Chương III phổ khối lượng

CHƯƠNG III PHỔ KHỐI LƯỢNG Phổ hồng ngoại, tử ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân: giữ nguyên phân tử ñể nghiên cứu. Phổ khối lượng: Mẫu ñược làm bay hơi Phân tử ở thể khí bị bắn phá bởi chùm electron với năng lượng cao tạo raion phân tửvà cácion mảnh.

CHƯƠNG III

PHỔ KHỐI LƯỢNG

Phổ hồng ngoại, tử ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân:

giữ nguyên phân tử ñể nghiên cứu

Phổ khối lượng:

-Mẫu ñược làm bay hơi

-Phân tử ở thể khí bị bắn phá bởi chùm electron với năng lượng cao tạo ra ion phân tử và các ion mảnh

Hoặc có thể chuyển vị trước khi phân mảnh:

Hoặc có thể chuyển vị trước khi phân mảnh:

[ABCDE]+. → [ABECD]+.

Có thể xuất hiện pic có khối lượng lớn hơn khối lượng ion phân tử: tương tác của ion phân tử với một mảnh

trung hòa ñiện:

[ABCDE]+. + [DE] . → [ABCDED]+. + [E].

M + -CH3CO

M + -CH3

CH 3

CH

3

MW=152

[M+H] + (kỹ thuật CI) Hoặc M• + (EI)

“ion phân tử”

Ion mảnh (tạo ra từ ion phân tử hoặc

các mảnh có khối lượng lớn hơn)

High mass

In CI, adduct ions, [M+reagent gas] +

NGUYÊN LÝ MÁY PHỔ KHỐI LƯỢNG:

-Chuyển chất nghiên cứu thành thể khí (bay hơi mẫu ở

áp suất và nhiệt ñộ thích hợp)

-Tạo các ion từ các phân tử khí

-Phân tách các ion, ghi tín hiệu theo khối lượng ion

(m/z)

Phổ khối lượng phân giải cao (HRMS): xác ñịnh khối lượng phân tử chính xác cỡ phần triệu (ppm) nên ñưa ra ñược công thức phân tử

Formula C6H12 C5H8O C4H8N2Mass 84.0939 84.0575 84.0688

TẠO ION

Ion hóa hóa học

ION HĨA ðIỆN TỬ:

Electron cĩ năng lượng cao được cho bắn vào phân

tử hĩa chất trong chân khơng sâu, mẫu va chạm bị mất

đi một điện tử thành các ion dương (ion phân tử)

-Ưu điểm: qua đốn nhận cấu trúc các mảnh ion cĩ

được cấu trúc của các chất

-Nhược điểm: cĩ thể do phân mảnh quá nhiều mà ion phân tử khơng tồn tại, do đĩ gây nhầm lẫn về khối

lượng phân tử của mẫu

ION HÓA HÓA HỌC:

Khí tác chất (reagent gas) ñược cho vào buồng ion hóa:

ION HÓA HÓA HỌC:

Khi mẫu ñược bơm vào buồng ion hóa, các ion của khí tác chất sẽ hoạt ñộng như là phương tiện ñể ion hóa:

ẢNH HƯỞNG CỦA ðỒNG VỊ

Nếu phân tử chất nghiên cứu chứa một nguyên tố

có hơn một ñồng vị bền với hàm lượng tự nhiên

sát thấy nhiều hơn một pic

The Mass Spectrum

Origin of Relative Ion Abundances

M contributors M+1 contributors M+2 contributors

Isotope Natural

Abundance Isotope

Natural Abundance Isotope

Natural Abundance

CƯỜNG ðỘ CÁC PIC ION PHÂN TỬ

VD: mẫu chứa 10.000 phân tử CH4

~3:1

M:M+2

~1:1

• Khi m/z (M) = chẵn , số lượng N trong công thức là chẵn

Quy luật nitrogen

}

N2H432

C7H5N3O6227

C8H10N4O2194 Formula: NH3

NO2 CH3

17 m/z (M):

•Khi m/z (M) = lẻ , số lượng của N trong công thức là lẻ

M: Khối lượng phân tử của ñồng vị nhỏ nhất

M+1: Cường ñộ của M+1 / 1.1% = số cacbon

M+2: mối liên hệ cường ñộ cho biết sự hiện diện của

Từ pic ion phân tử có các thông tin:

18

M+2: mối liên hệ cường ñộ cho biết sự hiện diện của

sulfur, chlorine, and bromine

VD: dự đốn cơng thức từ khối phổ

m/z Molecular ion Relative abundance Conclusions

ỨNG DỤNG CHÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP PHỔ KHỐI LƯỢNG :

-Xác định khối lượng nguyên tử các đồng vị

-Xác định khối lượng phân tử

-Xét đốn cấu trúc phân tử

-Sắc ký ghép khối phổ (GC-MS, HPLC-MS): khả năng nhận danh và định lượng hàng trăm chất trong một hỗn hợp

22,5 20,0