有机质谱断裂规律培训课件

沙漠行舟沙漠行舟 别有天地别有天地1有机质谱断裂规律6/30/20241（二）（二）离子的丰度离子的丰度2.1 质荷比与离子丰度荷比与离子丰度2.2 影响碎片离子丰度的基本因素影响碎片离子丰度的基本因素 (a)产物的物的稳定性定性 (b)空空间因素因素 (c)键的不的不稳定性定性（三）（三）离子碎裂的基本离子碎裂的基本类型型 3.1 电荷及游离基定域的概念荷及游离基定域的概念 3.2 断裂断裂，简单的的键断裂断裂 3.3 断裂断裂，游离基，游离基诱导键断裂断裂 3.4 i 断裂断裂，电荷中心荷中心诱导键断裂断裂 3.5 断裂与断裂与 i 断裂的断裂的竞争争 3.6 环的开裂的开裂 3.7 重排反重排反应 (a)游离基游离基诱导的重排的重排 (b)电荷荷诱导的重排的重排 3.8 置置换反反应(rd)3.9 消除反消除反应(re)（四）（四）由质谱图推测分子结构由质谱图推测分子结构 有机质谱图与分子结构的关联有机质谱图与分子结构的关联 （一）基（一）基础知知识1.1 原子中原子中电子的排布子的排布1.2 奇奇电子离子与偶子离子与偶电子离子子离子1.3 氮氮规则1.4 环加双加双键值1.5 同位素峰同位素峰1.6 分子离子的分子离子的识别1.7 单分子反分子反应2有机质谱断裂规律6/30/2024常用符号介绍常用符号介绍 OE+.奇电子离子或称自由基阳离子奇电子离子或称自由基阳离子 EE+偶电子离子或称阳离子偶电子离子或称阳离子 M+.分子离子是一种奇电子离子分子离子是一种奇电子离子 m*亚稳离子亚稳离子 +.表示离子中电荷位置不一定表示离子中电荷位置不一定 m/z 质荷比质荷比,z所带的电荷为所带的电荷为1时以时以m/e表示表示 双箭头表示一对电子转移双箭头表示一对电子转移 鱼钩箭头表示单电子转移鱼钩箭头表示单电子转移 RA 相对强度相对强度(相对丰度相对丰度)r 重排重排 3有机质谱断裂规律6/30/2024 rH 包括包括H转移的重排转移的重排 键的断裂键的断裂，简单的键断裂，简单的键断裂 -断裂断裂，游离基中心诱导的键断裂，游离基中心诱导的键断裂 -断裂，游离基中心诱导的键断裂断裂，游离基中心诱导的键断裂 i-i断裂，断裂，电荷中心诱导的键断裂电荷中心诱导的键断裂 IE 电离能电离能(电离电位电离电位)4有机质谱断裂规律6/30/2024一、一、EI质谱中的各种离子质谱中的各种离子1分子离子峰：分子离子峰：在电子轰击下，有机物分子电离一个电子形成的离子，在电子轰击下，有机物分子电离一个电子形成的离子，叫分子离子。叫分子离子。Me M+2e 分子离子的质量就是化合物的相对分子量。根据分子离分子离子的质量就是化合物的相对分子量。根据分子离子和相邻质荷比较小的碎片离子的关系，可以判断化合物的子和相邻质荷比较小的碎片离子的关系，可以判断化合物的类型及含有的可能官能团。由分子离子及同位素峰的相对强类型及含有的可能官能团。由分子离子及同位素峰的相对强度或由高分辨质谱仪测得的精确分子量，可推导化合物的分度或由高分辨质谱仪测得的精确分子量，可推导化合物的分子式。子式。若有机化合物产生的分子离子足够稳定，质谱中位于质若有机化合物产生的分子离子足够稳定，质谱中位于质荷比最高位置的峰就是分子离子峰。但有的化合物不稳定，荷比最高位置的峰就是分子离子峰。但有的化合物不稳定，质谱中位于质荷比最高位置的峰不是分子离子峰。因此，给质谱中位于质荷比最高位置的峰不是分子离子峰。因此，给分子离子峰的识别造成困难。分子离子峰的识别造成困难。5有机质谱断裂规律6/30/2024分子离子峰判断方法1.不同有机化合物由于其结构不同，使其分子离子峰的稳不同有机化合物由于其结构不同，使其分子离子峰的稳定性不同，各类定性不同，各类 有机化合物分子离子峰稳定性顺序：芳有机化合物分子离子峰稳定性顺序：芳香化合物共轭链烯烯烃脂环化合物直链烷烃香化合物共轭链烯烯烃脂环化合物直链烷烃酮胺酯醚酸支链烷烃醇酮胺酯醚酸支链烷烃醇2律：由，组成的有机化合物，律：由，组成的有机化合物，奇数，奇数，奇数。奇数。由，组成的有机化合物，由，组成的有机化合物，偶数或不含氮，偶数或不含氮，偶数。偶数。不符合不符合N律，不是分子离子峰。