تحليل المركبات المتطايرة الحساسة والأكسدة عن طريق نظام الباردة مدخل والكترون تأثير الطيف الكتلي
Özet
ويعرض هذا الفيديو على بروتوكول لتحليل spectrometrical الشامل من المركبات الحساسة متقلبة والأكسدة باستخدام تأثير الإلكترون التأين. تقنية قدمت هي خاصة التي تهم الكيميائيين غير العضوية، والعمل مع organyls المعدنية، سلن، أو phosphanes التي يجب التعامل معها باستخدام الظروف الخاملة، مثل تقنية Schlenk.
Abstract
ويعرض هذا الفيديو على بروتوكول لتحليل spectrometrical الشامل من المركبات الحساسة متقلبة والأكسدة باستخدام تأثير الإلكترون التأين. لم يتحقق تحليل المركبات الحساسة متقلبة والأكسدة بواسطة مطياف الكتلة بسهولة، حيث أن كل الطرق الطيفي كتلة دولة من بين الفن وتتطلب واحد على الأقل خطوة إعداد العينات، على سبيل المثال، حل والتخفيف من الحليلة (التأين electrospray)، وشارك -crystallization الحليلة مع مركب المصفوفة (مصفوفة بمساعدة الليزر الامتزاز / التأين)، أو نقل العينات المعدة في مصدر التأين مطياف الكتلة، التي ستجرى تحت الظروف الجوية. هنا، يتم وصف استخدام نظام العينة المدخل الذي تمكن من تحليل organyls متقلبة المعدنية، سلن، وphosphanes باستخدام مطياف الكتلة الحقل القطاع مجهزة مصدر التأين تأثير الإلكترون. جميع خطوات إعداد العينات وإدخال عينة في مصدر ايون للمطياف الكتلة تتم إما تحت ظروف خالية من الهواء أو تحت فراغ، مما يتيح تحليل المركبات عرضة للأكسدة. تقنية قدمت هي خاصة التي تهم الكيميائيين غير العضوية، والعمل مع organyls المعدنية، سلن، أو phosphanes، والتي يجب التعامل معها باستخدام الظروف الخاملة، مثل تقنية Schlenk. يتم تقديم مبدأ العملية في هذا الفيديو.
Introduction
تحليل المركبات، مثل organyls المعدنية، سلن، أو phosphanes بواسطة مطياف الكتلة ليس ممكنا دائما. ومن المعروف أن العديد من هذه المركبات لتتحلل بسرعة عندما تكون في اتصال مع الهواء. وبالتالي فإن الخطوات الأكثر أهمية عند قياس أطياف الشامل هي إعداد عينة، ونقل الحليلة في مطياف وأيون الجيل الشامل في غياب الهواء. في هذا البروتوكول، ونحن تصف استراتيجية لتلبية هذه الاحتياجات وتقديم نظام مدخل، الأمر الذي يجعل من الممكن الحصول على أطياف الشامل للمركبات طيارة سابقا لا يتم تحليلها بواسطة مطياف الكتلة بسبب مناولة الصعب والتحلل السريع في ظل الظروف المحيطة. وبالتالي، وتحديد واضح للرواية أو organyls المعادن متقلبة القائمة، وسلن phosphanes، عرضة للأكسدة أو التحلل، ويمكن الآن أن يقوم بمساعدة مطياف الكتلة. هناك نوعان من المتطلبات التي يجب الوفاء بها من أجل تحليل المركبات التيهي عرضة للأكسدة أو التحلل: إعداد نموذج وتوليد الأيونات في ظل ظروف الخاملة. فرضية الماضي يمكن اجتمع بسهولة باستخدام مطياف الكتلة مع مصدر أيون تعمل تحت فراغ. هذا هو الحال مع معظم بمساعدة مصفوفة الليزر الامتزاز / التأين (MALDI) الطيف الكتلة ومع كل تأثير الإلكترون التأين (EI) الطيف كتلة 1،2. Electrospray التأين (ESI) غير متوافق بسهولة لتحليل المركبات عرضة للأكسدة أو التحلل، كما تأخذ عملية التأين في ظل الظروف المحيطة 3. ومع ذلك، بالنسبة لبعض المركبات التي تتفاعل مع الأكسجين ليس بقوة أو المياه، والتجفيف وnebulizing الغاز التي يتم تشغيلها من معظم مصادر ESI ما يكفي لتحليل الطيف الكتلي 4. هذا هو الحال بالنسبة لاستراتيجيات التأين مماثلة لESI، مثل درجات الحرارة المنخفضة ESI، وانخفاض درجات الحرارة في الغلاف الجوي التأين الضغط ودرجات الحرارة المنخفضة أيون الثانوي السائل SPECTR كتلة أيضاometry 5-7. في المقابل، وإعداد العينات ونقلها في مصدر ايون ظل ظروف الخاملة هو أكثر صعوبة بكثير. وقد يقترن كل من الأدوات MALDI وESI مع صناديق القفازات وذلك لتمكين إعداد العينات من المركبات عرضة للأكسدة و / أو التحلل في جو خامل 4،8. تم ربطه مطياف الكتلة إلى علبة القفازات إما مع شعري نقل (ESI) أو مباشرة تعلق على علبة القفازات (MALDI). ان اقتران لعلبة القفازات لمطياف الكتلة عبر شعري نقل يكون ممكنا أيضا باستخدام استراتيجية أخرى التأين – السائل الامتزاز الحقل حقن / التأين (LIFDI) – التي ورد تحليل المركبات الحساسة 9،10.
