仪器分析作业07参考答案(第十九章质谱法)华南理工大学仪器分析

01. 要鉴别N2+（m/z为28.006）和CO+（m/z为27.995）两个峰，质谱仪的分辨率至少是多少？在某质谱仪上测得一质谱峰中心位置为245 u，峰高5％处的峰宽为0.24 u，可否满足上述要求？ 解：Rneed

2. 下列哪种结构能够产生m/z=92的强峰？（写出相应的碎裂机制）

27.9952452545;R仪器1021Rneed无法满足要求

28.00627.9950.24A. B. C. D.

解：烷基取代的苯会因为发生苄基碎裂形成91的强而且特征的峰，而此题要求物质也能形成92的峰，这说明发生了rH过程，只有选项B的物质有能满足麦氏重排的条件，发生rH后再形成92的碎片离子，其他的只能形成91的峰，机理如下：

rH、Hm/z=92+

m/z=91+ 3. 在质谱图中出现m/z=97和m/z=111的强峰，试推测下列两化合物A、B哪一个更符合实验结果，为什么？

（A）（B）

解：烷烃只能发生碎裂，并优先在叉链处碎裂。根据分子离子峰与碎片离子的质量差值可知丢失的碎片分别为乙基和异丙基，因此化合物B更符合实验结果。

4. 某酯类化合物（M=116），质谱图上主要峰及相对强度如下：m/z=57（100%）, m/z=29（27%）, m/z=43（27%），试推断该化合物的可能结构。

解：116-32（两个氧）/14（CH2）=6分子式为C6H12O2；根据碎片峰推测其结构可能为CH3CH2COOCH2CH2CH3（也可能是其他合理结构），碎裂机制如下：

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《仪器分析》作业-7参考答案 第十九章 质谱法

+OC.OCH2CH2CH3iCH3CH2OCH3CH2C++m/z=29CH3CH2OCH3CH2COCH2CH2CH3

m/z=57.+iCH3CH2CH2+m/z=43

5. 已知化合物C18H14Cl2Br2，试求其M/M+2/M+4的峰强度。 解：M：12C1835Cl279Br2 1

M+2: 13C212C1635Cl279Br2

12C12C13C

1818

35Cl37Cl79Br 2 35Cl79Br81Br

18!20.0110.019 16!2!20.3250.65

20.981.96

对M+4峰强度影响很小，可忽略：

M+4：37Cl279Br2 1(0.325)2=0.106

35Cl81Br 22

1(0.98)2=0.96

20.32520.98=1.274（一个分子中需要同时出现1个37Cl

35Cl37Cl79Br81

和1个81Br，因此概率相乘不是相加） 综上：M/M+2/M+4=100:263:234

6. 某未知化合物的化学式为C4H8O，相关波谱图数据如下，试推断其结构，并对各波谱主要数据进行合理的解释。UV数据条件（浓度：100 mL 95%乙醇中含106 mg 吸收池：1 cm），NMR各种氢的积分比为（从高位移到低位移）2:3:3。

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《仪器分析》作业-7参考答案 第十九章 质谱法

解：4181；IR（1720）谱证明可能存在羰基；UV上290 nm左右弱的吸收峰2（ 20）亦证明化合物中存在n*跃迁（存在羰基）；根据IR（2800-3000，1460、1390）可证明物质中含有甲基和亚甲基（不过一般物质都含有这些基团，因此不算很重要的信息，除非是证明不存在这些基团）；根据NMR中的位移、积分及峰裂分情况，可以基本确定该

物质的结构如下： 可近一步从质谱图上主要碎片离子裂解过程的描述证明该结构的合理性（如下）：

OH3CCOH3CCOCH2CH3OCH2CH3COCCH2CH3m/z=57

CH3m/z=43

最后分别对照各种谱图，均无不合理现象，故该物质结构如上述推测的可能极大。

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H3CCCH2CH3iH2CCH3m/z=29《仪器分析》作业-7参考答案 第十九章 质谱法

7. 由以下光谱数据推断未知化和物的可能分子结构（简单提示：首先根据质谱图的低分辨数据推断分子式，然后由红外推断主要官能团，再由核磁数据推断可能结构，最后由质谱进行验证：写出标出质量数的碎片峰的碎裂机制）。

1HNMR

各种氢的积分比为3.75:1.15=1:6

解：已知M/M+1/M=2=100:7.8/0.5；7.8/1.1=7化合物约含7个C

7个C：对M+2的贡献为7!/5!/2!0.0110.011100=0.25<0.5含一个O，因此分子式为C7H2O，该与IR和NMR数据不符！

6个C：对M+2的贡献为6!/4!/2!0.0110.011100=0.18<0.5含一个O，因此分子式为C6H14O，=0，合理。

NMR：只存在两组峰，可见分子对称性较高，1.0为双峰6个氢，3.6为多重峰1个氢可推出对应的结构单元为：-OCH(CH3)2，进一步可知该分子为(CH3)2CH-OCH(CH3)2 IR：没有-OH的特征吸收该分子是醚的可能性很大（=0，不可能是酮，1130-1110 cm-1处带有裂分的吸收带是C-O-C的伸缩振动吸收）

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《仪器分析》作业-7参考答案 第十九章 质谱法

MS：87的峰（分子离子峰通过碎裂失去甲基）；45的基峰（87的峰经过4元环机制的转氢及i碎裂失去CH3-CH=CH2）；43的峰（分子离子峰通过i碎裂失去OCH(CH3)2）

8. 由以下光谱数据推断未知化和物的可能分子结构。

解：由题可知已知M/M+1/M=2=100:10/0.91；10/1.1=9.1化合物约含9个C

9个C：对M+2的贡献为9!/7!/2!0.0110.011100=0.44<0.91含2个O，因此分子式为C9H10O2，，=5，合理。（可类似的方式计算8和10个C时可能的分子式）

NMR：7.4，5个氢单取代苯；5.0，2个氢可能与O和苯环连接的CH2；2.0,3个氢与CO相连的CH3；综上结构可能为：C6H5CH2-O-COCH3

IR：1750 cm-1处的强峰说明存在羰基（移向较高波数，可能与电负性较强的基团相连）；>3000 cm-1及1650-1400 cm-1处的吸收峰证明存在苯环（如果熟悉可进一步证明是单取代苯）； MS：108的基峰（分子离子峰经四元环机制转氢后碎裂失去O=C=CH2）；91的峰（分子离子峰i碎裂失去OCOCH3）；43的峰（i碎裂失去COCH3）

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