直链烷烃在质子转移反应质谱中的裂解规律研究

作者：孙运; 杨茹; 孙传强; 刘海培; 汪曣; 蒋学慧^*

来源：Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2019, 47(09): 1359-1367.

DOI：10.19756/j.issn.0253-3820.191221

• 质子转移
• 质子转移反应质谱
• 直链烷烃
• 碎片离子

通过自制的液体进样装置,利用质子转移反应质谱(Proton-transfer-reaction mass spectrometry,PTR-MS)对10种直链烷烃(C6～C15)的高纯标准品进行了检测。实验结果表明,直链烷烃在PTR-MS中与H3O+反应产生了碎片离子,其分布特征类似于电子轰击源(Electron ionization,EI)。质谱分析表明,主要裂解产物为一系列[CiH2i+1]+、[CiH2i-1]+和[CiH2i-3]+(i≥3)离子。实验中未观测到质子化离子[M+H]+,而[M-H]+离子和其它碎片离子的出现,表明直链烷烃的质子化离子形成后即发生脱氢或者直接裂解。研究还发现,碎片离子的相对丰度受E/N(E为电场强度,N为气体分子数密度)值的影响较大。在80～170 Td范围内,随着E/N值升高,质荷比较大的碎片离子的相对丰度率先降低,直至信号低于检出限而无法被检测;质荷比较小的碎片离子(如[C4H9]+(m/z 57)、[C3H7]+(m/z 43)等)的相对丰度呈现先升高后降低的趋势,而碎片离子[C3H5]+(m/z 41)的相对丰度一直呈上升趋势。实验结果表明,较大质荷比的碎片离子在高E/N值条件下会发生二次裂解,逐级生成质荷比更小的碎片离子。

• 单位
  电子工程学院; 天津大学