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）1∶1∶1 （2）2∶1∶1 （3）1∶2∶1 （4）1∶1∶2

4. 在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了（2）

（1）α-裂解（2）I-裂解（3）重排裂解（4）γ-H迁移

{

5. 在通常的质谱条件下，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υ，若离子的位能(eV）与动能（mυ2/2）相等，当电位V 增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍

答：由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此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υ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υ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（Heυ）和离心力（mυ2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响

答：由题意有Heυ= mυ2/r，m/e=Hr/υ=H2r2/2V

此时离子受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/υ=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/υ=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(MH–H2O), 289(MMH –H2O) 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10-12~10-15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）C4H10

10.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：亚稳离子m/z=（碎片离子m/z）2/分子离子m/z=1052/120=

15.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=

17.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：

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）CH3CH2CH2COOCH3

答：为（2）CH3CH2COOCH2CH2CH3

由于α开裂生成：m/z57；C3H7+ m/z43；C2H5+ m/z29

24. 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：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α、β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）CH2CH3

29、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=CH2

30.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：C6H5C≡CH

31.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：C6H5CH2NHCH3

32.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-N O2→C6H5+ + NO2·