质谱交联反应原理(质谱裂解机制)

由质谱数据推导有机分子结构的过程,形象地说,正如打碎一个瓷花瓶,由一堆碎片来拼凑复原花瓶的过程为了使拼凑工作顺利,最好能了解花瓶碎裂的规律相似地,为了使推导分子正确,必须了解质谱裂解机制,今天小编就来说说关于质谱交联反应原理?下面更多详细答案一起来看看吧!

质谱交联反应原理(质谱裂解机制)

质谱交联反应原理

由质谱数据推导有机分子结构的过程,形象地说,正如打碎一个瓷花瓶,由一堆碎片来拼凑复原花瓶的过程。为了使拼凑工作顺利,最好能了解花瓶碎裂的规律。相似地,为了使推导分子正确,必须了解质谱裂解机制。

分子在离子源受到电子轰击而形成离子,离子中存在电荷和游离基中心;在电荷或游离基中心的诱导下,发生离子的碎裂反应。在质谱中分子气相裂解反应主要有两大类:游离基中心引发的裂解,电荷中心引发的裂解。

1、游离基中心引发的裂解

在游离基中心诱导下,与其相邻的外侧键断裂,键断裂后,属于该原子的一个电子转移,并与游离基中心的未成对电子形成新键,构成较稳定的偶电子碎片离子或稳定的中性分子,这类断裂反应也称α裂解。α裂解不引起电荷转移。杂原子对电荷离子有致稳作用,随杂原子的电负性递降而致稳增强,即N>S>O,所以,如果同意分子中有两种不同的杂原子团,酒精哪一种官能团优先支配裂解,将遵循上述次序。

2、电荷中心引发的裂解

由于电荷中心吸引一对电子,造成单键断裂,随着一对电子的转移,电荷中心也转移到新的位置,这类断裂反应又称诱导裂解。在奇电子离子中,与正电荷中心相连的键的一对电子全被正电荷所吸引,造成单键的断裂和电荷的转移,这是奇电子离子的i裂解。

3、游离基中心引发的重排

离子中相邻原子的连接顺序发生了变化即重排反应。在质谱中往往出现一些特定重排反应,产生的离子丰度高,这些重排特征离子对推测分子结构很有启示作用。

4、电荷中心引发的重排

偶电子离子常发生电荷诱导的重排反应;当奇电子离子的电荷中心和游离基中心不在同一个位置时,也可发生电荷诱导的重排反应。

影响离子丰度的因素

质谱图的横坐标是离子的质荷比,纵坐标是离子的相对丰度,离子的丰度越高,表明生成该离子的裂解越有利。上面提到的这些特定裂解反应和重排反应往往产生丰度较强的离子。在解析质谱图时,如果只从可能的结构式中计算离子的质荷比而没有考虑其丰度,实际上只利用了质谱图提供的一半信息,而不能推断出正确的结构式。

(1)产物离子的稳定性 产物离子越稳定,其丰度也就越高。共轭效应是影响其稳定性最重要的因素。有共振结构的体系,由于共轭效应稳定性较大,因而丰度也就越高。

(2)Stevenson规则 奇电子离子的单键断裂产生两组离子和游离基产物

(3)最大烷基的丢失 最大烷基最易丢失是一个普遍倾向。丢失的烷游离基因超共轭效应致稳。烷基越大,分支越多,致稳效果越好,因而裂去后剩下的离子丰度也就越高。

(4)稳定中性分子的丢失 凡裂解的中性自由基如有共轭效应而致稳,如上面提到的烯丙基、分支烷基等,则易丢失。丢失它们后形成的离子相对丰度也越高,还易于丢失中性小分子。

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