为了更好的识别谱图上的峰,判定化合物,我们首先需要了解不同种类的有机物的开裂规律,碎片离子的开裂方式主要有简单开裂、重排开裂、复杂开裂等,下来我们先来研究下不同有机物简单开裂的规律。
简单开裂
一个键开裂、并脱去一个游离基,失去奇数个电子。简单开裂的规律性、特征性较强。
具体主要包括
σ键开裂:
当化合物不含杂原子,也没有π键时,发生σ键(常说的单键)开裂;
α键开裂:
带电荷的有机*能官**团与相连的α碳原子之间的键开裂
特点:
(1)所有含杂原子的化合物都有可能发生。当两个杂原子同时存在时,键开裂顺序:N>S>O>Cl,Br>H;
(2)分子中有杂原子,其两侧的烷基均可发生,大的基团优先脱去。
β键开裂:
与带电荷的有机*能官**团相连的α碳原子与β碳原子之间的开裂。
β开裂得到的正离子因与双键或杂原子共轭而稳定。
诱导裂解:
电负性很大的杂原子可将双原子转移到杂原子上,正电荷留在烷基上。
这次先说一下σ键开裂和α键开裂。
σ键开裂
(1)直链烷烃
形成15+14n的碎片离子峰系


(2)异构烷烃
以3,3-二甲基庚烷为例,发生128→113,128→99,128→71,根据稳定性知道71>99>113,之后再进一步断裂。


值得注意的是与正十二烷相比,3,3-二甲基庚烷没有85这一碎片离子。

对比相同碳数正异构化合物的质谱图,正构化合物的15+14n系列峰丰度依次递减,异构化合物则在异构位开裂的较小m/q处有较强丰度。

(3)带侧链的饱和环烷烃
以甲基环己烷为例,有98→83,98→70,98→56开裂。

α键开裂
脂肪族卤代烃及醛、酮、酯、C-X、C=X(X=O、S、N、卤素)都可以发生
(1)卤代烃C-X:
分为α位、β位及远处烷基位开裂。

如下图长链卤代烃除α位、β位开裂外,可以进行远处烷基开裂,形成五六元环状卤离子。其同位素峰也按照成比例的丰度存在。

(2)酮
开裂路径如下图所示,在羰基左右两边开裂

因此,酮的开裂主要有两个系列峰,
以辛酮-4为例,开裂过程如下图:有128→71→43,128→85→57开裂。

(3)酯类
以正丁酸甲酯为例,在羰基左右两边开裂。

(4)醛类
以苯甲醛为例,先脱去醛基的H再进行开裂,注意苯环的开裂方式

