Galleria mappe mentale Metodi di ricerca strutturale-UV, IR, MS
Questa è una mappa mentale sui metodi di ricerca strutturale: UV, IR, MS I metodi UV, IR e MS comunemente utilizzati nei metodi di ricerca strutturale si riferiscono alla spettroscopia ultravioletta-visibile, alla spettroscopia infrarossa e alla spettrometria di massa. Questi metodi sono ampiamente utilizzati nei campi della chimica e della biologia per determinare la struttura, la composizione e le proprietà dei composti chimici.
Modificato alle 2024-01-16 20:23:36Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
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metodo di ricerca strutturale
Determinazione della purezza del composto
Forma cristallina: omogenea
Costanti fisiche e chimiche: punto di fusione, punto di ebollizione, indice di rifrazione, rotazione specifica
Cromatografia: TLC, PC, GC, HPLC
Principali procedure per la ricerca strutturale
Inferenza preliminare del tipo di struttura
Comportamento del processo nell'estrazione e separazione del colore, esperimento chimico qualitativo
Determinare la formula molecolare e calcolare il grado di insaturazione
Calcolo dell'insaturazione: analisi elementare; metodo del rapporto di abbondanza isotopica, HR-MS (spettrometria di massa ad alta risoluzione): FT-MS (spettrometro di massa a risonanza ciclotronica ionica in trasformata di Fourier), TOF-MS (spettrometria di massa a tempo di volo), Obitrap-MS
Determinazione della formula molecolare: CxHyOm(NH)n: Ω=x-y/2 1. Ad esempio, C8H13O2N3: C8H10O2(NH)3, Ω=8-10/2 1=4
Gruppi funzionali, frammenti strutturali, scheletro di base
Identificazione qualitativa dei gruppi funzionali
UV (determinare il sistema coniugato), IR (determinare il gruppo funzionale), NMR (determinare la struttura molecolare e la relativa configurazione), MS (determinare il peso molecolare e la formula molecolare e analizzare le strutture parziali in base alle caratteristiche del frammento)
Struttura planare, configurazione relativa, conformazione dominante
1D, 2D-NMR Degradazione chimica, preparazione derivati
Determinazione della configurazione assoluta
CD, ORD Diffrazione di raggi X sintesi chirale artificiale
Il processo di determinazione della struttura delle catene di zuccheri: Purezza - PM - Composizione dei monosaccaridi - Determinazione della configurazione assoluta dei monosaccaridi - Determinazione delle posizioni di connessione dei monosaccaridi - Determinazione della sequenza di connessione delle catene di zuccheri - Configurazione del legame glicoside, struttura dell'anello di ossigeno
Spettro UVUV
principio
Lo spettro di assorbimento causato dalla transizione dell'elettrone dallo stato fondamentale allo stato eccitato (π → π *, n → π *) nella regione della luce ultravioletta e visibile (200~700 nm)
effetto
Identificazione strutturale di composti contenenti doppi legami coniugati, gruppi carbonilici α,β-insaturi e composti aromatici
Caratteristiche specifiche dello spettro di assorbimento → Giudizio del tipo di scheletro, come: flavonoidi, cumarine e antrachinoni
Cambiamenti regolari negli spettri prima e dopo l'aggiunta di reagenti diagnostici → Inferenza di sostituenti, come flavonoidi e cumarine
Spettro infrarosso IR
principio
Spettro di assorbimento nella regione dell'infrarosso (4000~625 cm-1) causato dalla vibrazione del legame chimico
effetto
Area di frequenza caratteristica: 4000~1500 cm-1: determinare il tipo di gruppo funzionale Area dell'impronta digitale: 1500~600 cm-1: conformazione, configurazione, modello di sostituzione, ecc.
Spettrometria di massaMS
Caratteristiche di base
L'analisi MS accurata consente l'analisi delle formule molecolari I frammenti spettrali di massa delle caratteristiche delle impronte digitali possono essere caratterizzati mediante la tecnologia del database Tecnologia di ionizzazione controllata (MS/MS) per l'analisi strutturale di incognite Le informazioni sui picchi isotopici possono fornire informazioni sulla composizione elementare delle molecole La tecnologia con trattino può essere utilizzata per l'analisi delle miscele per migliorare l'efficienza del lavoro Fornire informazioni sui gruppi funzionali molecolari Limiti di rilevamento eccellenti
Classificazione
fonte di ioni
Gas: • EI (composti con positività strutturale più forte), CI (composti facilmente scindibili) • FAB, ESI, APCI (composti liposolubili) • FI, FD • MDLI
Rilevatore di qualità
• Quadrupolo • TOF • FT-MS
risoluzione
• 3 cifre decimali • >4 cifre decimali: alta risoluzione (HR-MS)
Sorgente ionica MS: classificata in base allo stato del campione durante la ionizzazione
Spettrometria di massa ad impatto elettronico EI
La sorgente ionica più utilizzata: -70eV, effetto di ionizzazione "rigido".