بالإضافة إلى ذلك، MALDI وLIFDI ليست مناسبة لتحليل مركبات شديدة التقلب. يتطلب MALDI وشارك في بلورة الحليلة مع مصفوفة ويتطلب LIFDI ترسب الحليلة على لEMItter من الحل. مع كل الاستراتيجيات التأين فمن المحتمل جدا أن الحليلة سوف تتبخر مع المذيب. على النقيض من الأدوات MALDI، EI الطيف الكتلة عادة ما تقدم عدة طرق لإدخال العينة في مصدر ايون: التحقيق مدخل مباشر (كميات صغيرة من المواد الصلبة والزيوت والشموع أو تترسب إلى بوتقة الألمنيوم التي يتم تقديمها باستخدام قضيب دفع) وهو مدخل الحاجز (للسوائل)، أو اقتران مع الكروماتوجرافي الغاز. مرة أخرى، على الأقل جزءا من نقل عينة يحدث في ظل الظروف المحيطة وصعب لأداء تحت جو خامل.
في عام 1960، تم تقديم نظام مدخل العينة التي تمكن من إدخال العينات تحت فراغ في مصدر ايون صك EI – على كل من الزجاج تسخين نظام مدخل (AGHIS) 11،12. هنا، كان يقع العينة داخل قطعة مختومة من الزجاج الشعرية، التي تم إدراجها في AGHIS. لاحقا، تم اخلاء AGHISوكان إناء زجاجي مع عينة مكسورة. ثم يسخن AGHIS لتتبخر العينة التي بلغت المصدر أيون لمطياف الكتلة EI عن طريق تسرب. عندما أعدت الزجاج الشعرية مع العينة داخل صندوق القفازات، ويمكن إدخال عينة في مطياف الكتلة دون أي اتصال للهواء. ومع ذلك، فإن AGHIS هو الجهاز الذي لا يتوفر تجاريا ويصعب تجميع حتى لورشة عمل نافخي الزجاج المهرة. يرجع ذلك إلى أبعاد كبيرة التبديل بين مدخل مباشر باستخدام قضيب الشد وAGHIS ليس على التوالي إلى الأمام.
لدينا في مختبر قياس الطيف الشامل، قمنا بتطوير نظام مدخل مماثل في أسلوب AGHIS. لكن، وكما أنه من غير الممكن لتسخين نظام مدخل، الحليلة أن تبدي تقلب معين من أجل إدخال مصدر أيون من مطياف الكتلة. تقلب الحليلة أن تكون كافية للسماح لنقل المجمع تحت فراغ في الشركة المصرية للاتصالات النيتروجين السائلmperature – إما عن طريق الغليان أو التسامي. يتكون نظام مدخل مصنوعة خصيصا من لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ، والذي المتمركزة على مدخل النظام المباشر، أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ مع صمام الإبرة، وشفة، التي قابل للاختبار أنبوب يحتوي على عينة يمكن تركيبها. تركيب نظام مدخل البارد لا يتطلب أي تعديلات على مطياف الكتلة (Autospec X، مولدات كهربائية، والآن شركة المياه، مانشستر، المملكة المتحدة) – التبديل بين نظام مدخل بارد ومدخل مباشر باستخدام يمكن القيام بها بسهولة في غضون ثوان قضيب دفع.
النظام هو من عرض مدخل استخدام معين عندما organyls المعدنية، سلن، أو phosphanes، عرضة للأكسدة أو التحلل، لا بد من تحليلها. ويتم تحليل هذه المركبات عادة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي (NMR) الطيفي أو الأشعة تحت الحمراء (IR) الطيفي. للأسف، هذه الأساليب لا تسمح دائما لتحديد لا لبس فيه من مركب لأنها تسفر incompletه المعلومات، على سبيل المثال، عندما العناصر مثل الكلور أو البروم هي جزء من الجزيء. حيود الإلكترون الغاز من جهة أخرى قادرة على تقديم معلومات مفصلة عن الحليلة، ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تستغرق وقتا طويلا جدا، وإعداد العينات أمر صعب، ومجموعات قليلة فقط قادرون على إجراء هذه التحليلات 13،14. هنا، ونظام مدخل البارد لتحليل organyls المعدنية، سلن، أو phosphanes، عرضة للأكسدة أو التحلل بواسطة EI الطيف الكتلي هو من فائدة كبيرة ل (في) الكيمياء العضوية تمكن من تحديد واضح للمركبات جديدة من خلال تزويدهم المعلومات المتعلقة كتلة جزيء والأيونات شظية مميزة. الشرط الوحيد لقياس أطياف الشامل للمادة هو تقلب معين في خفض الضغط.