律，不是分子离子峰。6有机质谱断裂规律6/30/2024分子离子峰判断方法分子离子峰判断方法3 分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理，以分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理，以下质量差不可能出现：下质量差不可能出现：314，1925等，如果出等，如果出现这些质量差，最高质量峰不是分子离子峰。现这些质量差，最高质量峰不是分子离子峰。4 改变实验条件来检验分子离子峰。改变实验条件来检验分子离子峰。（1）采用电子轰击源时，降低电子流的电压，）采用电子轰击源时，降低电子流的电压，增加分子离子峰的强度。增加分子离子峰的强度。（2）采用软电离电离方法）采用软电离电离方法（3）把不稳定样品制成适当的衍生物。）把不稳定样品制成适当的衍生物。7有机质谱断裂规律6/30/2024分子离子电荷定域 由于分子离子是化合物失去一个电子形成的，因此分由于分子离子是化合物失去一个电子形成的，因此分子离子是自由基离子。通常把带有未成对电子的离子称为子离子是自由基离子。通常把带有未成对电子的离子称为奇电子离子（奇电子离子（OE），并标以），并标以“”，把外层电子完全成对，把外层电子完全成对的离子称为偶电子离子（的离子称为偶电子离子（EE），并标以），并标以“”。关于离子的电荷位置，一般认为：如果分子中含有杂关于离子的电荷位置，一般认为：如果分子中含有杂原子则分子易失去杂原子的未成键电子而带电荷，电荷位原子则分子易失去杂原子的未成键电子而带电荷，电荷位置可表示在杂原子上如果分子中没有杂原子而有双键，则置可表示在杂原子上如果分子中没有杂原子而有双键，则双键电子较易失去则正电荷位于双键的一个碳原子上；如双键电子较易失去则正电荷位于双键的一个碳原子上；如果分子中既没有杂原子，又没有双键，其正电荷位于分支果分子中既没有杂原子，又没有双键，其正电荷位于分支碳原子上，如果位置不确定，可在分子式的右上角标以碳原子上，如果位置不确定，可在分子式的右上角标以“”。8有机质谱断裂规律6/30/20242碎片离子峰碎片离子峰 一般有机化合物的电离能为一般有机化合物的电离能为713电子伏电子伏特，质谱中常用的电离电压为特，质谱中常用的电离电压为70电子伏特，电子伏特，使结构裂解，产生各种使结构裂解，产生各种“碎片碎片”离子离子 碎片离子是分子离子碎裂产生的。碎片碎片离子是分子离子碎裂产生的。碎片离子还可以进一步碎裂形成更小的离子。碎离子还可以进一步碎裂形成更小的离子。碎片离子形成的机理有下面几种情况。片离子形成的机理有下面几种情况。9有机质谱断裂规律6/30/2024（1）.简单开裂（一个键的断裂）简单开裂（一个键的断裂）分子离子断裂一个键，失去一个自由基形成阳离子的开分子离子断裂一个键，失去一个自由基形成阳离子的开裂叫简单开裂裂叫简单开裂，包括，包括-，i-，-，-断裂等。断裂等。（1）-断裂断裂 分子中分子中键在电子轰击下，失去一个电子，随后分子开裂键在电子轰击下，失去一个电子，随后分子开裂生成碎片离子和游离基生成碎片离子和游离基 断裂多发生于烷烃，断裂多发生于烷烃，以正己烷（以正己烷（C10H22）的简单开）的简单开裂为例，得到一系列奇质量数的裂为例，得到一系列奇质量数的CnH2n+1的正离子。其他的正离子。其他CH、CO、CN、CX（卤素）键的（卤素）键的-断裂也均断裂也均会产生相应的正离子和自由基。会产生相应的正离子和自由基。10有机质谱断裂规律6/30/202411有机质谱断裂规律6/30/2024（2）-断裂（游离基中心诱导的键断裂）断裂（游离基中心诱导的键断裂）游离基对分子断裂的引发是由于电子的强烈成对倾向造游离基对分子断裂的引发是由于电子的强烈成对倾向造成的。由游离基提供一个奇电子与邻接原子形成一个新成的。由游离基提供一个奇电子与邻接原子形成一个新键键，与此同时，这个原子的另一个键断裂这种断裂通常，与此同时，这个原子的另一个键断裂这种断裂通常称为称为断裂。断裂。含杂原子的奇电子离子含杂原子的奇电子离子OE+.常常发生常常发生-断裂（偶电子断裂（偶电子离子离子EE+很少发生）。