第8章质谱法习题与答案.doc

结构分析示例
例8-1 甲基环己烷

图8-1 甲基环己烷的质谱图
各峰来源如下：

例8-2 环己烯

图8-2 环己烯的质谱图
各峰来源如下：

例8-3 正丁基苯

图8-3 正丁基苯的质谱图
各峰来源如下：

例8-4 对甲苯酚

图8-4 对甲苯酚的质谱图
各峰来源如下：

例8-5 乙基异丁基醚

图8-5 乙基异丁基醚的质谱图
各峰来源如下：

例8-6 正己醛

图8-6 正己醛的质谱图
各峰来源如下：

例8-7 4-壬酮

图8-7 4-壬酮的质谱
各峰来源如下：

例8-8 2-甲基丁酸

图8-8 2-甲基丁酸的质谱图
各峰来源如下：

例8-9 水杨酸正丁酯

图8-9 水杨酸正丁酯的质谱图
各峰来源如下：

例8-10 乙二胺

图8-10 乙二胺的质谱图
各峰来源如下：

习 题
一、简答题
1. 质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用分别是什么？
2. 质谱仪为什么需要高真空条件？
3. 试述几种常见的离子源的原理及优缺点。
4. 什么叫准分子离子峰？哪些离子源容易得到准分子离子？
5. 试比较几种常见的质量分析器的原理和特点。
6. 单聚焦磁质量分析器的基本原理是什么？它的主要缺点是什么？
7. 双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率?
8. 有一束含有不同m/z值的离子通过一个具有固定狭缝位置和恒定加速电压V的单聚焦磁质谱仪，磁场H由小到大扫描，首先通过出口狭缝而被检测的是m/z最小还是最大的离子？为什么？
9. 有一束含有不同m/z值的离子通过一个具有固定狭缝位置和恒定磁场H的单聚焦磁质谱仪，加速电压V由小到大扫描，首先通过出口狭缝而被检测的是m/z最小还是最大的离子？为什么？
10. 质谱仪的性能指标有哪些？
11. 在质谱图中，有哪几种离子峰？每种离子峰的作用是什么？
12. 什么是氮律？什么是偶电子规则？
13. 如何正确判断分子离子峰？
14. 在质谱图中，离子的稳定性与其相对丰度有何关系？
15. 什么是亚稳离子？亚稳离子峰具有哪些特点？
16. 试比较说明什么是简单裂解？简单裂解有哪几种裂解类型？
17. 重排裂解的共同特征是什么？常见的重排裂解有哪几种裂解类型？

