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      LC-MS解析基礎(chǔ)及常見問題剖析

       留在家里 2018-12-26

      LCMS是有機(jī)合成中重要的分析工具,解析LCMS譜圖也是一項(xiàng)基本技能。


      LCMS基本原理和特性

      1)LCMS的特性:是HPLC和MS的結(jié)合,有兩者的功能,有沒有兩者精確。
      2)流動(dòng)相方法:常見0-30,0-60,10-80,30-90四種方法,0,10,30都是指乙腈的含量,乙腈含量越大,流動(dòng)相極性越小,出峰越靠前。
      3)正離子源適用于堿性化合物:含氮化合物更容易粘附氫正離子,在正離子源中容易出分子離子峰。負(fù)離子源適合酸性化合物:酸性化合物更容易轟擊掉氫正離子,如酸,酚類化合物。


      看LCMS步驟

      1)先看MS部分, 看有沒有所要離子峰, 并且要看清楚該化合物是否有MS信號(hào), 是否掩蓋周圍的峰。

      2)再看HPLC部分, 看含量有多少, 并且要看清楚該化合物是否有強(qiáng)的HPLC信號(hào), 是否掩蓋周圍的峰。

      3) 兩者結(jié)合起來(lái)看, 推測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的程度和反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)。


      常見加合離子峰

      [M+Na]+ = [M+23]+ 加鈉離子;
      [M+K]+ = [M+39]+加鉀離子;
      [M+NH4]+ = [M+18]+加銨離子;
      [M +H +H2O]+ = [M+19]+加水;
      [M+X]+ 這里X 是指溶劑緩沖液中的陽(yáng)離子;
      [M+H+Solvent]+溶劑加合峰,如[M+H+CH3CN]+ = [M+42 ]+ 是CH3CN加合離子,[M+H+CH3OH]+ = [M+33 ]+ 是CH3OH加合離子;
      減峰:M-56(脫叔丁基)和M-100(脫Boc),M-16(脫NH3)和M-17(脫水)以及M+2/2(比較常見),其他少見。


      同位素峰  


      特別注意精確分子量和摩爾分子量的區(qū)別



      常見氯和溴同位素的表現(xiàn): 一個(gè)氯峰高比M+2/M=1:3;一個(gè)溴為峰高比M+2/M=1:1;多個(gè)同位素的表現(xiàn)可以用Chemdraw精確模擬。



      注意事項(xiàng)

      1.在LCMS報(bào)告中, MS響應(yīng)強(qiáng)的組分有可能掩蓋MS響應(yīng)弱的組分,可通過提取離子流或扣除背景等方式進(jìn)行判斷,LCMS報(bào)告必須將LC和MS兩部分結(jié)合,相互佐證。

      2.在不使用TLC,直接使用LCMS監(jiān)測(cè)反應(yīng)時(shí),必須結(jié)合其他手段(如:NMR)進(jìn)行輔助檢測(cè)。特別提示:監(jiān)測(cè)反應(yīng),不能僅僅依賴于LCMS,而不點(diǎn)TLC板。監(jiān)測(cè)反應(yīng)的手段,以TLC的使用最為重要,直接、快捷、并為后續(xù)的分離純化提供大量信息。


      常用溶劑在LCMS中的信號(hào)響應(yīng)


      常見現(xiàn)象和解釋

      1.M+和(M+1)+的問題:從理論上來(lái)講,ESI在正模式下只會(huì)出現(xiàn)加合離子(M+H、M+Na等),APCI和APPI可能出現(xiàn)M+離子,但在實(shí)際工作中(LC-MS),可能會(huì)遇到M+離子,如果化合物是沒有問題的,而M+則是在質(zhì)譜過程中產(chǎn)生的。這類化合物的特點(diǎn)就是在結(jié)構(gòu)中含有橋環(huán),且在橋環(huán)中含有帶一個(gè)H的氮。私下里覺得是在電場(chǎng)作用下,橋環(huán)中的氮中性丟失質(zhì)子(H)所產(chǎn)生的,而M+為(M-H+1)+。

      2.M+Na的問題:對(duì)于一些樣品,只有M+Ma,而幾乎沒有M+1。該類化合物的特點(diǎn)是:化合物結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)O 和(或)S 原子。 色譜純的乙腈質(zhì)量上是沒的說的,但是,色譜純的溶劑中仍然含有痕量的堿金屬離子。即使在樣品處理中沒有引入堿金屬離子的鹽,溶劑中存在的痕量堿金屬離子會(huì)使質(zhì)譜上會(huì)出現(xiàn)加堿金屬離子的加合離子,這就是在質(zhì)譜上會(huì)出現(xiàn)M+Na的原因;由于在化合物中O、S  原子還有未配對(duì)的孤對(duì)電子,而Na離子有沒有電子的空軌道,所以O、S  特別容易捕獲Na離子而形成帶電粒子, 當(dāng)樣品含有多個(gè)O、S 的時(shí)候,形成M+Na 峰的幾率增加,M+H峰的比例逐漸減少甚至消失。

      3.2M 峰和雙電荷離子:一般樣品是出M+1(或23),隨著樣品濃度的增加,2M+1(或23)豐度隨之增加,這主要是樣品濃度增高時(shí),ESI噴霧中樣品濃度增大,在 后面的庫(kù)侖爆炸和進(jìn)一步的去溶劑化過程中,最后兩個(gè)分子和一個(gè)電荷在一起的概率增大造成的。

      對(duì)于雙電荷離子,主要是分子結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)質(zhì)子化位點(diǎn),最后兩個(gè)位點(diǎn)都帶了一個(gè)電荷,最后形成了雙電荷離子。在ESI時(shí),噴針和儀器組成了一個(gè)原電池, 流動(dòng)相和噴針表面發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,使得噴出來(lái)的霧滴帶電荷,而在噴霧過程的逆流N2的作用下,帶電液滴發(fā)生一級(jí)一級(jí)的庫(kù)侖爆炸(大部分液滴以廢液和氣態(tài) 被除去),在最后的去溶劑化后就形成了被檢測(cè)離子。所以樣品只有帶電,同時(shí) 在庫(kù)侖爆炸中優(yōu)先激發(fā)出來(lái),才能形成檢測(cè)離子。這主要是考慮的溶劑化學(xué)的影 響,而且基質(zhì)的存在很可能會(huì)抑止樣品的離子化(基質(zhì)效應(yīng))。而APCI的流動(dòng) 相在噴霧后,流動(dòng)相被吹干后,樣品分子通過電暈放電針來(lái)帶電荷(另外,還可 能發(fā)生電荷交換)。電暈放電針的參數(shù)對(duì)樣品電離有影響,而基質(zhì)效應(yīng)影響很小。

      4.弱極性樣品離子化問題:極性偏低建議采用APCI(大氣壓化學(xué)電離)或APPI(大氣壓光致電離)源。 一般酸性化合物流動(dòng)相中加鹽:如甲酸銨、乙酸銨,或堿(氨水)來(lái)增強(qiáng)化合物酸,以增強(qiáng)化合物的離子化,一般用正離子方式檢測(cè)。


      文章來(lái)源:有機(jī)人名反應(yīng)

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