化合物结构的综合解析

1、 Application of MS To pharmaceutical AnalysisA: GC-MS 应用于滴丸稳定性与环境生态的研究B; HPLC-MS应用于药物微量杂质的研究C: 生物活性的快速筛选 min0510152025mAU 05101520 VWD1 A, Wavelength=277 nm (HUADONG04101303.D) 0.945 1.060 1.367 1.488 1.682 1.869 5.390 15.051 20.215A: 雷帕药物的分析0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min123456x10Inten

2、s.New Imp.New Discov.0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min0.00.51.01.56x10Intens.913.0934.6988.71044.5All, 14.7-15.2min (#1295-#1344)0.000.250.500.751.001.251.506x10Intens.6007008009001000m/z0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min0.00.20.40.60.85x10Intens.824.8898.6920.4944.5974.51030.3A

3、ll, 5.1-5.6min (#449-#490), Background Subtracted02464x10Intens.5006007008009001000m/z321.1576.3899.5All, 4.9-6.1min (#425-#486)0.00.51.01.54x10Intens.2004006008001000m/z321.2590.4913.5All, 14.7-15.0min (#1122-#1138)01235x10Intens.2004006008001000m/z0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min012345

4、4x10Intens.162.9263.0337.1438.2512.2570.3658.9710.4746.4806.1865.1957.6996.11077.41135.6All, 8.1-8.3min (#718-#728), Background Subtracted02464x10Intens.5006007008009001000m/zNew Discover.HPLC chromatograms for the screening result by typeDNA topoisomerases: (A) Mixture of selected components; (B) F

5、iltrate from Step.1. doxorubicin 2. daunorubicin 3. camptothecin；4. 9-NO2 camptothecin； 5. Pravastain抗癌生物活性分子筛选酶亲合超滤流程图酶亲合超滤流程图 Figure 25.(a) ESI-MS before Screening(b) & (c) ESI-MS after Screening (b) is 阿霉素 and (c) is 柔红霉素528.3From: 潘远江， 张虹， 陈耀祖 科学通报 47,17,1305-1308.筛选前 Before screening筛选后 aft

6、er screening生物 亲合超滤HPLC/ESI-MS快速筛选抗癌活性成分的研究 (2)From: Zhang H，Pan YJ， Anal. Biochem 329(2),173, 2004.Topo I 待筛选样品的LC-MS色谱图 峰号.名称保留时间M+1+ m/z1阿霉素3.545442柔红霉素6.63528310-羟基喜树碱7.773654喜树碱12.3634959-硝基喜树碱13.503946溶剂系统杂质17.45-7溶剂系统杂质23.89-From: Zhang H，Pan YJ， Anal. Biochem 329(2),173, 2004.150200250300350

7、400450500550600650700750800m/z0100%0100%0100%0100%0100%0100%0100%321.1130.0361.1379.1544.2398.3673.3321.1306.1363.1528.1381.0365.1321.1157.9366.2729.4403.2750.9349.1305.2697.3350.4696.6698.4394.1121.9158.1350.2787.3395.4435.1425.1121.1122.0409.1159.0387.5321.0199.9296.8455.5508.2698.9673.0525.3453.1

8、135.0452.7159.2281.2196.1483.2536.6552.4762.4TopoI筛选后的LC-MS色谱图 From: Zhang H，Pan YJ， Anal. Biochem 329(2),173, 2004.Figure 51247KPAFLKPQFLGFrom : Fitzgerald, M. C.; Harris, K.; Shevlin, C. G.; Siuzdak, G. Biorg. Med. Chem. Lett. 1996,6, 979-982.3: Other Applications of MS A: 反应监控反应监控:Figure 6 MALDI

9、mass spectra showing the time course of reaction for the coupling of Boc-Arg(Tos)(MW=428.5 Da) to the protected resin-bound peptide of sequence KPAFLKPQFLG. MALDI analysis was performed directly on peptide-resin samples after deprotection of the lysine side chain amino groups. Resin samples were tak

10、en after the reaction and allowed to proceed for 0, 1, 6 minutes.12271227No productProduct1656Product1656From : Fitzgerald, M. C.; Harris, K.; Shevlin, C. G.; Siuzdak, G. Biorg. Med. Chem. Lett. 1996,6, 979-982.1227IsotopeBr 79 Br 79Br 79 Br 81Br 81 Br 81Radio51.40%100%48.60%550.9964From: Biotechnol

11、ogy and Bioengineering (Combinatorial Chemistry), VOL. 71, NO. 2, 2000/2001 Dietmar G. Schmid, Philipp Grosche, Holger Bandel, Gnther Jung目标化合物跟踪:Figure17Figure18B: 化合物的纯化From: Jeffrey P. Kiplinger, Roderic O. Cole, Shaughnessy Robinson, Eric J. Roskamp, Richard S. Ware Henry J. OConnell, Andrew Bra

12、ilsford, and Jeremy Batt. Rapid commun, Mass Spectrom. 12, 658-664 (1998)The simple scheme of Purification for Combinatorial Chemistry with MS systemFigure14From: Jeffrey P. Kiplinger, Roderic O. Cole, Shaughnessy Robinson, Eric J. Roskamp, Richard S. Ware Henry J. OConnell, Andrew Brailsford, and J

