Инфракрасная фотодиссоциационная спектроскопия

Инфракрасная фотодиссоциация-масс-спектрометрия
	Система FT-ICR
Акроним	ИРПД
Классификация	Инфракрасная спектроскопия ; Масс-спектрометрия
Аналиты	ионные кластеры ; органические молекулы ; биомолекулы
Другие методы
Связанный	Спектроскопия

Спектроскопия инфракрасной фотодиссоциации (IRPD) использует инфракрасное излучение для разрыва связей в , часто ионных молекулах ( фотодиссоциация ), внутри масс-спектрометра. ^[1] В сочетании с пост-ионизацией этот метод также можно использовать для нейтральных частиц. Было показано, что в спектроскопии IRPD используются электронная ионизация, коронный разряд и ионизация электрораспылением для получения спектров летучих и нелетучих соединений. ^[2]^[3] Ионизированные газы, попавшие в масс-спектрометр, можно изучать без растворителя, как в инфракрасной спектроскопии . ^[4]

Принципиальная схема инфракрасного фотодиссоциационного спектрометра

История

Ученые начали задаваться вопросом об энергетике образования кластеров в начале 19 века. Генри Айринг разработал теорию активированных комплексов, описывающую кинетику реакций. ^[5] Интерес к изучению слабых взаимодействий молекул и ионов (например, Ван-дер-Ваальса) в кластерах стимулировал газофазную спектроскопию. В 1962 году Д. Х. Ранк изучал слабые взаимодействия в газовой фазе с помощью традиционной инфракрасной спектроскопии. ^[6] Д.С. Бомзе использовал IRPD с ICR для изучения изотопных соединений в 1980 году в Калифорнийском технологическом институте. ^[7] Спектроскопия кластеров со слабой связью была ограничена низкой концентрацией кластеров и разнообразием доступных состояний кластера. ^[8] Состояния кластеров частично изменяются из-за частых столкновений с другими видами, чтобы уменьшить столкновения в газовой фазе, IRPD образует кластеры в ионных ловушках низкого давления (например, FT-ICR). Азот и вода были одними из первых комплексов, изученных с помощью масс-спектрометра А. Гудом в Университете Альберты в 1960-х годах. ^[9]^[3]

Инструментарий

Фотодиссоциация используется для обнаружения электромагнитной активности ионов, соединений и кластеров, когда спектроскопия не может быть применена напрямую. Низкие концентрации аналита могут быть одним из факторов, препятствующих спектроскопии, особенно. в газовой фазе. ^[4] Масс-спектрометры, времяпролетный и ионный циклотронный резонанс использовались для изучения кластеров гидратированных ионов. ^[10] Приборы могут использовать ESI для эффективного формирования кластеров гидратированных ионов. Лазерная абляция и коронный разряд также использовались для формирования ионных кластеров. Комплексы пропускают через масс-спектрометр, где их облучают инфракрасным светом Nd:YAG-лазера . ^[10]

Приложение

Инфракрасная фотодиссоциационная спектроскопия обладает мощными возможностями изучения энергий связи координационных комплексов . IRPD может измерять различные энергии связи соединений, включая дативные связи и энергии координации молекулярных кластеров. ^[1]^[3] Структурную информацию об аналитах можно получить, используя массовую селективность и интерпретируя фрагментацию . Спектроскопическая информация обычно напоминает линейные инфракрасные спектры и может использоваться для получения подробной структурной информации о газофазных соединениях. В случае металлокомплексов можно получить представление о координации лигандов, активации связей и последовательных реакциях. ^[11]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Лепети, Кристина; Мараваль, Валери; Канак, Ив; Шовен, Реми (01 февраля 2016 г.). «О природе дативной связи: координация с металлами и за ее пределами. Случай углерода». Обзоры координационной химии . Перспективы координационной химии по случаю 40-летия LCC-CNRS, Тулуза, Франция. 308, Часть 2: 59–75. дои : 10.1016/j.ccr.2015.07.018 .
^ О, Хан-Бин; Линь, Ченг; Хван, Гарольд Ю.; Чжай, Хуйли; Брейкер, Катрин; Забросков Владимир; Карпентер, Барри К.; Маклафферти, Фред В. (1 марта 2005 г.). «Инфракрасная фотодиссоциационная спектроскопия электрораспыленных ионов в масс-спектрометре с преобразованием Фурье». Журнал Американского химического общества . 127 (11): 4076–4083. дои : 10.1021/ja040136n . ISSN 0002-7863 . ПМИД 15771545 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Ниднер-Шаттебург, Гереон; Бондыбей, Владимир Евгеньевич (2000). «Исследование FT-ICR эффектов сольватации в кластерных реакциях ионной воды». Химические обзоры . 100 (11): 4059–4086. дои : 10.1021/cr990065o . ПМИД 11749340 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Уокер, Николас Р.; Уолтерс, Ричард С.; Дункан, Майкл А. (22 ноября 2005 г.). «Границы инфракрасной спектроскопии газофазных комплексов ионов металлов». Новый химический журнал . 29 (12): 1495. doi : 10.1039/B510678H . ISSN 1369-9261 .
^ МакКуорри, Дональд (1997). Физическая химия: молекулярный подход . Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги. п. 1165. ИСБН 978-0935702996 .
^ Ранг, DH (1 декабря 1962 г.). «Спектры поглощения смесей галогеноводорода и редких газов». Журнал химической физики . 37 (11): 2511–2515. Бибкод : 1962ЖЧФ..37.2511Р . дои : 10.1063/1.1733048 . ISSN 0021-9606 .
^ Бомсе, Д.С. (январь 1981 г.). «Инфракрасная фотохимия (CH3)2Cl+, (CH3)Cl+ (CD3) и (CD3)2Cl+ в газовой фазе с использованием низкоинтенсивного непрерывного лазерного излучения». Письма по химической физике . 77 (1): 25–29. Бибкод : 1981CPL....77...25B . дои : 10.1016/0009-2614(81)85592-3 .
^ Миллер, Р.Э. (1 июля 1986 г.). «Инфракрасная лазерная фотодиссоциация и спектроскопия молекул Ван-дер-Ваальса». Журнал физической химии . 90 (15): 3301–3313. дои : 10.1021/j100406a003 . ISSN 0022-3654 .
^ Хорошо, А.; Дерден, Д.А.; Кебарле, П. (1970). «Ионно-молекулярные реакции в чистом азоте и азоте, содержащем следы воды при полном давлении 0,5–4 Торр. Кинетика реакций кластеризации с образованием H + (H2O)n». Журнал химической физики . 52 (1): 212–221. Бибкод : 1970ЖЧФ..52..212Г . дои : 10.1063/1.1672667 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Мец, Рикардо Б. (1 июля 2004 г.). «Оптическая спектроскопия и динамика фотодиссоциации многозарядных ионов» . Международный журнал масс-спектрометрии . 235 (2): 131–143. Бибкод : 2004IJMSp.235..131M . дои : 10.1016/j.ijms.2004.04.009 .
^ Филике, Андре (2023). «Изучение связывания и активации малых молекул кластерами переходных металлов в газовой фазе с помощью ИК-спектроскопии» . Обзоры химического общества . 52 (11): 3778–3841. дои : 10.1039/D2CS00104G . ISSN 0306-0012 .

