Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Podobné dokumenty
Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

INTERPRETACE HMOTNOSTNÍCH SPEKTER

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

No. 1 MW=106. No. 2 MW=156 [C 6 H 5 ] + [M-H] + M CHO [C 4 H 3 ] + 51 M+1

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Hmotnostní spektrometrie. Historie MS. Schéma MS

Základní principy interpretace spekter

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

Základní principy interpretace spekter

Hmotnostní spektrometrie - Mass Spectrometry (MS)

Dusíkové pravidlo. Počet dusíků m/z lichá m/z sudá 0, 2, 4,... (sudý) EE + OE +.

Dusíkové pravidlo. Počet dusíků m/z lichá m/z sudá 0, 2, 4,... (sudý) EE + OE +. 1, 3, 5,... (lichý) OE +. EE +

Základy interpretace hmotnostních spekter

Hmotnostní spektrometrie

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

Základy interpretace MS spekter získaných měkkými ionizačními technikami. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.

Základní principy interpretace hmotnostních spekter malých molekul

Iontové zdroje. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Indentifikace molekul a kvantitativní analýza pomocí MS

No. 1- určete MW, vysvětlení izotopů

LABORATOŘ OBORU I ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE (111) Použití GC-MS spektrometrie

4. Chemická ionizace. (E el = ev, p CH4 = Pa, p M = 0,05 0,1 Pa) => 0,1 % analytu)

1. Uríme, které ionty souvisí s analytem a které ne

Stručná historie hmotnostní spektrometrie. Analytická chemie II: Úvod do hmotnostní spektrometrie. Stručná historie hmotnostní spektrometrie.

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Klinická a farmaceutická analýza. Petr Kozlík Katedra analytické chemie

MENÍ A INTERPRETACE SPEKTER BIOMOLEKUL. Miloslav Šanda

Molekulární modelování a bioinformatika. Hmotnostní spektrometrie I

Moderní nástroje v analýze biomolekul

10. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Princip tandemové hmotnostní spektrometrie

Zdroje iont používané v hmotnostní spektrometrii. Miloslav Šanda

Spojení hmotové spektrometrie se separačními metodami

GC-MS aplikace v toxikologii

Hmotnostní spektrometrie (1)

Základní chemické pojmy

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Laboratoř ze speciální analýzy potravin II. Úloha 3 - Plynová chromatografie (GC-MS)

Hmotnostní spektrometrie

Vybranné interpretace měkkých MS a MS/MS spekter

Mass Spectrometry (MS) Lenka Veverková 2012

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

1. ročník Počet hodin

Hmotnostní spektrometrie

Pondělí 10. září 2007

Hmotnostní spektrometrie ve spojení se separačními metodami

Analytická technika HPLC-MS/MS a možnosti jejího využití v hygieně

Hmotnostní spektrometrie

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

Hmotnostní spektrometrie

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Úvod do studia organické chemie

Iontové zdroje II. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Iontové zdroje pracující za sníženého tlaku

DUM VY_52_INOVACE_12CH29

Hmotnostní spektrometrie

Repetitorium chemie VIII. (2014)

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Diagnostika bronchiálního. ho astmatu HPLC/MS analýzou. Kamila Syslová Ústav organické technologie

Ethery. dimethylether tetrahydrofuran. O R O R O R ortoester R 1 O R R 2 O R. acetal

Hmotnostně spektrometrické zobrazování malých molekul

Určení molekulové hmotnosti: ESI a nanoesi

Základy hmotnostní spektrometrie

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Iontové zdroje II. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Iontové zdroje pracující za sníženého tlaku

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

Hmotnostní spektrometrie v organické analýze

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

KLÍČOVÁ SLOVA. Hmotnostní spektrometrie Ionizace elektrosprejem Flavonoidy Antioxidanty

Typy vzorců v organické chemii

Organická chemie. názvosloví acyklických uhlovodíků

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

ATOM. atom prvku : jádro protony (p + ) a neutrony (n) obal elektrony (e - ) protonové číslo 8 nukleonové číslo 16 (8 protonů + 8 neutronů v jádře)

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Charakteristika Teorie kyselin a zásad. Příprava kyselin Vlastnosti + typické reakce. Významné kyseliny. Arrheniova teorie Teorie Brönsted-Lowryho

Náboj a hmotnost elektronu

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

Iontové zdroje I. Iontový zdroj. Data. Vzorek. Hmotnostní analyzátor. Zdroj vakua. Ionizace, vlastnosti iontových zdrojů, iontová optika

Oxidační číslo je rovno náboji, který by atom získal po p idělení všech vazebných elektronových párů atomům s větší elektronegativitou.

