电喷雾质谱中吲哚功能分子气相“H/D scrambling”机理研究

Indole derivatives play an important role in heterocyclic chemistry. With the development of new organic functional molecules containing indole substructures, it is challenging to evaluate their physicochemical property. In this project, the ‘H/D scrambling’phenomenon in the fragmentation reactions of 3-substitued indoles induced by different cations will be explored systematically by a combination of electrospray ionization tandem mass spectrometry, isotopic labeling, accurate molecular weight measurement and theoretical calculations. Several factors related to this phenomenon, such as kinds of substituent group and cation, the induced modes of dissociation will be investigated. As a result , the mechanisms and general rules for ‘H/D scrambling’would be demonstrated. Accomplishment of this project not only enriches the contents of gas phase ion chemistry, it also provides potential ideas for intramolecular proton transfer in excited-state molecules.

吲哚类化合物在杂环化学中占有重要地位。随着含有吲哚基功能团的有机功能分子的不断涌现，它们的性质研究已成为一项具有挑战性的工作。本项目拟选用具有代表性结构的3-取代吲哚类化合物为研究对象，采用电喷雾串联质谱技术，结合同位素标记、准确分子量测量、理论计算等手段，系统研究其在各种阳离子诱导下的裂解反应，提取其气相“H/D scrambling”现象。考察取代基、阳离子种类以及解离活化方式对该现象的影响，揭示其反应机理和规律，建立通用性“H/D scrambling”模型。本项目的开展不仅丰富了气相离子化学的研究内容，而且可以为该类型化合物激发态中的分子内质子转移反应提供新思路。

吲哚类功能有机分子的合成一直是杂环化学中较活跃的领域之一，进一步开发利用这些功能有机分子，结构表征和构效关系研究是关键。.本项目采用电喷雾串联质谱技术，结合同位素标记、理论计算等手段系统研究三类吲哚类化合物的气相质谱行为，研究内容主要包括：1）合成吲哚基苯基砜、手性环吲哚基a-氨基酸酯以及吲哚基苯基硫醚三类吲哚功能有机分子；2）比较研究合成的三大类吲哚功能有机分子的质子化离子、NH4+加合阳离子、Li+加合阳离子以及去质子化离子在CID和HCD 模式下的裂解反应，证实了芳香亲核重排、砜-亚磺酸酯等骨架重排反应，实验结果表明阳离子化方式以及质谱仪器构造对裂解方式有一定的影响，活化解离模式对裂解方式几乎没有影响；3）探查三大类吲哚功能分子阳离子在氢氘交换（HDX）实验中的气相“H/D scrambling”现象，实验结果表明三类化合物的裂解反应中都没有“H/D scrambling”现象。 本项目的开展丰富了气相离子化学的研究内容，为吲哚类化合物的分析鉴定提供了理论依据。.