18. 什么是麦氏重排？发生麦氏重排的条件是什么？
19. 化合物 为什么不能发生RDA反应？
20. 有哪些化合物会发生四员环过渡重排裂解？
二、填空题
1. 质谱仪的离子源种类很多，热稳定性好、挥发性强的样品主要采用__________离子源。适合于分子量大、难挥发或热稳定性差的样品的分析的是_________离子源。离子化过程中需要引进一种反应气体获得准分子离子的离子源是___________电离源。
2. 质谱图上出现质量数比相对分子质量大1或2个质量单位的峰，即M＋1和M＋2峰，其相对丰度符合___________，这些峰称为________ _ 峰。
3. 运用二项式的展开，可以推导出 。
4. 在MS中， OE母→ EE子，其裂解方式一般属于 ，丢掉的中性碎片是 ；EE母 →EE子，其裂解方式一般属于 ，丢掉的中性碎片是 。
5. 在MS中，当含有奇数氮时，如某母离子m/z=154，所含电子数必为 数，如裂解产生的子离子m/z=100，且仍含奇数氮，则丢掉的中性碎片是 ,一般属于 裂解。
6. 在MS中，若不含氮或含有偶数氮的碎片离子的质量为偶数，一定含有_____数电子。
7. 饱和脂肪烃化合物裂解规律与质谱特征是：①生成一系列m/z为_________碎片离子峰；②其中m/z =____或m/z =____峰最强；③分枝烷烃裂解时优先失去_________。
8. 烯烃化合物的裂解规律与质谱特征是①生成一系列m/z为___________碎片离子峰；②基峰的m/z通常为_____，是由 裂解产生的。③当有γH时，会发生 重排。
9. 芳烃化合物的裂解规律与质谱特征是①____________峰强；②在烷基单取代苯中，基峰为m/z = _ _， m/z91峰失去一分子乙炔而产生m/z_____的峰；③当烷基碳原子数等于或大于____时，会发生一个氢原子的重排，生成m/z____的峰。
10. 脂肪醇化合物的裂解规律与质谱特征是①分子离子峰_______；②醇易发生 断裂，生成一系列m/z为 离子峰，其中伯醇生成 峰；仲醇生成 峰；叔醇生成 峰；③当主碳链nc≥4时，由于失去一分子生成M－_____，并伴随失去一分子_________，生成M－_____峰；
11. 醚类化合物的裂解规律与质谱特征点是①脂肪醚化合物分子离子峰 ；②易发生i断裂（正电荷保留在氧原子上）形成一系列m/z为 ；③β裂解与四员环过渡重排形成一系列m/z为 碎片离子峰；④较长烷基链的醚还会发生 裂解和 裂解。
12. 醛类化合物的裂解规律与质谱特征是①分子离子峰 ；②α裂解，产生M－_____和M－____峰；③β裂解，产生M－_____峰；④在高级脂肪醛中，第一种麦氏重排产生m/z为 离子峰，第二种麦氏重排产生M－ 离子峰。⑤芳香醛易生成m/z为 离子峰。
13. 酮类化合物的裂解规律与质谱特征点是①分子离子峰　　　　；②易发生 重排和　　　裂解；③芳香酮有较强的分子离子，基峰为 。
14. 羧酸的裂解规律与质谱特征是：①分子离子峰较 ；②α裂解产生M－ 与m/z为 的峰。③ i—裂解，产生M－ 的峰。④麦氏重排，产生 的峰。当α—碳上有R基取代时产生 的一个峰。
15. 酯的裂解是：①酯的酸部分的麦氏重排，当酸的部分α—碳上无取代基时：甲醇酯的m/z ，乙醇酯m/z ，丙醇酯m/z ；②酯的醇部分的M+1麦氏重排所产生的碎片离子，乙酸酯m/z ，丙酸酯m/z ，丁酸酯m/z 。
16. 胺类化合物的β键断裂，产生m/z 含氮特征碎片峰；其中 m/z 30是 胺,仲胺m/z为 , 叔胺m/z为 。
三、单项选择题
1. 质谱图中强度最大的峰，规定其相对丰度为100%，这种峰称为（ ）。
A.分子离子峰 B.基峰 C.亚稳离子峰 D.准分子离子峰
2. 下列的哪种说法不正确的是（ ）。
A.分子离子峰的质量数一定符合“氮律”；
B.不符合“氮律”的峰，一定不是分子离子峰；
C.符合“氮律”的峰， 一定是分子离子峰；
D.发生麦氏重排所产生的离子峰也符合“氮律”。
3. 在通常的质谱条件下，不可能出现的碎片峰是（ ）。
A.M+2 B.M-2 C.M-8 D.M-18
4. 如果母离子质量和子离子质量分别为120和105质量单位，则亚稳离子m*的m/z是（ ）。
A.105 B.120 C.99.2 D.91.9
5. 在丁烷的质谱图中，M与M＋1的百分相对丰度是（ ）。
A.100:1.1 B. 100:2.2 C .100:3.3 D .100:4.4
6. 二溴乙烷质谱的分子离子峰M 与M+2、M+4 的相对丰度为（ ）。
A.1∶1∶1 B.2∶1∶1 C.1∶2∶1 D.1∶1∶2
7. 相对分子质量为134的某化合物，质谱图中主要有m/z分别为119，105和77的碎片离子峰，该化合物是（ ）。

8. 下列化合物中不能发生RDA重排的是（ ）。

A. B. C. D.
9. 下列化合物中，不能发生麦氏重排的是（ ）。

10. 在丁酮质谱中，m/z为29 的碎片离子来源于（ ）。
A. α-裂解 B. i-裂解 C.麦氏重排裂解 D. RDA反应
11. 某化合物分子式为C5H10O2，在质谱图上有如下主要离子峰，该化合物是（ ）。
m/z
71
59
43
31
相对丰度
55％
25％
100％
43％

A．丁酸甲酯 B．丙酸乙酯 C．乙酸丙酯 D．甲酸丁酯
12. 一种酯类（M=116），质谱图上在m/z57（100%），m/z29（27%）及m/z43（27%）处均有离子峰，初步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为 ( )。
A. (CH3)2CHCOOC2H5 B. CH3CH2COOCH2CH2CH3
C. CH3(CH2)3COOCH3 D. CH3COO(CH2)3CH3
13. 已知化合物的分子式为C9H10O2，根据下列的质谱数据，最可能的结构式是（ ）。
m/z
39
51
65
77
91
118
119
150(M)
相对丰度％
9
5
21
8
64
62
100
70

14．某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物不可能为(       )。

    A. 醚           B. 醇            C. 胺          D. 醚或醇
15.  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，其结构是（ ）。
A.          B. 　
16.  某化合物（M=138）的质谱图中呈现m/z 120的强离子峰，其结构是（ ）。
A.     B. 　
17.   某酯（M=150）的质谱图中呈现m/z 118的碎片峰，其结构是（ ）。

