一.气相色谱分析法概述
气液试样实在多,气相色谱把样测,
分析灵敏响应快,常量分析全包括。
内标外标归一法,检测热导氢焰化,
微机处理色谱图,定量结果准度大。
二.气相色谱仪
气相色谱仪器多,型号性能各有别,
分析特性有异同,分离分析有特色。
载气系统稳操作,携带样气去检测,
压力流速勿波动,稳压稳流靠调节。
柱分系统分类多,填充ë细全包括,
分离试样全靠它,选择液载要正确。
进样系统严操作,定量进样需准确,
气体采用进样阀,液体微量用注射。
检测系统最明确,种类型号也很多,
热导氢焰离子化,电子捕俘双焰火。
检测信号需琢磨,各个组分细甄别,
响应快速能分辨,一一对应勿出错。
放大记¼有把握,谱图精细准轮廓,
色谱峰大含量高,微机定量更准确。
三.利用气相色谱分析法定性和定量
气相色谱分析法,试样定性较发杂,
操作相同峰一致,纯物对照判断它。
气质联用好办法,色谱红外能简化,
试样组分可判定,定性数据能表达。
气相色谱分析法,试样定量不发杂,
谱峰面积知多少,总量相比求得它。
定量测定常规法,内标外标归一化,
测定一种内外标,全部出峰归一化。
四.归一化法
归一化法来定量,出峰不全不适当,
全部组分看做一,百分之百来计量。
质量分数即含量,谱峰面积先测量,
校正因子查表得,代入公式得含量。
五.内标法
定量可用内标法,分析简便不复杂,
出峰组分不完全,计算仍然要方法。
内标物质物含杂,称量不准出误差,
谱峰面积测准确,质量分数准度大。
六.外标法
定量可用外标法,操作条件较复杂,
平行测定要保证,标准试剂用量大。
固定称量熟练化,称量不准出误差,
偶尔测定公式算,常规工作曲线查。
常见有机化合物的质谱:
1. 饱和脂肪烃
a.直链烃
直链烃显示弱的分子离子峰,
◆ 有m/z :M-29,29,43,57,71,…CnH2n+1系列峰(σ—断裂)
◆ 伴有m/z :27,41,55,69,…… CnH2n-1系列较弱峰
b. 支链烃
◆分子离子峰丰度降低
c. 环烷烃
◆ 分子离子峰强度增加,会出现m/z=41,55,56,69等系列碎片离子峰。
◆ 烷基取代的环烷烃易丢失烷基,优先失去最大基团,正电荷保留在环上。
2. 烯烃
容易发生烯丙基断裂,
产生一系列27,41,55,69,…CnH2n-1峰,41常是基峰
3. 芳烃
分子离子峰强,易发生Cα-Cβ键的裂解,生成的苄基m/z91是基峰。正构烷基取代链越长,m/z91丰度越大。
若基峰比91大14n,表明苯环α碳上另有烷基取代。
会出现39,51,65,77,91,105,119,…等一系列峰。
侧链含γ-H的会产生重排离子峰,m/z=92
4. 醇和酚
醇的分子离子峰往往观察不到,M-H有时可以观察到
饱和醇羟基的Cα-Cβ键易发生断裂,产生(31+14n)特征系列离子峰,伯醇的m/z31较强。
开链伯醇还可能发生麦氏重排,同时脱水和脱烯(M-18-28)。
酚的分子离子峰较强,出现(M-28)(-CO),(M-29)(-CHO)峰。
5. 醛、酮
直链醛、酮显示有CnH2n+1CO为通式的特征离子系列峰,如m/z 29、43、57 ……等 。
6. 羧酸
脂肪羧酸的分子离子峰很弱,m/z 60是丁酸以上α-碳原子上û有支链的脂肪羧酸最特征的离子峰,由麦氏重排裂解产生 ;
低级脂肪酸还常有M-17(失去OH)、M-18(失去H2O)、M-45(失去CO2H)的离子峰。
