 二 氢 黄 酮 50 100 150 200 250 0 20 40 60 80 100 O O M C6H5 77 92 104 120-CO 120 147 207 131 224 221 B1 A1
AI+H ,-272 M-B m52 OH A1+H ,m107 10
10 19 B1 A1+H M-B 20 B1 A1+H