很少发生）。-键断裂，裂成一个键断裂，裂成一个R.自由基，自由基，含杂原子的碎片离子在质谱图中往往是基峰或重要的含杂原子的碎片离子在质谱图中往往是基峰或重要的峰。峰。12有机质谱断裂规律6/30/2024 CY 型（游离基中心定域于饱和杂原子）型（游离基中心定域于饱和杂原子）正癸胺与正癸烷的质谱差异很大，正癸胺的正癸胺与正癸烷的质谱差异很大，正癸胺的-键断裂是主要的断裂方式，键断裂是主要的断裂方式，m/z30是基峰，是基峰，-断裂变成次要的了，断裂变成次要的了，-断裂断裂的峰都较弱。断裂断裂的峰都较弱。13有机质谱断裂规律6/30/2024 C=Y型（游离基中心定域于不饱和杂原子）型（游离基中心定域于不饱和杂原子）酸、酯、醛、酰胺等酸、酯、醛、酰胺等 也可以发生也可以发生-键断裂。键断裂。酮、醇、醚、胺等的分子离子有多个酮、醇、醚、胺等的分子离子有多个-键，因此可发生键，因此可发生多个多个键断裂，而是去烷基游离基，在多个竞争的反应中，键断裂，而是去烷基游离基，在多个竞争的反应中，失去的烷基游离基愈大，反应愈有利，因而对应的产物离失去的烷基游离基愈大，反应愈有利，因而对应的产物离子丰度愈大。子丰度愈大。14有机质谱断裂规律6/30/2024 醇类最多可有三种醇类最多可有三种-断裂，醚最多可有六种断裂，醚最多可有六种-断裂方式，断裂方式，所以所以-断裂是一个竞争过程，究竟哪一种占优势，一般遵循丢断裂是一个竞争过程，究竟哪一种占优势，一般遵循丢失最大烃基规则。例如失最大烃基规则。例如2-己醇己醇M=102，可以发生三种，可以发生三种-断裂：断裂：15有机质谱断裂规律6/30/202416有机质谱断裂规律6/30/2024（3）i-断裂断裂电荷中心诱导的键的断裂电荷中心诱导的键的断裂 i断裂反应的推动力是由于电荷中心吸引一对电子，造成单键断裂反应的推动力是由于电荷中心吸引一对电子，造成单键的断裂，随着一对电子的转移，电荷中心也移到新的位置的断裂，随着一对电子的转移，电荷中心也移到新的位置。偶电子离子偶电子离子i-断裂的特点如同奇电子离子，只有产物不同，断裂的特点如同奇电子离子，只有产物不同，它生成一个正离子和一个中性分子。它生成一个正离子和一个中性分子。a.饱和烃在发生饱和烃在发生-裂解后产生的偶电子离子裂解后产生的偶电子离子(EE+)可进一步发生可进一步发生 诱导裂解诱导裂解 b.酮、醚化合物经过酮、醚化合物经过-断裂后得到的偶电子离子断裂后得到的偶电子离子(EE+)也进一也进一步发生步发生i-断裂。断裂。17有机质谱断裂规律6/30/202418有机质谱断裂规律6/30/2024c.醇类化合物采用化学电离得到准分子离子醇类化合物采用化学电离得到准分子离子（M+H）是偶电子离子）是偶电子离子(EE+)，又可以进一，又可以进一步发生步发生i-断裂。断裂。19有机质谱断裂规律6/30/2024-断裂断裂 含有双键化合物的奇电子离子含有双键化合物的奇电子离子(OE+.)容易发生容易发生-断裂。断裂。烯烃的烯烃的-断裂断裂 与双键相连的是与双键相连的是键，紧挨着键，紧挨着键的是键的是键。由独电键。由独电子引发，子引发，键发生断裂，在键发生断裂，在键处生成一个新键，产生一键处生成一个新键，产生一个自由基和一个阳离子，正电荷在双键一侧。个自由基和一个阳离子，正电荷在双键一侧。20有机质谱断裂规律6/30/2024 芳烃的芳烃的-断裂断裂 当芳烃具有烷基侧链时，相当于芳环双键的当芳烃具有烷基侧链时，相当于芳环双键的位容易开裂，生成苄基离子。位容易开裂，生成苄基离子。由由于于苄苄基基离离子子容容易易扩扩环环形形成成卓卓鎓鎓的的离离子子极极稳稳定定的的缘缘故故，m/z91是是基基峰峰，它它进进一一步步开开裂裂的的可可能能性性较较小小，其其开开裂裂后后的碎片的碎片m/z65，m/z39的峰都是弱峰。的峰都是弱峰。21有机质谱断裂规律6/30/2024 2.两个或两个以上键的断裂两个或两个以上键的断裂 （1）环的断裂）环的断裂 饱和烃的断裂饱和烃的断裂 饱和环状化合物是比较稳定的，因为它断裂出一个碎片需饱和环状化合物是比较稳定的，因为它断裂出一个碎片需要断裂两个键。例如环己烷的分子离子就很强。要断裂两个键。