质谱试题及答案.docx

1、质谱试题及答案质谱一、选择题1. 在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？ （2） （1）从大到小 （2）从小到大 （3）无规律 （4）不变2. 含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为 （2） （1）偶数 （2）奇数 （3）不一定 （4）决定于电子数3. 二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为 （3） （1）111 （2）211 （3）121 （4）1124. 在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了 （2） （1）-裂解 （2）I-裂解 （3）重排裂解 （4）-H迁移5. 在通常

2、的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现 （3） （1）M+2 （2）M-2 （3）M-8 （4）M-18二、解答及解析题1.样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？答：根据公式m/z=B2R2/2E可知，m/z越大，动量越大。m/z值越大，偏转度越小。2.带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达，若离子的位能(eV）与动能（m2/2）相等，当电位V增加两倍时，此离子的运动速度增加多少倍？答：由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此

3、时的离子的运动速度v增加为原来的2倍。3.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于受电场作用而发生偏转。为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？答：eV=mv2/R R=mv2/eE，由此可知，此时的R主要受静电场强度的的影响。4.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（He）和离心力（m2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？答：由题意有He= m2/r，m/e=Hr/=H2r2/2V此时离子受

4、的质荷比受磁场强度、半径r以及电场电位V的影响。5.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压V固定时，若逐渐增大磁场强度H，对具有不同荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？答：m/e=Hr/=H2r2/2V，由此可知，r、V为定值，当逐渐增大磁场强度H时，m/e小的先通过狭缝。6.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和磁场强度H固定时，若把加速电压V值逐渐加大，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？答：m/e=Hr/=H2r2/2V，H、r为定值，当加速电压V值逐渐加大时，通过狭缝m/e逐渐减小，所以m/e大的先通过狭缝。7.在有机质谱中使用的离子源有哪几种？各有何特点？答：离子

5、源：EI、CI、FAB电离源、ESI电离源、APCI电离源、MALDI电离源特点：EI：（1）碎片离子多，结构信息丰富，有标准化合物质谱库(NIST)；（2）不能汽化的样品不能分析；（3）有些样品得不到分子离子CI：（1）软电离方法，产生准分子离子(M+1)+，(M-1)+， (M+2)+等；（2）CI源的的碎片离子峰少，图谱简单，易于解释；（3）不适于难挥发成分的分析FAB电离源：（1）软电离技术。FAB质谱中除准分子离子(M+1)+，(M-1)+等，还会产生基质分子峰及基质分子与样品分子的结合峰。如：3-硝基苄醇作基质，出现 m/z154(MH)，136(MHH2O), 289(MMHH2

6、O) 峰；（2）适合于极性大、分子量大、低蒸汽压、热稳定性差的样品；（3）FAB一般用作磁式质谱的离子源ESI电离源：（1）最广泛使用的软电离技术，液相色谱质谱联用仪(LC-MS) 的标配离子源产生 (M+H)+，(M-H)-等准分子离子峰及加和离子峰；（2）可产生多电荷离子，如(M+2H)2+ or (M+10H)10+，降低生物大分子m/z；（3）适用于强极性，大分子量(2000,000Da)的样品分析，如肽，蛋白质，糖等APCI电离源：（1）软电离方式，电离过程与CI相似，属于离子-分子反应，LC-MS离子源；（2）产生 (M+H)+，(M-H)-等准分子离子峰，不形成多电荷峰；（3）适

7、合弱极性/非极性样品分析MALDI电离源：（1）质量范围可达50万Da；（2）高灵敏度，可测至10-1210-15摩尔；（3）软电离，没有或很少有碎片离子，可用于分析混合物。（4）可容纳毫摩尔级的盐。缺点 ：基质背景易干扰质量数1000Da以内的物质分析; 激光解析电离可能导致被分析物分解。8.确定具有下述分子式的化合物，其形成的分子离子具有偶数电子还是奇数电子？（1）C3H8（2）CH3CO （3）C6H5COOC2H5 （4）C6H5NO2答：（1）、（3）偶电子；（2）、（4）奇电子 9.试确定下述已知质何比离子的可能存在的化学式：（1） m/z为71，只含C、H、O三种元素（2）m/z