Základy hmotnostní spektrometrie

REAKCE: 1) ACIDOBAZICKÉ Acidum = kyselina Baze = zásada. Využití: V analytické kvantitativní chemii v odměrné analýze

Hmotnostní spektrometrie Mass spectrometry - MS

Názvosloví uhlovodíků

CH 2 = CH 2 ethen systematický název propen CH 2 = CH CH 3 but-1-en CH 2 = CH CH 2 CH 3 but-2-en CH 3 CH = CH CH 3 buta-1,3-dien CH 2 = CH CH = CH 2

Náboj a hmotnost elektronu

Úvod do hmotnostní spektrometrie

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT

13. Kolik molů vodíku vznikne reakcí jednoho molu zinku s kyselinou chlorovodíkovou?

DUSÍK NITROGENIUM 14,0067 3,1. Doplňte:

CHE NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY KVĚTNA Datum konání zkoušky: 1. května Max. možné skóre: 30 Počet řešitelů testu: 242

Vysokoúčinná kapalinová chromatografie Kvalitativní analýza

Hmotnostní spektrometrie (1)

Metody spektrální. Metody hmotnostní spektrometrie. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

O Minimální počet valencí potřebných ke spojení vícevazných atomů = (24 C + 3 O + 7 N 1) * 2 = 66 valencí

ANODA KATODA elektrolyt:

Organické látky. Organická geochemie a rozpuštěný organický uhlík

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Transkript:

Úvod do strukturní analýzy farmaceutických látek Garant předmětu: doc. Ing. Bohumil Dolenský, Ph.D. A28, linka 4110, dolenskb@vscht.cz Hmotnostní spektrometrie II. Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253

Hmotnostní spektrum Exact mass iontů Isotopové složení iontů Hmotnost fragmentů molekuly Fragmentace molekuly Sumární vzorec Původ studované látky Stupeň nenasycenosti Struktura molekuly

Nejběžnější ionizační techniky Electron Impact (EI) Vhodná pro malé těkavé stabilní látky do 1 kda; tvrdá ionizace poskytující značnou fragmentaci informace o struktuře vhodná pro strukturní analýzu. Chemical Ionization (CI) Vhodná pro malé těkavé látky do 1 kda; měkká ionizace obvykle poskytující pseudo-molekulový ion [M+H] + Electrospray (ESI) Vhodná pro netěkavé látky do 200 kda (peptidy, proteiny), měkká ionizace, často poskytující ionty mající více nábojů [M+nH] n+ Fast Atom Bombardment (FAB) Vhodná pro netěkavé látky do 6 kda (sacharidy, organokovy, peptidy), vyžaduje viskózní matrici, měkká ionizace, ale tvrdší než ESI nebo MALDI. Matrix Assisted Laser Desorption (MALDI) Vhodná pro netěkavé látky do 500 kda (peptidy, proteiny, nukleotidy), vyžaduje pevnou matrici, měkká ionizace. APCI, APPI,... a desítky dalších

Molekulový ion [M] +. 1. Ion s nejvyšším m/z ve spektru muže, ale nemusí být molekulový 2. Molekulový ion je vždy ion-radikál (při EI ionizaci) s lichým počtem elektronů 3. Z molekuly se odštěpují smysluplné fragmenty radikály m/z 15, 29, 43 (alkyl), 19 (F), 35 (Cl), 79 (Br), 31 (OCH 3 ), aj. nebo molekuly 18 (H 2 O), 20 (HF), 28 (CO nebo C 2 H 4 nebo N 2 ), 32 (CH 3 OH), 36 (HCl) aj. 4. Zakázané ztráty: m/z = 3 14, 21 25 neodpovídají žádné reálné fragmentaci molekulového iontu 5. Je vhodné využít ionizačních technik různé tvrdosti.

Dusíkové pravidlo Na rozdíl od běžných prvků (C, H, N, O, F, Si, P, S, Cl, Br, I) je dusík je trojvazný, ale jeho majoritní isotop ( 14 N) má sudou nominální hmotnost. Dle počtu dusíků v molekule pak tedy pozorujeme nominální hmotnosti M + iontu a) lichý počet dusíků = lichý M + a sudé fragmenty b) sudý počet nebo žádný dusík = sudý M + a liché fragmenty Pro případy pseudo-molekulových iontů [M+H] +, [M-H] -, [M+Na] +, [M+CH 3 CO 2 ] -, [M+NH 4 ] +,... je potřeba modifikace dusíkového pravidla zřejmá.