例如环己烷的分子离子就很强。环己烷的分子离子由独电子引发经环己烷的分子离子由独电子引发经-断裂产生一个断裂产生一个 CH2=CH2中性分子和一个中性分子和一个m/z56的奇电子离子（基峰）。的奇电子离子（基峰）。22有机质谱断裂规律6/30/2024 不饱和环的断裂不饱和环的断裂 不饱和环的开裂遵循反狄尔斯不饱和环的开裂遵循反狄尔斯-阿尔德反应（阿尔德反应（Retro-Diels-Alder-Reaction简称简称RDA）。）。环己烯的裂解途径是由独电子引发，经过两次环己烯的裂解途径是由独电子引发，经过两次-断裂，断裂，即反狄即反狄-阿反应，形成一个中性分子和一个奇电子离子。阿反应，形成一个中性分子和一个奇电子离子。23有机质谱断裂规律6/30/2024 反狄反狄-阿反应（阿反应（RDA）已很好的用于解释具有环）已很好的用于解释具有环己烯结构的各种化合物的裂解过程。它们也遵循己烯结构的各种化合物的裂解过程。它们也遵循stevenson规则，正电荷优先保留在较低电离电规则，正电荷优先保留在较低电离电位的碎片上。位的碎片上。24有机质谱断裂规律6/30/2024 重排裂解重排裂解 麦麦氏氏重重排排的的特特点点和和条条件件是是：只只有有奇奇电电子子离离子子(OE+.)发发生生麦麦氏氏重重排排，它它是是由由独独电电子子引引发发的的；化化合合物物中中必必须须有有双双键键 C=O、C=N、C=S、C=C及及苯苯环环化化合合物物等等；且且与与双双键键相相连连的的碳碳链链上上必必须须有有C和和H；通通过过六六元元过过渡渡态态H 转转移移到到杂杂原原或或双双键键碳碳原原子子上上，同同时时发发生生键键的的断断裂裂，形形成成一一个个中中性性分子（烯烃）和一个偶质量数的奇电子离子分子（烯烃）和一个偶质量数的奇电子离子(OE+.)。25有机质谱断裂规律6/30/2024a.酮、醛、酸、酯和酰胺等具有酮、醛、酸、酯和酰胺等具有 C=O 基团又有基团又有C和和H 时，都可以发生麦氏重排，例如丁酸乙时，都可以发生麦氏重排，例如丁酸乙酯。酯。26有机质谱断裂规律6/30/2024 在在丁丁酸酸乙乙酯酯 C=O 基基团团两两侧侧的的链链上上都都有有C和和H，故故都都可可以以发发生生麦麦氏氏重重排排。H 与与C=O基基团团的的氧氧原原子子空空间间挨挨的的很很近近0.18mm，相当于，相当于键的键长，键的键长，H 很容易转移过去很容易转移过去。又又例例如如，在在4-辛辛酮酮 C=O基基团团的的两两侧侧都都存存在在C和和H，两两侧侧链链都都可可以以发发生生麦麦氏氏重重排排。其其麦麦氏氏重重排排后后的的奇奇电电子子离离子子具具有双键和有双键和H，又可以进一步发生麦氏重排。，又可以进一步发生麦氏重排。27有机质谱断裂规律6/30/2024 b.烯烃的麦氏重排烯烃的麦氏重排28有机质谱断裂规律6/30/2024c.c.烷基苯的麦氏重排烷基苯的麦氏重排29有机质谱断裂规律6/30/2024其它重排其它重排 除麦氏重排外，重排的种类还很多，经过四元环，五元环都可以发生重排。重排既可以是自由基引发的，也可以是电荷引发的。自由基引发的重排：电荷引发的重排：30有机质谱断裂规律6/30/20243同位素峰（同位素峰（M+1峰）峰）组成有机化合物一些主要元素，如组成有机化合物一些主要元素，如C H,O,N，S，Cl，Br等等 都具有同位素，由于同位素的存在，可都具有同位素，由于同位素的存在，可以看到比分子离子峰大一个质量单位的峰；有时还可以看到比分子离子峰大一个质量单位的峰；有时还可以观察到以观察到M+2，M+3。；。；分子离子一般指由天然丰度最高的同位素组合的分子离子一般指由天然丰度最高的同位素组合的离子，相应的有相同元素的其他同位素组成的离子称离子，相应的有相同元素的其他同位素组成的离子称为同位素离子，在质谱中称为同位素峰。为同位素离子，在质谱中称为同位素峰。31有机质谱断裂规律6/30/202432有机质谱断裂规律6/30/2024 具有丰度较高的同位素的元素在分子中的存在与具有丰度较高的同位素的元素在分子中的存在与数量的确比较方便。如氯、溴，氯的同位素间的比值数量的确比较方便。如氯、溴，氯的同位素间的比值接近接近3:1，溴的同位素间比值接近，溴的同位素间比值接近1:1。