8、为57，只含C、H、N三种元素（3）m/z为58，只含C、H两种元素答：（1）C4H7O或C3H3O2； （2）C3H7N或CH3N3或C2H5N2； （3）C4H1010.试写出苯和环己烯的分子离子式。答：苯：环己烷：11.写出环己酮和甲基乙烯醚的分子离子式。答：环己酮：甲基乙烯醚：12.写出丙烷分子离子的碎裂过程，生成的碎片是何种正离子，其m/z是多少？答： ，m/z=29 ； ，m/z=15。13.试解释溴乙烷质谱图中m/z分别为29、93、95三峰生成的原因？答：由分子离子碎裂过程14.有一化合物其分子离子的m/z为120，其碎片离子的m/z为105，问其亚稳离子的m/z是多少？答：亚

9、稳离子m/z=（碎片离子m/z）2/分子离子m/z=1052/120=91.915.亚稳离子峰和正常的碎片峰有何主要区别？答：亚稳离子：寿命为10-6-10-5的离子，从离子源出口到达检测器之前裂解并被记录的离子；正常碎片峰：广义上指除分子离子以外的所有离子。碎片离子的质量和强度与化合物的结构相关，是结构解析的重要信息。16.下述断裂过程：所产生的亚稳离子，其m/z是多少？答：在上述断裂过程中分子离子的m/z=105，产生的碎片离子为：C6H5+ m/z=77， 所产生的亚稳离子的m/z=772/105=56.517.试解释环己烷质谱图中产生m/z分别为84、69、56、41离子峰的原因？答：

10、18.某有机化合物（M=140）其质谱图中有m/z分别为83和57的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合？ （1）（1） （2）答：结构与（1）相符19.某有机胺可能是3-甲基丁胺或1，1-二甲基丙胺，在质谱图中其分子离子峰和基峰的m/z分别为87和30，试判断其为何种有机胺？答：3-甲基丁胺20.某有机物可能是乙基正丁基醚或甲基正戊基醚，其质谱图上呈现离子峰的m/z分别为102、87、73、59、31，试确定其为何物？答： 乙基正丁基醚。21.在碘乙烷的质谱图中呈现m/z分别为156、127、29的离子峰，试说明其形成的机理。答：m/z156为CH3CH2I的分子离子峰22. 在丁

11、酸甲酯的质谱图中呈现m/z分别为102、71、59、43、31的离子峰，试说明其碎裂 某酯（M=116）的质谱图上呈现m/z（丰度）分别为57（100%）、43（27%）和29（57%）的离子峰，试确定其为下述酯中的哪一种。 （1）（CH3）2CHCOOC2H5 （2）CH3CH2COOCH2CH2CH3 （3）CH3CH2CH2COOCH3答：为（2）23、某酯（M=116）的质谱图上呈现m/z（丰度）分别为57（100%）、43（27%）和29（57%）的离子峰，试确定其为下述酯中的哪一种。（1）（CH3）2CHCOOC2H5（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3（3）CH3CH2CH

12、2COOCH3答：为（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3由于开裂生成：m/z57；C3H7+ m/z43；C2H5+m/z2924. 某化合物（M=138）的质谱图中呈现m/z为120的强离子峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？（1） （2）答：为（1）碎解过程：25. 某酯（M=150）的质谱图中呈现m/z为118的碎片峰，试判断其为下述两种化合物中的哪一种？（1） （2）答：为(1)碎解过程：（1）（2）26. 已知某取代苯的质谱图如下图所示，试确定下述4种化合物的哪一种结构与谱图数据相一致？（主要考虑m/z分别为119，105和77的离子峰） （1） （2） （3） （4）答：

13、结构（4）与谱图相一致m/z119相当于苄基离子开裂失去CH3m/z105相当于苄基离子开裂失去C2H5，m/z77为乙烯基开裂后的产物C6H5+27. 说明由三乙胺（M=101）的、开裂生成m/z为86的离子峰及随后又进行H重排并开裂生成m/z为58的离子峰的过程机理。答：（1）(2)28、某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式。答：为3-甲基戊烷：CH3CH2CH（CH3）CH2CH329、某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式并说明谱图的主要特点。答：为3-苯基丙烯：C6H5CH2CH=CH230.某未知烃类化合物的质谱如下图所示，写出其结构式并说明谱图的主要特点。答：为苯乙炔：C6H5CCH31.某未知仲胺化合物的质谱如下图所示，试写出其结构式。答:为N-甲基苄基胺：C6H5CH2NHCH332.某含氮化合物质谱如下图所示，写出其结构式，并说明m/z为77基峰生成的原因。答：为硝基苯：C6H5NO2，m/z77为C6H5+C6H5-NO2C6H5+NO2