随着质谱技术的不断发展,目前已被广泛地应用于有机化合物的气相反应机理研究。本论文结合串联质谱技术、氘代标记实验和理论计算方法研究了N-苯基二茂铁甲酰胺、苯甲酰二茂铁、N-苯基二茂铁亚胺这三类二茂铁衍生物在电喷雾质谱中的碰撞诱导解离机理。首先研究了N-苯基二茂铁甲酰胺衍生物的气相反应机理。研究结果表明,酰胺氧原子是最初的也是热力学最稳定的质子化位点,但只有当质子发生1,3-质子迁移分别转移到酰胺氮原子或二茂铁本位碳原子这两个解离位点时才能发生质子化离子的碎裂反应。对于质子化的N-苯基二茂铁甲酰胺,中性丢失苯胺和中性丢失异氰酸苯酯是主要的碎裂路径。理论计算结果显示这两条竞争的反应路径受质子迁移过程的过渡态能量控制。相应特征碎片的丰度受苯环上的取代基影响,含吸电子基团的化合物容易中性丢失对应的苯胺,而含供电子基团的化合物则倾向于中性丢失相应的异氰酸苯酯。其次,开展了苯甲酰二茂铁衍生物的气相质谱裂解反应研究。研究表明,该类化合物也发生了从羰基氧原子到二茂铁本位碳原子的质子迁移过程,随后正电荷诱导二茂环与羰基相连的碳-碳键的异裂,产生了[二茂铁／苯甲酰阳离子]离子／中性复合物。复合物内的两部分间发生电子转移,从而生成特征碎片二茂铁阳离子。通过理论计算证实了这一机理,并且二茂铁阳离子的强度与相应苯甲酰阳离子的电子亲和能有关。当苯甲酰阳离子的电子亲和能变高时,二茂铁阳离子的强度也随之增大,反之亦然。最后研究了N-苯基二茂铁亚胺衍生物的气相反应机理,发现外加质子在分子内发生了从热力学最稳定的亚胺氮原子到解离位点二茂环碳原子的一系列迁移反应,并与亚胺上的氢进行了交换。主要产物离子二茂铁阳离子和质子化二茂铁分别通过离子/中性复合物介导的电子转移和质子转移反应生成。二茂铁阳离子的强度与相应N-苯基亚胺阳离子的电子亲和能有关,而质子化二茂铁的丰度则取决于复合物内二茂铁和异氰基苯两部分质子亲和势的差值。通过氘代实验结合量子化学理论计算工具,对这些现象给出了合理的解释。