它们的存在从。它们的存在从质谱图中很容易判别。质谱图中很容易判别。当分子中含有多个这类原子时，各种同位素相对当分子中含有多个这类原子时，各种同位素相对丰度可用二项式来近似计算丰度可用二项式来近似计算:(a+b)n，n为同位素原子为同位素原子个数。个数。同位素离子峰在质谱中的应用是根据同位素峰的同位素离子峰在质谱中的应用是根据同位素峰的相对强度确定分子式。相对强度确定分子式。33有机质谱断裂规律6/30/2024二、二、重要有机化合物的质谱重要有机化合物的质谱 1.烷烃烷烃（1）正构烷烃质谱的特征）正构烷烃质谱的特征 直链烷烃分子离子峰强度不高，强度随碳链增长而降直链烷烃分子离子峰强度不高，强度随碳链增长而降低，通常碳数低，通常碳数40的烷烃分子离子峰的烷烃分子离子峰(M+.)尚可观察到。尚可观察到。有相差有相差14个质量数的一系列奇质量数的峰个质量数的一系列奇质量数的峰(CnH2n+1),即有质荷比即有质荷比m/z29、43、57、71、85、99一系列篱笆离一系列篱笆离子的峰，强度逐渐减弱。正构烷烃篱笆离子的峰顶联结起子的峰，强度逐渐减弱。正构烷烃篱笆离子的峰顶联结起来将成为一个圆滑的抛物线，在分子离子峰处略有抬高。来将成为一个圆滑的抛物线，在分子离子峰处略有抬高。支链烷烃无此特征。支链烷烃无此特征。34有机质谱断裂规律6/30/2024 m/z43和和m/z57的峰强度较大。的峰强度较大。在比在比CnH2n+1 离子小一个质量数处有一个小峰，即离子小一个质量数处有一个小峰，即CnH2n离子峰离子峰m/z28、42、56、70、84、98一系列弱一系列弱峰是由峰是由H转移重排成的转移重排成的。35有机质谱断裂规律6/30/2024 （2）支链烷烃质谱的特征）支链烷烃质谱的特征 分分子子离离子子峰峰的的强强度度比比正正构构烷烷烃烃的的弱弱，支支链链越越多多分分子子离子峰（离子峰（M+.）强度越弱。）强度越弱。仍仍然然存存在在篱篱笆笆离离子子，但但强强度度不不是是随随质质荷荷比比的的增增加加而而减减弱弱，其其强强度度与与分分支支的的位位置置有有关关，峰峰顶顶联联不不成成圆圆滑滑的的抛物线。抛物线。在在分分支支处处容容易易断断裂裂，正正电电荷荷在在支支链链多多的的一一侧侧，以以丢丢失最大烃基为最稳定。失最大烃基为最稳定。在质谱图中若有在质谱图中若有m/z15、M-15或或A-15的峰，则表明的峰，则表明结构中存在甲基支链。结构中存在甲基支链。36有机质谱断裂规律6/30/202437有机质谱断裂规律6/30/202438有机质谱断裂规律6/30/20242.烯烃烯烃 分子离子比烷烃强；分子离子比烷烃强；容易发生容易发生-裂解得到裂解得到m/z41+n14的峰。的峰。单烯的单烯的-断裂得到断裂得到CnH2n-1 的峰即的峰即m/z27、41、55、69、83即即27n14一系列的峰。一系列的峰。39有机质谱断裂规律6/30/2024 环烯烃容易发生反狄环烯烃容易发生反狄-阿裂解阿裂解 烯烃含烯烃含C和和H 发生麦氏重排形成偶质量数的发生麦氏重排形成偶质量数的 的的峰峰40有机质谱断裂规律6/30/202441有机质谱断裂规律6/30/202442有机质谱断裂规律6/30/20243.芳香族化合物芳香族化合物 以丁苯的各种裂解为例，说明苯环化合物断裂规律及其质谱以丁苯的各种裂解为例，说明苯环化合物断裂规律及其质谱图的特征：图的特征：43有机质谱断裂规律6/30/2024 芳烃质谱的特征芳烃质谱的特征 分子离子峰较强，苯的分子离子峰分子离子峰较强，苯的分子离子峰m/z78是基峰。稠环化合是基峰。稠环化合物的分子离子峰是基峰。萘的（物的分子离子峰是基峰。萘的（M+.）m/z128就是基峰。就是基峰。碎片少具有苯环指纹的一系列特征峰碎片少具有苯环指纹的一系列特征峰m/z39、50、51、52、53、63、65、76、77和和78等弱峰。等弱峰。烷基苯烷基苯-断裂，产生稳定的卓鎓离子断裂，产生稳定的卓鎓离子m/z91是基峰。是基峰。直链烷基取代苯中直链烷基取代苯中R3，即具有，即具有CH 时发生麦氏重排时发生麦氏重排,形成形成m/z92的峰的峰.