Protocol
Representative Results
Discussion
ويرد اكتساب أطياف الشامل من المركبات التي تتحلل تحت إجراءات إعداد العينات القياسية في هذا البروتوكول. تم تصميم هذه التقنية قدمت لتحليل organyls المعدنية، وسلن phosphane، والتي هي عرضة للأكسدة و / أو التحلل، مما يجعلها مثيرة للاهتمام خاصة بالنسبة الكيمياء اللاعضوية. من أجل ت?…
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
JS is indebted to Prof. B. Hoge of the Inorganic Chemistry department, Bielefeld University, for the idea of establishing the presented inlet system. The analyzed phosphane was a generous gift from Prof. B. Hoge. Sample preparation of the analyzed compound was performed by M. Wiesemann. Photographs of the phospane were taken by Dr. J. Bader. The mechanical workshop of the faculty of chemistry is acknowledged for the manufacturing of the interface and the glass workshop of the faculty of chemistry for the manufacturing of the lockable test tubes with flanges. Prof. B. Hoge and Prof. H. Gröger are acknowledged for funding of this publication.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Yorumlar |
| VG Autospec X | Micromass Co. UK Ltd (now Waters) | other EI mass spectrometers with direct inlet using a push rod should also be compatible with this technique | |
| Lockable test tubes with flange | – | – | costum made, teflon tap should be used for locking the test tube |
| Interface for lockable test tubes | – | – | costum made , interface is prepared from stainless steel. Needle valve has to be included into the interface-design! |
| Schlenk line | – | – | costum made, has to include vacuum pump for evacuation of thest tubes and cold trap with liquid nitrogen for trapping of the sample |
Referanslar
- Field, F. H., Franklin, J. L. . Electron Impact phenomena and the Properties of Gaseous Ions Revised Edition. , (1957).
- Schaeffer, O. A. An Improved Mass Spectrometer Ion Source. Rev. Sci. Instrum. 25, 660-662 (1954).
- Yamashita, M., Fenn, J. B. Electrospray Ion Source – Another Variation of the Free-Jet Theme. J. Phys. Chem. 88, 4451-4459 (1984).
- Lubben, A. T., McIndoe, J. S., Weller, A. S. Coupling an electrospray ionization mass spectrometer with a glovebox: A straightforward, powerful, and convenient combination for analysis of air-sensitive organometallics. Organometallics. 27, 3303-3306 (2008).
- Cooper, G. J. T., et al. Structural and Compositional Control in {M12} Cobalt and Nickel Coordination Clusters Detected Magnetochemically and with Cryospray Mass Spectrometry. Angewandte Chemie International Edition. 46, 1340-1344 (2007).
- Wang, W. S., Tseng, P. W., Chou, C. H., Shiea, J. Detection of reactive 1,2,3-hexatriene-5-one monomer by low-temperature atmospheric pressure ionization mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 12, 931-934 (1998).
- Wang, C. H., et al. Detection of a thermally unstable intermediate in the Wittig reaction using low-temperature liquid secondary ion and atmospheric pressure ionization mass spectrometry. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 9, 1168-1174 (1998).
- Eelman, M. D., Blacquiere, J. M., Moriarty, M. M., Fogg, D. E. Shining new light on an old problem: Retooling MALDI mass spectrometry for organotransition-metal catalysis. Angewandte Chemie-International Edition. 47, 303-306 (2008).
- Linden, H. B. Liquid injection field desorption ionization: a new tool for soft ionization of samples including air-sensitive catalysts and non-polar hydrocarbons. Eur. J. Mass Spectrom. 10, 459-468 (2004).
- Gross, J. H., et al. Liquid injection field desorption/ionization of reactive transition metal complexes. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 386, 52-58 (2006).
- Peterson, L. Mass Spectrometer All-Glass Heated Inlet. Analytical Chemistry. 34, 1850-1851 (1962).
- Stafford, C., Morgan, T. D., Brunfeldt, R. J. A mass spectrometer all-glass heated inlet. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics. 1, 87-92 (1968).
- Hayes, S. A., Berger, R. J. F., Mitzel, N. W., Bader, J., Hoge, B. Chlorobis(pentafluoroethyl)phosphane: Improved Synthesis and Molecular Structure in the Gas Phase. Chemistry-a European Journal. 17, 3968-3976 (2011).
- Zakharov, A. V., et al. Functionalized Bis(pentafluoroethyl)phosphanes: Improved Syntheses and Molecular Structures in the Gas Phase. European Journal of Inorganic Chemistry. , 3392-3404 (2013).
