这张图片显示了被研究的不同物种的拓扑结构和布里格斯符号

来源:©2019 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

研究了不同物种的拓扑结构和布里格斯符号,以创建“软性因子”

一组化学家提出,测量软性可能有助于解开分子结、连环烷和其他机械连锁分子的结构。由质谱(MS)确定的软性因子有助于区分以不同方式联锁的分子,即使它们具有相同的质量。

机械上互锁的分子三叶草的结-通常很难描述。核磁共振谱挤满了几十个重叠的信号,无法告诉化学家分子的拓扑结构。在质谱分析中,连环烷通常给出与组成分子的环和线性片段相同的信号。此外,没有办法区分不同的结构,就像简单的互锁环-称为a霍普夫链接-或双重交错所罗门的链接

一个国际化学家团队现在改变了这种情况。该研究的第一作者说:“我们开始思考霍普夫环和所罗门环之间的区别,发现它们的不同之处在于两个环相互交织的程度。Anneli Kruve来自瑞典斯德哥尔摩大学,他作为德国柏林自由大学的访问研究员进行了这项工作。

通过质谱实验,Kruve和同事们确定了他们所谓的软性因子——一种测量分子各个部分纠缠程度的方法。霍普夫链比所罗门链更软,三环线性链比三叶结更软。

软性因子将线性片段的行为与母链链烷进行比较。为了计算它,化合物首先通过碰撞诱导解离,将连环烷分解成单独的环和线性片段。接下来是离子迁移质谱法,在到达质量分析仪之前,根据与缓冲气体的相互作用将碎片分离。

“在这些化合物的合成过程中,一个非常重要的信息是它们是如何相互锁在一起的,”他说何宇欧阳他在香港大学(University of Hong Kong)研究连环烷。“这是一项非常具有挑战性的任务,我们越是研究复杂的连锁结构,就越难以描述它们的特征。”这就是为什么我认为这个新的MS实验所提供的关于致密性的额外信息非常重要。”

Au-Yeung说,唯一的限制是需要离子迁移质谱计,它不像普通的质谱仪器那样广泛使用。他希望该方法能够进一步发展,不仅可以比较拓扑异构体,还可以确定用于链状烷表征的绝对紧度测量。

克鲁夫说,这种方法还可以应用于其他连锁分子,比如轮烷.“一般来说,离子迁移率在区分轮烷和侧面络合物时非常有用。”