Vantaggi: • Struttura semplice, controllo della temperatura e facilità d'uso • L'intensità del flusso di elettroni può essere controllata con precisione • Piccola dispersione di energia: garantisce alta risoluzione e riproducibilità dello spettro di massa • Elevata efficienza di ionizzazione: garantisce un'elevata sensibilità • Può fornire le caratteristiche di "impronta digitale" del composto: la maggior parte degli spettri standard sono EI-MS • Correzione della qualità disponibile
Svantaggi: il picco degli ioni molecolari non è forte e il campione della sorgente EI deve essere vaporizzato: non adatto per sostanze ad alto peso molecolare e termicamente instabili
Dissociazione chimica CI
processi
I campioni di gas di reazione (CH4, isobutano, NH3) vengono miscelati in una determinata proporzione
bombardamento elettronico
Le molecole del gas reagente vengono prima ionizzate → ioni primari → ioni secondari
Reazione del campione ionico → (M 1) picco ionico quasi molecolare
Picco ionico quasi molecolare: possibile perdita di H2→ (M-1)
Classificazione: PCI (cationico), NCI (anionico, alta sensibilità)
Ionizzazione elettrospray ESI
Introduzione post-colonna
Diametro capillare 200 μM Metallo Tensione passante: positivo o negativo determina la modalità ionica
Ricarica atomizzata
Gas di atomizzazione: N2 Sotto l'azione del campo elettrico si formano goccioline di nebbia cariche
Evaporazione sotto vuoto
la superficie diventa più piccola Densità di carica superficiale↑
Esplosione di Coulomb
Raggiungere il limite di Rayleigh Esplosione di Coulomb Separazione del campione e delle gocce
APCI di ionizzazione chimica a pressione atmosferica
Gas di atomizzazione liquido → atomizzazione Tubo di riscaldamento → evaporazione Scarica → Molecole di solvente, ionizzazione delle molecole di gas reagente Molecole del campione gassoso Reazione ione gas reagente → ione molecolare
Confronto tra ESI-MS e APCI-MS
APCI-MS
Analizzare composti non polari e debolmente polari Vengono prodotti solo ioni con carica singola In grado di adattarsi all'eluizione con gradiente di flusso elevato e ai cambiamenti della soluzione ad alto/basso contenuto di acqua
ESI-MS
Adatto per l'analisi di composti polari Può generare ioni a carica multipla In grado di analizzare alcune macromolecole biologiche
Classificazione della MS: Rivelatore di massa
Analizzatore di massa quadrupolare
Gli ioni vengono focalizzati verso l'asse centrale dell'analizzatore mediante una forte focalizzazione nel campo del quadrupolo.
Possono ancora raggiungere solo gli ioni con m/z in un certo intervallo
Gli ioni rimanenti: l'ampiezza è troppo grande, collidono con l'elettrodo → si scaricano → vengono pompati via
Modificare tensione e frequenza
Rileva m/z diversi
Rilevatore del tempo di volo (TOF).
FT-MS
Caratteristiche
Risoluzione estremamente elevata Elevata sensibilità analitica Prezzo elevato e costi di manutenzione
Composizione della trappola ionica
Pozzo potenziale (asse z, rappresentato da T) Piastra di eccitazione (asse x, rappresentato da E) Piastra recettore (asse y, rappresentato da D)
processo di analisi della qualità
Movimento degli ioni prima dell'eccitazione
Influenzato dai doppi effetti del campo magnetico e del campo elettrico (T), movimento circolare regolare a doppia frequenza nel piano xy
eccitazione
Sotto l'eccitazione di un segnale a radiofrequenza a banda larga esterno alla piastra E, tutti gli ioni risuonano simultaneamente e si muovono lungo una traiettoria a spirale con un raggio gradualmente crescente e hanno la stessa fase. Questo raggio è solo proporzionale alla durata del segnale di eccitazione e non ha nulla a che fare con il rapporto massa-carica degli ioni, solo la frequenza di risonanza è diversa.
Rilevamento
Ritorno allo stato originale dallo stato eccitato e rilascio di energia: segnale FID