[Lepetit_59–75-1] Перейти обратно: ^а ^б Лепети, Кристина; Мараваль, Валери; Канак, Ив; Шовен, Реми (01 февраля 2016 г.). «О природе дативной связи: координация с металлами и за ее пределами. Случай углерода». Обзоры координационной химии . Перспективы координационной химии по случаю 40-летия LCC-CNRS, Тулуза, Франция. 308, Часть 2: 59–75. дои : 10.1016/j.ccr.2015.07.018 .

[2] О, Хан-Бин; Линь, Ченг; Хван, Гарольд Ю.; Чжай, Хуйли; Брейкер, Катрин; Забросков Владимир; Карпентер, Барри К.; Маклафферти, Фред В. (1 марта 2005 г.). «Инфракрасная фотодиссоциационная спектроскопия электрораспыленных ионов в масс-спектрометре с преобразованием Фурье». Журнал Американского химического общества . 127 (11): 4076–4083. дои : 10.1021/ja040136n . ISSN 0002-7863 . ПМИД 15771545 .

[:0-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Ниднер-Шаттебург, Гереон; Бондыбей, Владимир Евгеньевич (2000). «Исследование FT-ICR эффектов сольватации в кластерных реакциях ионной воды». Химические обзоры . 100 (11): 4059–4086. дои : 10.1021/cr990065o . ПМИД 11749340 .

[:1-4] Перейти обратно: ^а ^б Уокер, Николас Р.; Уолтерс, Ричард С.; Дункан, Майкл А. (22 ноября 2005 г.). «Границы инфракрасной спектроскопии газофазных комплексов ионов металлов». Новый химический журнал . 29 (12): 1495. doi : 10.1039/B510678H . ISSN 1369-9261 .

[5] МакКуорри, Дональд (1997). Физическая химия: молекулярный подход . Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги. п. 1165. ИСБН 978-0935702996 .

[6] Ранг, DH (1 декабря 1962 г.). «Спектры поглощения смесей галогеноводорода и редких газов». Журнал химической физики . 37 (11): 2511–2515. Бибкод : 1962ЖЧФ..37.2511Р . дои : 10.1063/1.1733048 . ISSN 0021-9606 .

[7] Бомсе, Д.С. (январь 1981 г.). «Инфракрасная фотохимия (CH3)2Cl+, (CH3)Cl+ (CD3) и (CD3)2Cl+ в газовой фазе с использованием низкоинтенсивного непрерывного лазерного излучения». Письма по химической физике . 77 (1): 25–29. Бибкод : 1981CPL....77...25B . дои : 10.1016/0009-2614(81)85592-3 .

[8] Миллер, Р.Э. (1 июля 1986 г.). «Инфракрасная лазерная фотодиссоциация и спектроскопия молекул Ван-дер-Ваальса». Журнал физической химии . 90 (15): 3301–3313. дои : 10.1021/j100406a003 . ISSN 0022-3654 .

[9] Хорошо, А.; Дерден, Д.А.; Кебарле, П. (1970). «Ионно-молекулярные реакции в чистом азоте и азоте, содержащем следы воды при полном давлении 0,5–4 Торр. Кинетика реакций кластеризации с образованием H + (H2O)n». Журнал химической физики . 52 (1): 212–221. Бибкод : 1970ЖЧФ..52..212Г . дои : 10.1063/1.1672667 .

[:2-10] Перейти обратно: ^а ^б Мец, Рикардо Б. (1 июля 2004 г.). «Оптическая спектроскопия и динамика фотодиссоциации многозарядных ионов» . Международный журнал масс-спектрометрии . 235 (2): 131–143. Бибкод : 2004IJMSp.235..131M . дои : 10.1016/j.ijms.2004.04.009 .

[11] Филике, Андре (2023). «Изучение связывания и активации малых молекул кластерами переходных металлов в газовой фазе с помощью ИК-спектроскопии» . Обзоры химического общества . 52 (11): 3778–3841. дои : 10.1039/D2CS00104G . ISSN 0306-0012 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]