利用質譜，我們可以測定化合物的相對質量；並且，根據碎裂模式，我們還可以推斷出化合物的結構。在推斷時，請注意以下原則：
具有最高質荷比的峰，可能 (但不一定) 是分子離子峰。
利用質譜中的特徵峰，推斷因碎裂而生成的離子 (如所示)，從而推斷化合物的結構。無需詮釋所有的質譜峰。
兩個質譜峰之間的質荷比的差值，亦有助於我們推斷原分子中含有甚麼基團 (如所示)。例如，若某個質譜峰與分子離子峰之間的差值為 \(29\)，則它很可能是由分子離子失去 \({\small \bullet} \ce{CH2CH3}\) 而生成的，即這個分子中含有 \(\ce{-CH2CH3}\)。
| 離子 | \(m/z\) |
|---|---|
| \(\ce{CH3^+}\) | 15 |
| \(\ce{C2H5^+}\) | 29 |
| \(\ce{C3H7^+}\) | 43 |
| \(\ce{CH3CO^+}\) | 43 |
| \(\ce{C4H9^+}\) | 57 |
| \(\ce{CH3CH2CO^+}\) | 57 |
| \(\ce{C6H5^+}\) | 77 |
| \(\ce{C6H5CH2^+}\) | 91 |
| 質荷比之差 | 可能失去的 自由基 |
原分子中可能含有的基團 |
|---|---|---|
| 15 | \({\small \bullet} \ce{CH3}\) | \(\ce{-CH3}\) |
| 17 | \({\small \bullet} \ce{OH}\) | \(\ce{-OH}\) |
| 29 | \({\small \bullet} \ce{C2H5}\) | \(\ce{-C2H5}\) |
| 29 | \({\small \bullet} \ce{CHO}\) | \(\ce{-CHO}\) |
| 43 | \({\small \bullet} \ce{C3H7}\) | \(\ce{-C3H7}\) |
| 43 | \({\small \bullet} \ce{COCH3}\) | \(\ce{-COCH3}\) |
某化合物的分子式為 \(\ce{C9H10O}\)，它的質譜如下圖所示。
根據該化合物的質譜，回答下列問題。
該化合物可能的結構是甚麼？
在 \(m/z = 134\) 處的質譜峰是分子離子峰。
\(m/z = 91\) 質譜峰是芳香族化合物的特徵峰，它源自 \(\ce{C6H5CH2^{\small{+}}}\)。由此可知，該化合物中含有 \(\ce{C6H5CH2}\ce{-}\)。
\(m/z = 43\) 處出現基本峰。\(m/z = 43\) 的離子可能是 \(\ce{CH3CO^{\small{+}}}\) 或 \(\ce{C3H7^{\small{+}}}\)。由化合物的分子式 \(\ce{C9H10O}\) 可知，除 \(\ce{C6H5CH2}\ce{-}\) 以外的部分為 \(\ce{-C2H3O}\)。因此，\(m/z = 43\) 處的峰源自 \(\ce{CH3CO^{\small{+}}}\)。
因此，該化合物的結構可能是 \(\ce{C6H5CH2COCH3}\)。
某化合物的分子式為 \(\ce{C5H10O}\)，它的質譜如下圖所示。
根據該化合物的質譜，回答下列問題。
解答 \(a\)：在 \(m/z = 86\) 的質譜峰是分子離子峰。 \(m/z = 87\) 處的弱質譜峰，源自質量較大的同位素所組成的分子離子 \((\text{M}+1)^{\small{+}}\)。
分子離子失去甚麼基團會導致 \(m/z = 71\) 的質譜峰？
解答 \(b\)：\(m/z = 71\) 的質譜峰與分子離子峰之間的差值為 \(15\)，那麼，這個質譜峰可能是分子離子失去 \({\small \bullet} \ce{CH3}\) 而生成的，即這個分子中含有 \(\ce{-CH3}\)。
該化合物可能的結構是甚麼？
| \(\ce{CH3COCH(CH3)2}\) | \(\ce{CH3CH2COCH2CH3}\) |
| \(\ce{CH3COCH2CH3}\) | \(\ce{CH3COCH2CH2CH3}\) |
| \(\ce{(CH3)2CHCH2CHO}\) |
解答 \(c\)：我們可通過排除法，找出答案。
選項中的化合物均是醛或酮，醛或酮的分子離子中的羰基旁的化學鍵很容易斷裂，生成相應的碎片離子。
首先，該化合物的分子式為 \(\ce{C5H10O}\)，因此它不可能是 \(\ce{CH3COCH2CH3}\)。
其次，該化合物的質譜中並未出現質荷比為 \((\text{M}-1)^{\small{+}}\) 和 \((\text{M}-29)^{\small{+}}\) 等醛的特徵峰，因此它不是 \(\ce{(CH3)2CHCH2CHO}\)。
另外，若該化合物是 \(\ce{CH3CH2COCH2CH3}\)，它的質譜中應出現源自 \(\ce{CH3CH2^{\small{+}}}\) \((m/z = 29)\) 和 \(\ce{CH3CH2CO^{\small{+}}}\) \((m/z = 57)\) 的強質譜峰。因此該化合物亦不是 \(\ce{CH3CH2COCH2CH3}\)。
若該化合物是 \(\ce{CH3COCH(CH3)2}\)，它的分子離子可能碎裂生成 \(\ce{CH3CO^{\small{+}}}\) \((m/z = 43)\)、\(\ce{(CH3)2CH^{\small{+}}}\) \((m/z = 43)\) 和 \(\ce{(CH3)2CHCO^{\small{+}}}\) \((m/z = 71)\)。若該化合物是 \(\ce{CH3COCH2CH2CH3}\)，它的分子離子可能碎裂生成 \(\ce{CH3CO^{\small{+}}}\) \((m/z = 43)\)、\(\ce{CH3CH2CH2^{\small{+}}}\) \((m/z = 43)\) 和 \(\ce{CH3CH2CH2CO^{\small{+}}}\) \((m/z = 71)\)。兩者均符合題目要求。因此該化合物可能是 \(\ce{CH3COCH(CH3)2}\) 或 \(\ce{CH3COCH2CH2CH3}\)。