13、eremy Batt. Rapid commun, Mass Spectrom. 12, 658-664 (1998)第三讲第三讲 化合物结构的综合解析化合物结构的综合解析常规步骤）充分了解样品的基本数据A: 分子量（元素组成）元素分析（样品要求）质谱（高分辨）（）通过分子离子峰的判断得到分子量-与分子量相对应的峰称之为分子离子峰: 用M+表示, EI条件软电离 (ESI 单电荷)条件, 与分子量相对应的峰称为准分子离子峰 (Quasimoecular Ion),质子化离子峰(Protonated Ion).须是高质量端的离子峰 须符合氮规则 有机化合物由C,H,N,O,F,X,S等组成,凡不

14、含N原子或偶数个N原子的分子,其分子量必为偶数(以最丰同位素原子的质量计算);凡含奇数N原子的分子,其分子量必为奇数. 须看丢失是否合理（注意异常丢失） () 同位素峰M+1+ 和 M+2+的相对丰度比法-BEYNON 表 现在很少用 () 高分辨质谱法例 : 一化合物 M+测定值为 150.1045, IR 为1730cm-1, 推出分子式 一般而言, 质谱测定分子离子质量数的误差为 0.006, 小数部分的波动范围将是 0.09850.1105计算所得: a C3H12N5O2 150.099093 b C5H14N2O3 150.100435 c C8H12N3 150.103117 d

15、 C10H14O 150.104459排除 a b c 即样品分子式为: d C10H14O 可信度的判断:高分辨质谱测出的分子量数据与按推测的分子式计算的分子量数据的误差须小于 0.003,否则,不可信.例: 植物碱: Mexp= 449.2776 Mcal= 449.27652003004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900m/z 1.0e+06 2.0e+06 3.0e+06 4.0e+06 5.0e+06 6.0e+06 7.0e+06 8.0e+06 9.0e+06 1.0e+07 1.1e+07 1.2e

16、+07 1.3e+07 1.4e+07 1.5e+07a.i.Cefpirome计算值：.515 1166C H N O S2223652+环加双键数的计算对于分子式为CxHyNzOn的有机化合物 的环加双键数)22(21zyxdbrx 为C, Si 的原子总数,y 为H,F,Cl,Br, I的原子总数; z为N,P的原子总数,n为O,S 的原子总数. 需要说明: 上述公式应用于元素最低价态,不考虑处于最高价态的元素所形成的双键.B:不饱和度的计算POMeOO MeMeC3H9O3Pr+db=1/2(2x3+2-9+1)=O对于偶电子离子,计算值的末位将是半整数(SiF3)+ r+db=1/2

17、(2x1+2-3)=O.5IR，UV，MS, NMR 四大波谱技术的了解 UV: 价电子的跃迁产生的能量吸收现象 -推断生色骨架与助色基团的位置(共轭基团) （微量杂质的干扰） IR:分子振动产生的能级分裂与能量吸收 -羰基的确定等值得强调的是，在有标准图谱或对照样品的情况下，IR用于化合物的鉴定是方便可靠的，这是由于IR具有指纹鉴定功能 ：推测可能有的基团MS(EI): 价电子的跃迁产生的能量吸收现象 气态中性分子受到高能量的电子轰击而导致的单分子碎列特征碎片结构信息指纹鉴定裂解机理：麦氏重排 10010010010085435629294357 72A B C6H12ONMR: 核磁共振

18、是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用 下，核自旋能级发生塞曼分裂(Zeeman Splitting), 共振吸收某一特定频率的射频（radio frequency, RF）辐射的物理过程。B0yxz 化学位移: 质子或其它种类的核，由于在分子中所处的化学环 境不同，而在不同的共振磁场下显示吸收蜂的现象。 自旋偶合 相邻的原子核可以通过中间媒介(电子云)而发生作 用这一作用就叫自旋-自旋偶合作用(J-偶合).特点 是通过化学键的间接作用. 积分）深入了解样品分子结构的相关数据：从了解各种不同的数量比，判断有无活性，长链练习4：从确定骨架不同类型碳的数目与分子的对称性谱线数目与x相同分子无对称性谱

19、线数目x , 分子有对称性谱线数目x , 含异构体或有杂质化学位移的分类四大组：饱和区含有，的取代区为芳碳及烯键区 为羰基及叠烯区从化学位移，共振强度，谱判断碳的级数注意1319，1331的偶合，Br的四极距的影响谱线变宽练习1：C5H7O2N练习2：C6H10O从分子式、对称性推导结构，列出可能的多种结构式，结合相关的理论知识，提取正确的结构式。）推出结构单元）二维核磁共振的确证。例一：某化合物，从红外可知有酯基，所测碳谱（CDCL3),推测其结构：.例二：某化合物，从红外可知有羰基，所测氢谱、碳谱（CDCL3)如下,推测其结构：2123456789312例二：某化合物，从红外可知有羰基，所

20、测碳谱（CDCL3),推测其结构：8020020160140120100TMS1234567891011416.4 硫醇和硫酚 其命名和相应的醇和酚一样，在醇和酚前加一“硫”（thio）字,英文名称是将“ol”改为“thiol”。作为取代基时，为“巯基”（Mercapto）。例如： Ethanethiol Benzenethiol 2-MercaptoethanolCH3CH2SHSHHSCH2CH2OH0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min123456x10Intens.New Imp.New Discov.0.02.55.07.510.012.515.017.520.022.5Time min0.00.51.01.56x10Intens.Figure 25.(a) ESI-MS before Screening(b