烷基苯的烷基苯的-裂解产生裂解产生m/z77的苯基离子（的苯基离子（C6H5+）峰，单取）峰，单取代苯环化合物代苯环化合物H重排还可以形成重排还可以形成m/z78的（的（C6H6+.）离子峰。）离子峰。44有机质谱断裂规律6/30/202445有机质谱断裂规律6/30/202446有机质谱断裂规律6/30/202447有机质谱断裂规律6/30/202448有机质谱断裂规律6/30/20244、醇类、醇类(1).脂肪醇脂肪醇 分子离子峰很弱，往往观察不到，在判断醇类的分子离分子离子峰很弱，往往观察不到，在判断醇类的分子离子峰时要谨慎。子峰时要谨慎。长链醇可发生长链醇可发生-、-、-、-裂解裂解 -断裂是醇类的主要裂解，质谱图中的主要碎片几乎都断裂是醇类的主要裂解，质谱图中的主要碎片几乎都是是-断裂产生的。伯醇断裂产生的。伯醇-正丁醇有两种正丁醇有两种-裂解，丢失裂解，丢失 （M1）和自由基。）和自由基。49有机质谱断裂规律6/30/2024 伯醇伯醇-断裂形成稳定的断裂形成稳定的m/z31的离子是基峰。的离子是基峰。50有机质谱断裂规律6/30/2024 仲醇仲醇仲醇仲醇-2-2-丁醇的三种丁醇的三种丁醇的三种丁醇的三种-断裂（括号中数字为相对断裂（括号中数字为相对断裂（括号中数字为相对断裂（括号中数字为相对丰度）：丰度）：丰度）：丰度）：仲醇仲醇仲醇仲醇-断裂也是丢失断裂也是丢失断裂也是丢失断裂也是丢失 自由基或自由基或自由基或自由基或 自由基得到自由基得到自由基得到自由基得到4545n14n14的峰，以丢失最大的烃基为最稳定。的峰，以丢失最大的烃基为最稳定。的峰，以丢失最大的烃基为最稳定。的峰，以丢失最大的烃基为最稳定。51有机质谱断裂规律6/30/2024 叔醇叔醇:叔丁醇有三种叔丁醇有三种-断裂，因为叔醇不含断裂，因为叔醇不含H 故只故只丢失丢失 自由基，对叔丁醇而言每种自由基，对叔丁醇而言每种-断裂丢失的断裂丢失的 自自由基是相同的，得到由基是相同的，得到 m/z59的强峰，其他叔醇可产生的强峰，其他叔醇可产生m/z59n14的峰。的峰。52有机质谱断裂规律6/30/2024分子量为102，82为102-18（失水）得到的，31为CH2OH,53有机质谱断裂规律6/30/202454有机质谱断裂规律6/30/202455有机质谱断裂规律6/30/2024（2）芳香醇）芳香醇 苯甲醇的裂解：苯甲醇的裂解：苯甲醇和酚的分子离子峰很强，后者是基峰，这一点苯甲醇和酚的分子离子峰很强，后者是基峰，这一点与脂肪醇正相反。苯甲醇中与脂肪醇正相反。苯甲醇中M-1峰很强，是因为生成了稳峰很强，是因为生成了稳定的羟基定的羟基 鎓离子离子鎓离子离子m/z107；苄醇也有；苄醇也有M-2，M-3的峰，的峰，强度较弱。强度较弱。56有机质谱断裂规律6/30/2024酚的酚的M-1是弱峰。酚的裂解如下是弱峰。酚的裂解如下：苯甲醇和酚的特征裂解都有经过苯甲醇和酚的特征裂解都有经过H转移丢失转移丢失CO产生产生M-28的峰，还有丢失的峰，还有丢失 基团的基团的M-29的峰。苯甲醇有的峰。苯甲醇有M-（CHO），即），即m/z79的峰是基峰。酚有的峰是基峰。酚有M-28（m/z66）和）和M-29（m/z65）的弱峰。）的弱峰。57有机质谱断裂规律6/30/20246、醚类 （1）.脂肪醚 脂肪醚的分子离子不稳定是弱峰，主要裂解方式是脂肪醚的分子离子不稳定是弱峰，主要裂解方式是-断裂，生成较强的断裂，生成较强的m/z45、59、73、87的峰。脂醚的的峰。脂醚的断裂最多可有六种，例如：乙基异丁基醚断裂最多可有六种，例如：乙基异丁基醚58有机质谱断裂规律6/30/202459有机质谱断裂规律6/30/2024（2）.芳醚 芳醚的分子离子峰较强；苯甲醚的芳醚的分子离子峰较强；苯甲醚的-裂解形成裂解形成m/z93碎片很碎片很容易脱去容易脱去CO产生稳定的产生稳定的m/z65的离子（出现相应的亚稳离子）的离子（出现相应的亚稳离子）H重排转移丢失重排转移丢失H2C=O子，得到子，得到m/z78的峰，再丢失的峰，再丢失 自自由基产生由基产生m/z77的苯基离子，苯甲醚直接丢失的苯基离子，苯甲醚直接丢失 自由基也形自由基也形成苯基离子。