18．某化合物在质谱图上出现m/z 29,43,57等离子峰, IR图有如下吸收峰： 1460cm-1 ,1380cm-1 ,1720cm-1。则该化合物可能为（ ）。
A. 烷烃 B. 醛 C. 酮 D. 醛或酮
19．某化合物的质谱图上出现m/e 74的强峰，R光谱在3400～ 3200cm -1有一宽峰，1700～ 1750cm -1有一强峰，则该化合物可能是（   ）。
    A. R1－（CH2）3－COOCH3 B. R1－（CH2）4－COOH
    C. R1－CH2－CH2－CH(CH3)－COOH D. A或C
20.某化合物（M=102）质谱图上在m / z 87（30%）及m / z 45（80%）处显两个强峰，在m / z 102（2%）处显一弱峰，其结构是（ ）。

四、多项选择题
1. 在质谱中，常用的离子源有（ ）。
A. EI B. CI C. FAB D. MALDI E. TOF
2. 在质谱中，常用的质量分析器有（ ）。
A. 磁式单聚焦质量分析器 B. 电磁式双聚焦质量分析器 C. Q
D. MALDI E. TOF
3. 在质谱中，常见的离子峰有（ ）。
A. 分子离子峰 B. 碎片离子峰 C. 基峰 D. 同位素离子峰 E. 亚稳离子峰
4. 在质谱中，常见的重排裂解反应有（ ）。
A. McLafferty重排　 B. RDA重排 C. 四员环过渡态重排
D. 诱导裂解 E. 芳环的邻位效应
5. 在下列离子组成中，含有奇数电子的离子是（ ）。
A. C3H8 （m/z44） B. CH3CO（m/z43）   C. C6H5NO2（m/z123） D.  C6H5COOC2H5  （m/z 150） E. C4H8N (m/z 70)

6. 在下列离子组成中，含有偶数电子的离子是（ ）。
A. C2H9 （m/z29） B. CH3CH2CHCOOH（m/z87）   C. C3H6O2（m/z74） D. CH3CH=NH2  （m/z 44） E. C4H9N (m/z 71)
7. 当质谱图中已出现分子离子峰时，分子离子峰的辨认方法是（ ）。
A. 分子离子必须是一个奇数电子离子 B. 分子离子峰的质量应服从氮律
C. 分子离子峰与邻近碎片离子峰的质量差△m应该合理
D. 分子离子峰的m/z应为偶数 E. 分子离子峰的m/z应为奇数
8. 下列化合物中，能发生麦氏重排的是（ ）。
A. B. C.
D. E.
9．下列化合物中能产生m/z92强离子峰的结构是（ ）。
A. B. C. D.
E.
10．下列化合物中能发生RDA重排的是（ ）。
A. B. C. D.
E.
五、结构解析题
1. 某化合物C6H12的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断裂过程。

2. 某化合物C4H8O2的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断
裂过程。

3. 某化合物C5H12O的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断
裂过程。

4. 某未知物C8H16O的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的
断裂过程。

5. 某化合物C5H10O的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断裂过程。

6. 某化合物C5H13N的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断裂过程。

7. 某化合物C8H16O2的质谱图如下，试推断其结构。

8. 某化合物C6H12O的质谱图如下，试推断其结构。

9. 某化合物C6H14O的质谱图如下，试推断其结构。

10. 某化合物C6H14O的质谱图如下，试推断其结构。

第八章 习题答案
二、填空题
1. EI，FAB，CI
2. 天然丰度之比, 分子离子的重同位素峰
3. 分子离子的重同位素峰相对于分子离子峰百分相对丰度之比
4. 简单裂解，自由基；重排裂解，中性分子
5. 偶，中性分子，重排裂解
6. 奇数
7. ①29+14n；②43或57；③较大的烷基。
8. ①m/z 27＋14n（n＝0，1,2，…）；②41，β；③麦氏重排。
9. ①分子离子；②91(C7H7十)； 65；③3；92
10. ①很弱或不存在；②β，31+14n，31，45，59；③水，18，乙烯，46；
11. ①较弱；②29+14n的碎片离子峰；③31+14n；④1.4脱醇，诱导。
12. ①较强；②1，29；③43； ④44，44；⑤105。
13. ①较强；②麦氏，诱导；③
14. ①弱；②17，45；③45；④m/z60, m/z60+14n。
15. ①74，88，102；②61，75，89。
16. 答：30+ 14n；伯，44 +14n，58 +14n。
三、单项选择题
1.B，2.C，3.C，4.D，5.D，6.C，7.D，8.D，9.D，10.B，11.A，12.B，13.A，14.C，15.B，16.A，17.A，18.D，19.D，20A
四、多项选择题
1.ABCD，2.ABCD，3.ABDE，4.ABCE，5.ACD，6.ABD，7.ABC，8.CDE，9.DE，10.ABC
五、结构解析题
1. 2-甲基-戊烯-1
2. 丁酸
3. 戊醇
4. 3－甲基－庚酮－2
5. 正戊醛
6. N-乙基-丙胺