氮雜環(huán)類化合物在電噴霧質(zhì)譜中的裂解機(jī)理研究.pdf

1、質(zhì)子化是電噴霧電離的主要途徑，質(zhì)子化離子的碎裂反應(yīng)是電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜(ESI-MSn)應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)。因此，關(guān)于質(zhì)子化離子裂解反應(yīng)的機(jī)理研究與規(guī)律總結(jié)一直十分重要。本論文采用電噴霧串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合量子化學(xué)理論計(jì)算，考察N雜環(huán)類化合物的氣相離子化學(xué)行為，總結(jié)其裂解規(guī)律。其主要內(nèi)容包括以下兩部分：
　　 1.質(zhì)子化含脯氨酸三肽的產(chǎn)物離子在電噴霧質(zhì)譜中的裂解機(jī)理研究
　　 研究了質(zhì)子化脯氨酸三肽(甘氨酰脯氨酰甘氨酸、脯

2、氨酰甘氨酰甘氨酸和脯氨酰脯氨酰甘氨酸)的主要產(chǎn)物離子在電噴霧質(zhì)譜中的解離機(jī)理，主要討論了a2離子的形成和裂解過(guò)程。密度泛函理論計(jì)算表明a2離子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在能量上比其線性結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，這與近年文獻(xiàn)結(jié)果相一致。三肽結(jié)構(gòu)中的脯氨酸對(duì)b2離子產(chǎn)生a2離子的解離反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)勢(shì)能分布有較大影響，脯氨酸可以大大穩(wěn)定離子結(jié)構(gòu)使之能量降低。GPG和PPG的a2離子的裂解產(chǎn)生了a1離子和內(nèi)亞胺離子兩種產(chǎn)物離子，相比之下PGG的a2離子只裂解產(chǎn)生a1離子。

3、其機(jī)理推測(cè)是GPG和PPG的a2離子經(jīng)碰撞活化丟失一分子CO后形成的離子/中性復(fù)合物INC A，一方面可以直接分裂生成a1離子，另一方面也可以經(jīng)由質(zhì)子橋連復(fù)合物介導(dǎo)的分子內(nèi)質(zhì)子遷移形成INC B，INC B再裂解產(chǎn)生內(nèi)亞胺離子RCH=NH2+，而PGG中則不發(fā)生質(zhì)子遷移因而沒(méi)有內(nèi)亞胺產(chǎn)物離子。此復(fù)合物內(nèi)的質(zhì)子遷移反應(yīng)取決于三肽氮端和中間的氨基酸中亞胺部分的質(zhì)子親和勢(shì)。
　　 2.N-(2-吡啶甲基)-吲哚在電噴霧質(zhì)譜中的氣相裂解

4、反應(yīng)研究
　　 N-(2-吡啶甲基)-吲哚化合物是一類重要的藥物分子，其衍生物已用作新型的前列腺素受體拮抗劑及組蛋白脫乙酰酶抑制劑等。該化合物的外加質(zhì)子可以在分子中多個(gè)位點(diǎn)之間流動(dòng)，且可以與分子內(nèi)氫發(fā)生氫交換反應(yīng)。DFT計(jì)算結(jié)果表明吡啶氮是目標(biāo)化合物在氣相狀態(tài)下的最有利的質(zhì)子化位點(diǎn)，質(zhì)子由初始化位點(diǎn)可以經(jīng)過(guò)一系列質(zhì)子遷移到多個(gè)“解離的質(zhì)子化位點(diǎn)”，如吲哚氮、吡啶C2等，從而引發(fā)裂解反應(yīng)。該化合物在電噴霧質(zhì)譜中的裂解反應(yīng)過(guò)程中存在

5、著以離子/中性復(fù)合物介導(dǎo)的質(zhì)子遷移反應(yīng)、單電子遷移反應(yīng)和發(fā)生在復(fù)合物離子部分的重排反應(yīng)。當(dāng)外加質(zhì)子經(jīng)過(guò)1，4-氫遷移轉(zhuǎn)移到吲哚氮上時(shí)引發(fā)N-C鍵斷裂形成[2-吡啶甲基陽(yáng)離子/吲哚]復(fù)合物，此復(fù)合物發(fā)生直接分裂和電子遷移反應(yīng)分別得到2-吡啶甲基陽(yáng)離子(m/z92)與吲哚自由基離子(m/z117)。另外，當(dāng)外加質(zhì)子經(jīng)過(guò)一系列質(zhì)子遷移轉(zhuǎn)移至吡啶C2位上時(shí)引發(fā)C-C鍵斷裂形成[1-吲哚甲基陽(yáng)離子/吡啶]復(fù)合物，該復(fù)合物直接分裂得到1-吲哚甲基陽(yáng)