LC-MS是有機合成中重要的分析工具,解析LC-MS譜圖也是一項基本技能。
1)LCMS的特性:是HPLC和MS的結合,有兩者的功能,又沒有兩者精確。
2)流動相方法:常見0-30,0-60,10-80,30-90四種方法,0,10,30都是指乙腈的含量,乙腈含量越大,流動相極性越小,出峰越靠前。
3)正離子源適用于堿性化合物:含氮化合物更容易粘附氫正離子,在正離子源中容易出分子離子峰。負離子源適合酸性化合物:酸性化合物更容易轟擊掉氫正離子,如酸,酚類化合物。
看LCMS步驟
1)先看MS部分,看有沒有所要離子峰,并且要看清楚該化合物是否有MS信號,是否掩蓋周圍的峰。
2)再看HPLC部分,看含量有多少,并且要看清楚該化合物是否有強的HPLC信號,是否掩蓋周圍的峰。
3)兩者結合起來看,推測反應進行的程度和反應產生的雜質。
常見加合離子峰
1)正離子模式:
[M+Na]+ = [M+23]+加鈉離子;
[M+K]+ = [M+39]+加鉀離子;
[M+NH4]+ = [M+18]+加銨離子;
[M+H+H2O]+ = [M+19]+加水;
[M+X]+這里X是指溶劑緩沖液中的陽離子;如加硝酸根:[M+NO2]+ = [M+46]+
[M+H+Solvent]+溶劑加合峰,如[M+H+CH3CN]+= [M+42]+ 是CH3CN加合離子,[M+H+CH3OH]+ = [M+33]+是CH3OH加合離子;
2)負離子模式
[M-H]- = [M-1]-減氫負離子
[M+35Cl]- = [M+35]-加氯負離子
[M+37Cl]- = [M+37]-加氯同位素負離子
[M+HCOO]- = [M+45]-加甲酸根負離子
[M+CH3COO]- = [M+59]-加乙酸根負離子
[M+CF3COO]- = [M+113]-加三氟乙酸根負離子
減峰
M-56(脫叔丁基)和M-100(脫Boc),M-16(脫NH3)和M-17(脫水)以及M+2/2(比較常見),其他少見。
常見的離子片段
+ | 原因 |
M+14 | 在MS中,羧酸和甲醇成酯 |
M+18 | 加NH4 |
M+19 | 水合 |
M+23 | 加鈉離子 |
M+33 | 加甲醇 |
M+39 | 加鉀離子 |
M+41 | 加乙腈 |
M+64 | 加乙腈+鈉離子(常見于SHIMADZU) |
2M+1 | 二聚離子 |
2M+23 | 二聚加鈉離子 |
一系列相差42的峰 | 可能為石蠟油污染 |
一系列相差44的峰 | 可能為乙二醇污染 |
M-16 | 脫NH3 |
M-17 | 脫水 |
M-44 | 羧酸和Cbz中常見,重排后脫CO2 |
M-56 | Boc中常見,脫叔丁基 |
M-100 | Boc中常見,脫Boc |
(M+2)/2 | 在分子中有兩個叔氮,容易上兩個質子 |
- | 原因 |
M-1 | 基本離子 |
M+X+ | X是指溶劑或者緩沖體系中的陽離子 |
M+X- | X是指溶劑或者緩沖體系中的陰離子 |
[M-H+S]- | 溶劑加合離子 |
有機化合物常見元素同位素及其豐度
1H(100%),2H(0.016%);10B(19.8%),11B(80.2%);12C(100%),13C(1.08%);16O(100%),17O(0.04%),18O(0.20%);14N(100%),15N(0.37%);32S(100%),33S(0.80%),34S(4.60%);35Cl(100%),37Cl(32.5%);79Br(100%),81Br(98.0%)
常見氯和溴同位素的表現: 一個氯峰高比M+2/M=1:3;一個溴為峰高比M+2/M=1:1;多個同位素的表現可以用Chemdraw精確模擬。
注意事項
1. 在LCMS報告中,MS響應強的組分有可能掩蓋MS響應弱的組分,可通過提取離子流或扣除背景等方式進行判斷,LCMS報告必須將LC和MS兩部分結合,相互佐證。
2. 在不使用TLC,直接使用LCMS監測反應時,必須結合其他手段(如:NMR)進行輔助檢測。特別提示:監測反應,不能僅僅依賴于LCMS,而不點TLC板。監測反應的手段,以TLC的使用最為重要,直接、快捷、并為后續的分離純化提供大量信息。
常用溶劑在LCMS中的信號響應

常見現象和解釋
M+和[M+1]+的問題:從理論上來講,ESI在正模式下只會出現加合離子(M+H、M+Na等),APCI和APPI可能出現M+離子,但在實際工作中(LC-MS),可能會遇到M+離子,如果化合物是沒有問題的,而M+則是在質譜過程中產生的。這類化合物的特點就是在結構中含有橋環,且在橋環中含有帶一個H的氮。私下里覺得是在電場作用下,橋環中的氮中性丟失質子(H)所產生的,而M+為[M-H+1]+。
M+Na的問題:對于一些樣品,只有M+Ma,而幾乎沒有M+1。該類化合物的特點是:化合物結構中含有多個O和(或)S原子。色譜純的乙腈質量上是沒的說的,但是,色譜純的溶劑中仍然含有痕量的堿金屬離子。即使在樣品處理中沒有引入堿金屬離子的鹽,溶劑中存在的痕量堿金屬離子會使質譜上會出現加堿金屬離子的加合離子,這就是在質譜上會出現M+Na的原因;由于在化合物中O、S原子還有未配對的孤對電子,而Na離子存在無電子的空軌道,所以O、S特別容易捕獲Na離子而形成帶電粒子,當樣品含有多個O、S的時候,形成M+Na峰的幾率增加,M+H峰的比例逐漸減少甚至消失。
3. 2M峰和雙電荷離子:一般樣品是出M+1(或23),隨著樣品濃度的增加,2M+1(或23)豐度隨之增加,這主要是樣品濃度增高時,ESI噴霧中樣品濃度增大,在后面的庫侖爆炸和進一步的去溶劑化過程中,最后兩個分子和一個電荷在一起的概率增大造成的。對于雙電荷離子,主要是分子結構中有兩個質子化位點,最后兩個位點都帶了一個電荷,最后形成了雙電荷離子。在ESI時,噴針和儀器組成了一個原電池,流動相和噴針表面發生電荷轉移,使得噴出來的霧滴帶電荷,而在噴霧過程的逆流N2的作用下,帶電液滴發生一級一級的庫侖爆炸(大部分液滴以廢液和氣態被除去),在最后的去溶劑化后就形成了被檢測離子。所以樣品只有帶電,同時在庫侖爆炸中優先激發出來,才能形成檢測離子。這主要是考慮的溶劑化學的影響,而且基質的存在很可能會抑止樣品的離子化(基質效應)。而APCI的流動相在噴霧后,流動相被吹干后,樣品分子通過電暈放電針來帶電荷(另外,還可能發生電荷交換)。電暈放電針的參數對樣品電離有影響,而基質效應影響很小。
弱極性樣品離子化問題:極性偏低建議采用APCI(大氣壓化學電離)或APPI(大氣壓光致電離)源。一般酸性化合物流動相中加鹽:如甲酸銨、乙酸銨,或堿(氨水)來減弱化合物的酸性,以增強化合物的離子化,一般用正離子方式檢測。