成苯基离子。60有机质谱断裂规律6/30/2024 芳醚有芳醚有C、H时发生重排：时发生重排：苯乙醚中苯乙醚中m/z94的峰就是基峰，可根据的峰就是基峰，可根据m/z94峰的存在判断峰的存在判断芳醚上烷基是一个碳还是两个或两个以上的碳。芳醚上烷基是一个碳还是两个或两个以上的碳。61有机质谱断裂规律6/30/202462有机质谱断裂规律6/30/202463有机质谱断裂规律6/30/20247、羰基化合物、羰基化合物（1）醛）醛 脂肪醛的分子离子峰较明显，大于脂肪醛的分子离子峰较明显，大于C4的脂肪醛分子离子的脂肪醛分子离子峰强度明显递减。芳香醛的分子离子峰更稳定。峰强度明显递减。芳香醛的分子离子峰更稳定。醛的醛的-断裂：断裂：64有机质谱断裂规律6/30/2024 -断裂得到的断裂得到的M-1峰是醛（芳醛和脂醛）的特征峰，有一定峰是醛（芳醛和脂醛）的特征峰，有一定的强度，有时比分子离子峰还强。苯甲醛的的强度，有时比分子离子峰还强。苯甲醛的M-1离子继续丢离子继续丢失失CO后形成后形成m/z77的苯基离子，再丢失的苯基离子，再丢失 得到得到m/z51的离子。这些丢失都是由亚稳离子得到证实。的离子。这些丢失都是由亚稳离子得到证实。脂醛的脂醛的2-断裂丢失一个断裂丢失一个 自由基，形成自由基，形成m/z29的的 离子峰是强峰，在离子峰是强峰，在C1C3的醛中是基峰。的醛中是基峰。碳链增长，碳链增长，i-断裂丢失的是断裂丢失的是 自由基，形成自由基，形成M-29的的R+离子峰。在丁醛或更高级醛中有离子峰。在丁醛或更高级醛中有m/z29的离子峰，它不是的离子峰，它不是醛基（醛基（-CHO）的峰，而是乙基（）的峰，而是乙基（C2H5+）离子的峰。）离子的峰。65有机质谱断裂规律6/30/2024 C4以上的醛发生麦氏重排，以上的醛发生麦氏重排，C上无支链时可得到上无支链时可得到m/z44的离子峰是基峰，表明高级脂肪醛的麦氏重排裂解是主的离子峰是基峰，表明高级脂肪醛的麦氏重排裂解是主要的。可根据麦氏重排后的碎片峰判断要的。可根据麦氏重排后的碎片峰判断C上的支链大上的支链大小。小。66有机质谱断裂规律6/30/202467有机质谱断裂规律6/30/202468有机质谱断裂规律6/30/2024（2）酮）酮 酮的断裂与醛相似，重要的是酮的断裂与醛相似，重要的是-断裂，酮羰基（断裂，酮羰基（C=O）两侧都可以发生，遵守丢失最大烃基规则。酮类有明显的分两侧都可以发生，遵守丢失最大烃基规则。酮类有明显的分子离子峰子离子峰m/z58（C3）72（C4）86（C5）及及-断裂后形断裂后形成的成的m/z43n14 的峰都是重要的峰。的峰都是重要的峰。-断裂后较大的酰基断裂后较大的酰基还可丢失中性分子还可丢失中性分子CO得到烷基正离子。得到烷基正离子。3-辛酮裂解途径如下：辛酮裂解途径如下：69有机质谱断裂规律6/30/2024 酮羰基只要有酮羰基只要有C H就会发生麦氏重排，甲基长链酮的麦氏重就会发生麦氏重排，甲基长链酮的麦氏重 排产生排产生m/z58的离子。双长链酮（的离子。双长链酮（RC3）可进行两次麦氏重排，）可进行两次麦氏重排，只要只要C上无侧链，经过两次麦氏重排后也得到上无侧链，经过两次麦氏重排后也得到m/z58的离子。的离子。芳酮有明显的分子离子峰，芳酮常有芳酮有明显的分子离子峰，芳酮常有m/z120。105和和77的离的离子，芳酮子，芳酮-断裂丢失中性分子断裂丢失中性分子CO形成形成m/z77的苯基离子。的苯基离子。70有机质谱断裂规律6/30/2024RC3的芳酮有麦氏重排的芳酮有麦氏重排71有机质谱断裂规律6/30/202472有机质谱断裂规律6/30/202473有机质谱断裂规律6/30/202474有机质谱断裂规律6/30/2024（3）羧酸 脂肪酸的分子离子峰是中脂肪酸的分子离子峰是中-弱峰，麦氏重排产生弱峰，麦氏重排产生m/z60的的 离子是直链羧酸的特征离子离子是直链羧酸的特征离子 -断裂丢失断裂丢失 自由基形成自由基形成m/z45的的 正离子。正离子。