質譜的應用--在有機化學工業及研究中的應用

　　⑴有機合成原料及產品的雜質分析

　　重要的有機化工產品約有數百種，其中有些產量很大，達到數萬到數十萬噸，在國民經中十分重要。但在質量控制和工藝改進方面還有許多待解決的問題，下面是幾個質譜在這方面應用的例子。

　　例一，工業甲醇在我國采用單醇、聯醇生產工藝，使用水煤氣、天然氣、松油等不同原料，所以各廠產品中的雜質品種及含量多有不同。由于雜質成分不明確，給工藝改進、質量提高帶來困難。采用色-質譜聯用方法，找出了24個化合物，為制訂分析標準等工作，提供了依據。

　　例二，丙烯聚合工序中循環使用的溶劑已烷中的雜質，逐漸積累，嚴重影響催化劑的活性，為了尋找有害成分的變化情況，以便在工藝上采取最佳措施，對已烷進行全面的分析是必要的，但已烷中的組分十分復雜，毛細管色譜分離出80個組分，質譜可以區辯其中大部分化合物，再輔之以色譜保留指數和純品校正等方法，基本上識別了循環使用后增多的組分化合物。色譜中未能檢出的雜質，通過極性硅膠柱，以二甲亞砜為頂替劑，分離烴類。非烴部分，繼續用色譜-質譜法分析，找出了其中的微量氧化物。

　　例三，正三十烷醇是近年來引人注目的植物生長素，對農作物有明顯的增產效果，它的制備是以天然蜂蠟為原料的成品中伴有多種雜質。一般方法，無法進行分離和確認，場解吸質譜法，正是解決這一難題的理想技術。某工廠研制這種產品，但提不出純度數據，因而無法投產，使用場解吸質譜技術，不但可以判斷二十八醇、三十二醇這樣的同系物雜質，而且還找出了各自的單烯、多烯醇的相對含量。產品中存在三十烯分子，經衍生化處理，質譜分析可以判斷這雜質是來自原料還是來自加工過程，從而為工藝改進，提供指導性的意見。

　　⑵有機合成中間步驟的監測

　　多數有機合成過程，經歷若干個反應步驟，每個步驟的產物，都有純化和監控副反應的要求，質譜所具有的特性，能迅速地可靠地作出判斷。

　　⑶有機反應機理研究中的應用

　　在化學電離質譜中，由于發生分子-離子型反應，除產生準分子離子外，還產生某些特征的碎片離子。研究發現，若干在溶液中進行的離子型反應，也能夠在氣相中進行。有目的地選擇化學反應體，不但有利于結構分析，而且可以闡明反應機理。

　　⑷在聚合物分析研究中的應用

　　因為受到儀器的質量范圍和樣品汽化、電離各方面的限制、質譜在高分子化合物分析研究方面有難以克服的困難。但其用域仍是多方面的，其中有的還具有特別的優越性。

　　①裂解及裂解產物研究

　　分子量很大的高聚物，雖然不能直接揮發或解吸進行測定，但可以通過熱裂解或光裂解的處理，對裂解產物進行處理，從而追溯有關聚合物的成分或結構，裂解-色譜-質譜聯用技術(PYR-GC-MS),利于分離并檢測復雜的裂解產物，目前，新的改性共聚物不斷涌現，有的第二、三組分含量很低，PYR-GC-MS不僅有鑒定裂解產物的功能，而且靈敏度很高所需試樣量少，是特別有吸引力的方法。

　　②低聚物的成分分子量測定

　　低聚物如表面活性劑、增稠劑、粘接劑等品種繁多，是重要的材料。質譜有條件研究分子量在5000以下材料。不僅可以判斷其組成，而且可以測定其分子量及分子量分布。

　　③合成樹脂添加劑的鑒定

　　合成樹脂總是按照使用要求加入數量雖少但非常重要的助劑，如增塑劑，抗氧劑、紫外吸劑，阻燃劑、抗靜電劑等，并且往往多種并用。一般鑒定步驟是：溶劑萃取-薄層或柱層色譜柱分離-分子光譜法鑒定。不但化費時間多，而且需要數十數百克樣品。用場解吸質譜法，只需極少的萃物(不到1克樣品)不經分離，直接測得混合組分分子量。由手冊上檢索出多種助劑。很少數分子量相同的助劑(如磷酸三苯酯與UV-531的分子量相同)，可以取得它們的電子轟擊譜，或者和紅外光譜并行測定，有助于得到正確的判斷。