质谱的应用--在有机化学工业及研究中的应用

　　⑴有机合成原料及产品的杂质分析

　　重要的有机化工产品约有数百种，其中有些产量很大，达到数万到数十万吨，在国民经中十分重要。但在质量控制和工艺改进方面还有许多待解决的问题，下面是几个质谱在这方面应用的例子。

　　例一，工业甲醇在我国采用单醇、联醇生产工艺，使用水煤气、天然气、松油等不同原料，所以各厂产品中的杂质品种及含量多有不同。由于杂质成分不明确，给工艺改进、质量提高带来困难。采用色-质谱联用方法，找出了24个化合物，为制订分析标准等工作，提供了依据。

　　例二，丙烯聚合工序中循环使用的溶剂已烷中的杂质，逐渐积累，严重影响催化剂的活性，为了寻找有害成分的变化情况，以便在工艺上采取最佳措施，对已烷进行全面的分析是必要的，但已烷中的组分十分复杂，毛细管色谱分离出80个组分，质谱可以区辩其中大部分化合物，再辅之以色谱保留指数和纯品校正等方法，基本上识别了循环使用后增多的组分化合物。色谱中未能检出的杂质，通过极性硅胶柱，以二甲亚砜为顶替剂，分离烃类。非烃部分，继续用色谱-质谱法分析，找出了其中的微量氧化物。

　　例三，正三十烷醇是近年来引人注目的植物生长素，对农作物有明显的增产效果，它的制备是以天然蜂蜡为原料的成品中伴有多种杂质。一般方法，无法进行分离和确认，场解吸质谱法，正是解决这一难题的理想技术。某工厂研制这种产品，但提不出纯度数据，因而无法投产，使用场解吸质谱技术，不但可以判断二十八醇、三十二醇这样的同系物杂质，而且还找出了各自的单烯、多烯醇的相对含量。产品中存在三十烯分子，经衍生化处理，质谱分析可以判断这杂质是来自原料还是来自加工过程，从而为工艺改进，提供指导性的意见。

　　⑵有机合成中间步骤的监测

　　多数有机合成过程，经历若干个反应步骤，每个步骤的产物，都有纯化和监控副反应的要求，质谱所具有的特性，能迅速地可靠地作出判断。

　　⑶有机反应机理研究中的应用

　　在化学电离质谱中，由于发生分子-离子型反应，除产生准分子离子外，还产生某些特征的碎片离子。研究发现，若干在溶液中进行的离子型反应，也能够在气相中进行。有目的地选择化学反应体，不但有利于结构分析，而且可以阐明反应机理。

　　⑷在聚合物分析研究中的应用

　　因为受到仪器的质量范围和样品汽化、电离各方面的限制、质谱在高分子化合物分析研究方面有难以克服的困难。但其用域仍是多方面的，其中有的还具有特别的优越性。

　　①裂解及裂解产物研究

　　分子量很大的高聚物，虽然不能直接挥发或解吸进行测定，但可以通过热裂解或光裂解的处理，对裂解产物进行处理，从而追溯有关聚合物的成分或结构，裂解-色谱-质谱联用技术(PYR-GC-MS),利于分离并检测复杂的裂解产物，目前，新的改性共聚物不断涌现，有的第二、三组分含量很低，PYR-GC-MS不仅有鉴定裂解产物的功能，而且灵敏度很高所需试样量少，是特别有吸引力的方法。

　　②低聚物的成分分子量测定

　　低聚物如表面活性剂、增稠剂、粘接剂等品种繁多，是重要的材料。质谱有条件研究分子量在5000以下材料。不仅可以判断其组成，而且可以测定其分子量及分子量分布。

　　③合成树脂添加剂的鉴定

　　合成树脂总是按照使用要求加入数量虽少但非常重要的助剂，如增塑剂，抗氧剂、紫外吸剂，阻燃剂、抗静电剂等，并且往往多种并用。一般鉴定步骤是：溶剂萃取-薄层或柱层色谱柱分离-分子光谱法鉴定。不但化费时间多，而且需要数十数百克样品。用场解吸质谱法，只需极少的萃物(不到1克样品)不经分离，直接测得混合组分分子量。由手册上检索出多种助剂。很少数分子量相同的助剂(如磷酸三苯酯与UV-531的分子量相同)，可以取得它们的电子轰击谱，或者和红外光谱并行测定，有助于得到正确的判断。