75有机质谱断裂规律6/30/2024 短链羧酸能得到短链羧酸能得到M-COOH即即M-45的离子和的离子和M-17的离子；的离子；长链羧酸长链羧酸-断裂可产生正电荷在氧原子上的碎片断裂可产生正电荷在氧原子上的碎片（CnH2n+1O2）+，如，如m/z45、59、73、87的峰，和的峰，和i-断断裂形成的正电荷在烷基上的碎片离子裂形成的正电荷在烷基上的碎片离子m/z29、43、57、71、85的峰。的峰。芳香羧酸分子离子峰强，苯甲酸芳香羧酸分子离子峰强，苯甲酸-断裂丢失断裂丢失OH基团后，基团后，再丢失中性分子再丢失中性分子CO得到得到m/z77的苯基离子。的苯基离子。76有机质谱断裂规律6/30/202477有机质谱断裂规律6/30/202478有机质谱断裂规律6/30/202479有机质谱断裂规律6/30/2024（4）酯 酯可以发生酯可以发生-裂解丢失裂解丢失 或或OR自由基产生自由基产生m/z59n14和和29n14的离子的离子 80有机质谱断裂规律6/30/2024与酯基氧原子相连的丙基也可发生与酯基氧原子相连的丙基也可发生-裂解：裂解：i-裂解通常形成的峰较弱，酯类可有三种裂解通常形成的峰较弱，酯类可有三种i-裂解方式形成裂解方式形成R+、R+和和 离子。离子。麦氏重排也是酯的重要裂解方式。乙酸酯麦氏重排可产生麦氏重排也是酯的重要裂解方式。乙酸酯麦氏重排可产生m/z60的离子，甲酯的麦氏重排可得到的离子，甲酯的麦氏重排可得到m/z74的离子；乙酯可的离子；乙酯可形成形成m/z88的离子峰。的离子峰。81有机质谱断裂规律6/30/202482有机质谱断裂规律6/30/202483有机质谱断裂规律6/30/20248、胺类 脂肪胺的分子离子峰较弱，甚至不出现；脂肪胺的分子离子峰较弱，甚至不出现；-裂解是最重裂解是最重要的裂解方式，优先丢失最大烃基，最终获得要的裂解方式，优先丢失最大烃基，最终获得m/z30n14的的离子。离子。仲、叔胺发生仲、叔胺发生-断裂后形成带正电荷的碎片离子（断裂后形成带正电荷的碎片离子（EE+），），常进一步发生常进一步发生H重排。有时叔胺的重排。有时叔胺的-断裂后经过两次氢重排最断裂后经过两次氢重排最终产生终产生m/z30 离子峰，可见此峰并非伯胺所特有。离子峰，可见此峰并非伯胺所特有。84有机质谱断裂规律6/30/2024 其他胺类和芳胺的裂解方式如下所示：其他胺类和芳胺的裂解方式如下所示：85有机质谱断裂规律6/30/2024 芳胺的分子离子峰是基峰，芳胺的分子离子峰是基峰，M1是中等强度的峰；特征裂解是中等强度的峰；特征裂解是丢失是丢失HCN，与苯酚丢失，与苯酚丢失CHO基团类似。基团类似。N-烷基芳胺烷基芳胺RC2也发生也发生-断裂断裂86有机质谱断裂规律6/30/202487有机质谱断裂规律6/30/20249、有机卤化物有机卤化物 含氯和溴的有机卤化物的特点是它们的同位素峰较强。含一含氯和溴的有机卤化物的特点是它们的同位素峰较强。含一个氯原子时个氯原子时M/M+2=3/1，含一个溴原子时，含一个溴原子时M/M+2=1/1，它，它们的分子离子峰通常能观察到，芳香族卤化物的分子离子峰较强。们的分子离子峰通常能观察到，芳香族卤化物的分子离子峰较强。卤化物的主要碎片有：卤化物的主要碎片有：M-R、M-X、M-HX和和R+、X+离子。离子。1.简单开裂（简单开裂（-断裂）断裂）脂肪类卤化物的脂肪类卤化物的-断裂可产生断裂可产生M-R或或M-X的峰的峰 88有机质谱断裂规律6/30/2024 2.长链卤化物的开裂长链卤化物的开裂 丢失一个丢失一个 自由基得到较强的（自由基得到较强的（M-R）的离子峰）的离子峰（C4H8Br）+，有时是基峰可能是形成的五元环较稳定的，有时是基峰可能是形成的五元环较稳定的缘故缘故。3.丢失丢失HX得到得到M-HX的峰的峰89有机质谱断裂规律6/30/20244.-断裂断裂5.芳香族卤化物如氯苯的分子离子峰是基峰芳香族卤化物如氯苯的分子离子峰是基峰m/z112/114，强度比是，强度比是3：1，与苯环直接相连的，与苯环直接相连的卤原子容易丢失，故卤原子容易丢失，故M-X峰较明显。峰较明显。90有机质谱断裂规律6/30/202491有机质谱断裂规律6/30/2024杜振霞杜振霞杜振霞杜振霞杜振霞杜振霞92有机质谱断裂规律6/30/2024