Využití isotopových iontů M+1 Odhad počtu uhlíků 1. Pokud intenzita m/z položena rovna 100, pak intenzita píku (m/z + 1) dělená 1,1 (tj. přirozeným zastoupením izotopu 13 C) dává odhad počtu uhlíků v iontu m/z. 2. Hodnota je přibližná (+/- 1 uhlík), je potřeba zvážit více možností. Hledání molekulového iontu Vypočtením přibližné hodnoty počtu uhlíků z dvojice M + a [M+1] + lze odhadnout molární hmotnost molekuly, která musí korespondovat s m/z posuzovaných iontů. Počet vodíků a halogenů nesmí být větší než 2C+2.

Využití isotopových iontů M+2 Odhad počtu M+2 prvků Nejprve Cl (32,0 %) a Br (97,3 %) Následně S (4,4 %) a Si (3,4 %) Kyslík obtížně (0,2 %) Zvážit možnost méně běžných prvků Neopomenout isotopy 13 C Příspěvek izotopů 13 C k intenzitě iontů M+1, M+2, M+3

Br 2 Cl ( 1,000 35 Cl + 0,320 37 Cl ) ( 1,000 79 Br + 0,973 81 Br ) ( 1,000 79 Br + 0,973 81 Br ) = 1,000 1,000 1,000 35 Cl 79 Br 79 Br + 0,320 1,000 1,000 37 Cl 79 Br 79 Br + 1,000 1,000 0,973 35 Cl 79 Br 81 Br + 1,000 0,973 1,000 35 Cl 81 Br 79 Br + 0,320 1,000 0,973 37 Cl 79 Br 81 Br + 0,320 0,973 1,000 37 Cl 81 Br 79 Br + 1,000 0,973 0,973 35 Cl 81 Br 81 Br + 0,320 0,973 0,973 37 Cl 81 Br 81 Br 1,000 44 2,266 100 1,569 69 0,303 13

Výpočet isotopového klastru

Hmotnostní spektrum Základní pík Molekulový ion M + 43 55 15 15 Isotopové píky [M+1] + C 4 H + 7 a/nebo C 2 H 3 O + 55 43 m/z = 98 O + C 5 H 7 O + CH 3 + a/nebo 83 15

Typická fragmentace nerozvětvených alkanů. m/z = 15 (methyl), 29 (ethyl), 43 (propyl), 57 (butyl). větvení ovlivní fragmentaci. více methylů M-15 ion (m/z = 71) je intenzivnější ztráta butylu (m/z = 57) téměř chybí dominantní je C 3 H 6 (m/z = 42) cyklický uhlovodík má stabilnější molekulový ion základní pík m/z=56 důsledkem ztráty ethenu alkenylové kationty m/z = 41 a 27 jsou intenzivnější ztráta CH 3 (m/z = 69) důsledkem přesmyku vodíku

Aromatické látky mají velmi stabilní molekulový pík; často vícenásobně nabitý.

alkylový řetězec m/z = 29 (27), 43 (41), 57 slabý molekulový ion, přítomnost M-H ztráta CO... m/z = 86-58 = 28 ztráta C 3 H 6... m/z = 86-42 = 44 Intenzivnější molekulový ion fragmentace u ketoskupiny C 3 H 7 COCH 3... m/z = 43 a 43 C 3 H 7 CO CH 3... m/z = 71 a 15 Intenzivnější molekulový ion fragmentace u ketoskupiny C 2 H 5 COC 2 H 5... m/z = 29 a 57

pro alkoholy typické m/z = 31 ztráta vody m/z = 88 18 = 70 ztráta ethenu m/z = 70 28 = 42 alpha-fragmentace C 2 H 5... m/z = 88 29 = 59 ztráta vody m/z = 59 18 = 41 silný molekulový pík silný M+2 u m/z = 92, 75 a 47 C 2 H 5 SC 2 H 5... m/z = 29 a 61 M - CH 3 m/z = 75 M - C 2 H 4 m/z = 62 62 - CH 3 m/z = 47