7. 酯
羧酸酯进行α-裂解所产生(M-R)或(M-OR)的离子常成为质谱图中的强峰(有时为基峰)。
常见氢谱化学λ移值范Χ:
醛氢9-10.5 ppm
芳环及苯环6-9.5 ppm
烯氢4.5-7.5 ppm
与氧原子相连的氢3.0-5.5ppm
与氮原子相连的氢2.0-3.5ppm
炔氢1.6-3.4 ppm
脂肪氢0-2.5 ppm
活泼氢:醇类0.5-5.5ppm
酚类4.0-12.0 ppm
酸类:9-13.0 ppm
氨活泼氢:酰胺5-8.5ppm
芳香氨 3.0-5.0ppm
脂肪氨0.6-3.5 ppm。
碳谱三大区:
◆ 高δ值区δ>165 ppm,属于羰基和叠烯区:a.分子结构中,如存在叠峰,除叠烯中有高δ值信号峰外,叠烯两端碳在双键区域还应有信号峰,两种峰同时存在才说明叠烯存在;b.δ>190 ppm的信号,只能属于醛、酮类化合物;c.160-180 ppm的信号峰,则归属于酸、酯、酸酐等类化合物的羰基。
◆ 中δ值区δ 90-160 ppm(一般情况δ为100-150ppm)烯、芳环、除叠烯中央碳原子外的其他SP2杂化碳原子、碳氮三键碳原子都在这个区域出峰。
◆ 低δ值区δ<100 ppm,主要脂肪链碳原子区:a.与单个氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值一般处于55-95 ppm,不与氧、氮、氟等杂原子相连的饱和的δ值小于55 ppm;b.炔碳原子δ值在70-100ppm,这是不饱和碳原子的特例。
常见有机化合物的紫外吸收光谱
1. 饱和烃
饱和单键碳氢化合物只有σ电子,因而只能产生σ→σ*跃迁。由于σ电子最不容易激发,需要吸收很大的能量,才能产生σ→σ*跃迁,因而这类化合物在200nm以上无吸收。所以它们在紫外光谱分析中常用作溶剂使用,如正已烷、环乙烷、庚烷等。
2.不饱和脂肪烃
◆ 含孤立不饱和键的烃类化合物。具有孤立双键或三键的烯烃或炔烃,它们都产生π→π*跃迁,但多数在200nm以上无吸收。如已烯吸收峰在171nm,乙炔吸收峰在173nm,丁烯在178nm。若烯分子中氢被助色团如-OH、-NH2、-Cl等取代时,吸收峰发生红移,吸收强度也有所增加。
◆ 含共轭体系的不饱和烃。具有共轭双键的化合物,相间的π键相互作用生成大π键,由于大π键各能级之间的距离较近,电子易被激发,所以产生了K吸收带,其吸收峰一般在217~280nm。K吸收带的波长及长度与共轭体系的长短、λ置、取代基种类等有关,共轭双键越多,波长越长,甚至出现颜色。因此可据此判断共轭体系的存在情况。
◆ 芳香化合物。苯的紫外吸收光谱是由π→π*跃迁组成的三个谱带,即E1、E2、具有精细结构的B吸收带。当苯环上引入取代苯时,E2吸收带和B吸收带一般产生红移且强度加强。稠环芳烃母体吸收带的最大吸收波长大于苯,这是由于它有两个或两个以上共轭的苯环,苯环数目越多,λmax越大。例如苯(255nm)和萘(275nm)均为无色,而并四苯为橙色,吸收峰波长在460nm。并五苯为紫色,吸收峰波长为580nm。
◆ 杂环化合物。在杂环化合物中,只有不饱和的杂环化合物在近紫外区才有吸收。以O、S或NH取代环戊二烯的CH2的五元不饱和杂环化合物,如呋喃、噻吩和吡咯等,既有π→π*跃迁引起的吸收谱带,又有n→π*跃迁引起的谱带。