Chuong III PHỔ KHỐI LƯỢNG

CHƯƠNG III PHỔ KHỐI LƯỢNG Phổ hồng ngoại, tử ngoại, cộng hưởng từ hạt nhân: giữ nguyên phân tử để nghiên cứu. Phổ khối lượng: Mẫu được 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.

CHƯƠNG III

PHỔ KHỐI LƯỢNG

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

giữ nguyên phân tử để nghiên cứu

Phổ khối lượng:

-Mẫu được 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

trung hòa điện:

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

CH3

MW=152

M + -CH3CO

M + -CH3

NGUYÊN LÝ MÁY PHỔ KHỐI LƯỢNG:

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

áp suất và nhiệt độ 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 định

khối lượng phân tử chính xác cỡ phần triệu (ppm) nên đưa ra được công thức phân tử

Formula C6H12 C5H8O C4H8N2Mass 84.0939 84.0575 84.0688

ION HÓA ĐIỆN TỬ:

Electron có năng lượng cao được cho bắn vào phân tử hóa chất trong chân không sâu, mẫu va chạm bị mất đi một điện tử thành các ion dương (ion phân tử)

-Ưu điểm: qua đoán nhận cấu trúc các mảnh ion có được cấu trúc của các chất

-Nhược điểm: có thể do phân mảnh quá nhiều mà ion phân tử không tồn tại, do đó gây nhầm lẫn về khối

lượng phân tử của mẫu

ION HÓA HÓA HỌC:

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

ION HÓA HÓA HỌC:

Khi mẫu được bơm vào buồng ion hóa, các ion của khí tác chất sẽ hoạt động như là phương tiện để ion hóa:

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỒNG VỊ

Nếu phân tử chất nghiên cứu chứa một nguyên tố

có hơn một đồng vị bền với hàm lượng tự nhiên đủ

lớn thì với mỗi ion chứa nguyên tố đó sẽ quan sát thấy nhiều hơn một pic

The Mass Spectrum

Origin of Relative Ion Abundances

M contributors M+1 contributors M+2 contributors

CƯỜNG ĐỘ CÁC PIC ION PHÂN TỬ

VD: mẫu chứa 10.000 phân tử CH4

Molecule # in sample m/z Relative abundance

NGUYÊN TỬ NITROGEN

Kết luận

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

Quy luật nitrogen

}

N2H432

C7H5N3O6227

C8H10N4O2194

O

H3C

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 đồng vị nhỏ nhất

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

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

sulfur, chlorine, and bromine

Từ pic ion phân tử có các thông tin:

VD: dự đoán công thức từ khối phổ

m/z Molecular ion Relative abundance Conclusions

M - C 8 - Cl = 157 - (8 x 12) - 35 = 26 (O, N, và H)

Oxygen Nitrogen 26 - O - N = H Công thức

0 1* 26 - 0 - 14 = 12 C8H12 Hợp lý ClN

*Nitrogen rule!

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 đoán 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