Ethery

slabý molekulární ion alpha-fragmentace m/z = 30 M - CH 2 NH 2 slabý molekulový ion alpha-fragmentace M - C 2 H 5 m/z = 58 ztráta amoniaku 58 - NH 3 m/z = 41 cyklická látka dává dobrý molekulový pík m/z = 85 alpha-fragmentace vodíku M-H m/z = 84 ztráta ethylu či ethenu m/z = 56 a 57 ztráta allylu M - C 3 H 5 m/z = 44

slabý molekulový pík alpha-fragmentace M - C 2 H 5 O m/z = 43 kuriosní ztráta vody m/z = 88-18 = 70 alpha-fragmentace CH 3 CO 2 C 2 H 5 m/z 15 a 73 slabé CH 3 a C 2 H 5 m/z = 15 a 29 Isomerní ester silnější molekulový pík alpha-fragmentace M - CH 3 O m/z = 57 stabilní molekulový pík m/z = 73 alpha-fragmentace M - HCO m/z = 44

U nižších karboxylových kyselin jsou dominantní píky: M - OH, tj. M - 17 a M - CO 2 H, tj. M - 45

Halogenderiváty

Common Small Ions Common Neutral Fragments m/z composition mass loss composition 15 Da CH 3 1 Da H 17 OH 15 CH 3 18 H 2 O 17 OH 19 H 3 O, F 18 H 2 O 26 C 2 H 2, CN 19 F 27 C 2 H 3 20 HF 28 C 2 H 4, CO, H 2 CN 27 C 2 H 3, HCN 29 C 2 H 5, CHO 28 C 2 H 4, CO 30 CH 2 NH 2 30 CH 2 O 31 CH 3 O 31 CH 3 O 33 SH, CH 2 F 32 CH 4 O, S 34 H 2 S 33 CH 3 + H 2 O, HS 35(37) Cl 33 H 2 S 36(38) HCl 35(37) Cl 39 C 3 H 3 36(38) HCl 41 C 3 H 5, C 2 H 3 N 42 C 3 H 6, C 2 H 2 O, C 2 H 4 N 42 C 3 H 6, C 2 H 2 O, C 2 H 4 N 43 C 3 H 7, CH 3 CO 43 C 3 H 7, CH 3 CO 44 CO 2 O, CONH 2 44 C 2 H 4 O 45 C 2 H 5 O 46 NO 2 55 C 4 H 7 56 C 4 H 8 57 C 4 H 9 57 C 4 H 9 59 C 2 H 3 O 2 60 CH 4 CO 2 60 C 2 H 4 O 2 79(81) Br 64 SO 2 80(82) HBr 79(81) Br 91 C 7 H 7 80(82) HBr 127 I 127 I 128 HI 128 HI

Collision induced dissociation (CDI) MS/MS, MS 2,... MS n Vhodné pro získání strukturních informací a studium fragmentačních cest Analyzátor 1 Kolizní část Analyzátor 2 Spektrum Výběr iontu ( prekurzoru ) Fragmentace iontu Separace iontů ( produktů ) MS/MS

8-methylheptadekan

pyren

ethylbenzen

1,2-dichlorbenzen

1,2-dibrombenzen

1-chlorethan

Molekulový ion Normalizace m/z 87 (100 %), 88 (46,9 %), 89 (3,1 %) 46,9/1,1 = 42,6 uhlíků 42*12 = 504, ale m/z je pouze 87 m/z 87 není molekulový pík Normalizace m/z 88 (100 %), 89 (6,7 %) 6,7/1,1 = 6,1 uhlíků III 5*12 = 60 (5,5 % M+1)... C 5 H 28 (DBE = -8), C 5 N 2 (DBE = 7), C 5 H 12 O (DBE = 0), 6*12 = 72 (6,6 % M+1)... C 6 H 16 (DBE = -1), C 6 O (DBE = 7) 7*12 = 84 (7,7 % M+1)... M + = 88 m/z

M + = 88 m/z 15 Fragmenty 17 OH 29 C 2 H 5, CHO 31 CH 2 OH 42 C 3 H 6, C 2 H 2 O 55 C 4 H 7 Ztráty 1 H 18 H 2 O 33 H 2 O a CH 3 46 CH 3 CH 2 OH 57 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 70 C 5 H 10

CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O H 28 59 57 31 87 1 15 73 43 45 71 17

4,4 % pro M+2 jedna síra... též má 0,8 % M+1 ( 5,1 0,8 ) / 1,1 = 3,9 uhlíků M + = 84 uhlíky ( 4 * 12 ) síra ( 1 * 32 ) = 4 vodíky DBE pro C 4 H 4 S = 3

žádné CH 3 ani C 2 H 5 cyklus