几类有机化合物的大气压电离气相裂解反应机理研究

摘要

本论文采用大气压电离质谱和理论计算方法，对三类有机化合物的气相质谱裂解机理进行了研究。
　　首先，研究了3-吡唑取代吲哚酮衍生物的质子化离子的质谱裂解机理。该类化合物的质子化离子碰撞诱导解离，产生质子化的3-(3-甲基-5-氧代-1H-吡唑-4(5H)-亚基）-二氢吲哚-2-酮离子(a)和质子化的5-甲基吡唑啉酮离子(b)。密度泛函理论计算表明，吡唑环N1原子是热力学最稳定的质子化位点，当质子从该位点转移到吡唑环Cγ原子上时，Cβ-Cγ键异裂，发生retro-Michael解离反应，生成碎片离子a和碎片离子b。质谱动力学研究发现该retro-Michael解离反应中存在质子绑定的3-(3-甲基-5-氧代-1H-吡唑-4(5H)-亚基）-二氢吲哚-2-酮/5-甲基吡唑啉酮复合物中间体。
　　其次，探讨了苯并噻唑酮联噁二唑类化合物的质子化离子的气相质谱裂解反应。研究表明，该类化合物的质子化离子碰撞诱导解离存在三种裂解模式:中性丢失3-（（5-巯基-1，3，4-噁二唑-2-基）甲基）苯并[d]噻唑-2(3H)-酮生成苄基阳离子;苄基迁移、质子转移异裂产生2-(4-苄基-2-氧代苯并[d]噻唑-3(2H)-基）-1-氧代乙-1-碳正离子;质子诱导1，3，4-噁二唑开环裂解产生1-氧代-2-(2-氧代苯并[d]噻唑-3(2H)-基）乙-1-碳正离子。密度泛函理论计算研究证实了苄基阳离子/3-（（5-巯基-1，3，4-噁二唑-2-基）甲基）苯并[d]噻唑-2(3H)-酮离子/中性复合物中间体介导了苄基迁移过程，产物离子a和b的丰度与离子/中性复合物的稳定化能(-Es)相关。
　　最后，采用质谱动力学方法和密度泛函理论计算相结合的方法对吲哚基苯并磺内酰胺类化合物的大气压电离气相质谱裂解规律进行了研究。苯并磺内酰胺N1原子是此类化合物热力学最稳定的质子化位点，当质子转移到苯并磺内酰胺O2原子或吲哚C3原子时，化学键异裂产生质子化的吲哚离子(a)、质子化的3-乙氧羰基-苯并[d]异噻唑-1，1-二氧化物离子(b)和质子化的3-(3-吲哚基)-苯并[d]异噻唑-1，1-二氧化物离子(c)。苯并磺内酰胺上的取代基类型影响产物离子的丰度，吸电子基有利于生成碎片离子a和碎片离子b，供电子基有利于产生碎片离子c。此外，质谱动力学方法证实了碎片离子a和碎片离子b来源于离子/中性复合物介导的质子竞争反应。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 质谱技术简介

1．1．1 大气压电离源

1．1．2 电喷雾电离源(ESI)

1．1．3 大气压化学电离源(APCI)

1．1．4 质量分析器

1．2 大气压电离气相裂解反应

1．2．1 质子化位点

1．2．2 离子／中性复合物

1．2．3 取代基效应

1．3 计算化学在有机质谱分析中的应用

1．4 氮杂环化合物药物中间体简介

1．5 本论文的目标、意义及主要技术路线

第二章 3-吡唑取代吲哚酮衍生物气相质谱反应机理研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 样品及主要试剂

2．2．2 主要仪器及条件

2．2．3 理论计算

2．3 结果与讨论

2．3．1 质子化3-吡唑取代吲哚酮衍生物的retro-Michael解离反应

2．3．2 解离质子化位点和质子转移

2．3．3 离子／中性复合物介导的质子转移反应

2．3．4 取代基效应

2．3．5 氘代实验

2．4 本章小结

第三章 苯并噻唑酮联噁二唑类化合物气相质谱反应机理研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 样品及主要试剂

3．2．2 主要仪器及条件

3．2．3 理论计算

3．3 结果与讨论

3．3．1 质子化苯并噻唑联噁二唑类化合物多级质谱裂解反应

3．3．2 解离质子化位点和质子转移

3．3．3 离子／中性复合物介导的苄基迁移反应

3．3．4 取代基效应

3．3．5 氘代实验

3．4 本章小结

第四章 吲哚基苯并磺内酰胺类化合物气相质谱反应机理研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 样品及主要试剂

4．2．2 主要仪器及条件

4．2．3 理论计算

4．3 结果与讨论

4．3．1 质子化吲哚基苯并磺内酰胺类化合物的气相质谱裂解反应

4．3．2 解离质子化位点和质子转移

4．3．3 取代基效应

4．3．4 氘代实验

4．4 本章小结

总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文