Imagem de Coulomb explosão como uma ferramenta para distinguir estereoisômeros

Resumo

Para pequenas espécies quirais, Coulomb explosão Imaging fornece uma nova abordagem para determinar a lateralidade de moléculas individuais.

Resumo

Este artigo mostra como o COLTRIMS (frio alvo Recoil Ion Momentum espectroscopia) ou a técnica de "microscópio de reação" pode ser usada para distinguir entre enantiômeros (estereoisômeros) das espécies quirais simples no nível de moléculas individuais. Nessa abordagem, um jato gasoso molecular da amostra se expande em uma câmara de vácuo e cruza com pulsos de laser de femtosecond (fs). A alta intensidade dos pulsos leva à rápida ionização múltipla, acendendo uma explosão de Coulomb chamados que produz vários fragmentos (carregados positivamente) catiônicos. Campo eletrostático orienta estes cátions para detectores e posição-urgente. Semelhante a um espectrômetro de massa de tempo-de-voo, o tempo de chegada de cada íon produz informações sobre sua massa. Como um excedente, o campo eletrostático é regulado de forma que a direção de emissão e a energia cinética após a fragmentação da levam a variações no tempo-de-voo e na posição de impacto sobre o detector.

Cada impacto de íon cria um sinal eletrônico no detector; Este sinal é tratado pela eletrônica de alta frequência e gravado pelo evento por um computador. Os dados registados correspondem aos tempos de impacto e posições. Com esses dados, podem ser calculadas a energia e a direção de emissão de cada fragmento. Estes valores estão relacionados com as propriedades estruturais da molécula sob investigação, ou seja, para os comprimentos de ligação e as posições relativas dos átomos, que permite para determinar a molécula por molécula a lateralidade das espécies quirais simples e outras características isoméricos.

Introdução

Quiralidade é uma característica da nossa natureza que tem sido fascinantes pesquisadores de mais de 150 anos. Em 19^th século, Pasteur, Van ' t Hoff e outros descobriram que as moléculas podem ocorrer em duas estruturas de imagem de espelho que não são super-imposable - como a nossa esquerda e mão direita. Esta propriedade foi denominada 'quiral', da palavra grega para 'mão'.

Até agora, não há diferença entre propriedades termodinâmicas ou em níveis de energia da mão esquerda e direita formulários (os dois ' enantiômeros') foi encontrada. A fim de analisar a destreza manual de uma determinada amostra e para separar os enantiômero....

Protocolo

atenção: Certifique-se de estar familiarizado com todos os possíveis perigos ligados com a experiência e no laboratório. O procedimento abaixo inclui lasers de classe-IV, de alta tensão e vácuo. Consulte a folha de dados de segurança do material (MSDS) para a espécie a ser investigado.

1. preparação

1. considerações preparatórias
   Nota: antes de começa a experiência, duas escolhas principais têm de ser feitas; o primeiro sobre as possíveis espécies sob as investigações e a Segundo o campo elétrico no espectrómetro. Presume-se aqui que a instalação tenha sido usada anteriormente para outros expe....

Resultados

Nesta parte, mostramos os resultados obtidos para halomethanes. Estas espécies são ideais para prova de princípio experiências devido à sua simplicidade e alta pressão de vapor. Entretanto, o halotano espécies mais complexo foi investigado usando fótons de raio-x-macio único de uma fonte de síncrotron para induzir múltiplas de ionização. ¹⁴

CHBrClF

Discussão

Devido à variedade de componentes, uma instalação COLTRIMS requer um nível bastante elevado de conhecimentos técnicos, especialmente nas áreas de técnica de vácuo, detecção de partículas, rápido eletrônica e análise de dados. Antes de virar para a investigação de espécies complexas, deve, portanto, completamente verificar-se a instalação está sendo executado corretamente, por exemplo, executar e analisar uma medição em uma espécie diatômica ou triatômica.

Otimizando a intensidade e a .......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
CHBrCl2	SigmaAldrich	139181-10G	ou outro
sistema de laser de femtossegundo	KMLabs	Wyvern500
Espelhos de alta reflexão	EKSMA	042-0800
montagens de espelho	Newport	U100-A-LH-2K
espelho de focagem (prata protegida, f = 75 mm)	Thorlabs	CM254-075-P01	(se disponível: f = 60 mm)
Espectrômetro COLTRIMS, incluindo eletrônica e sistema de aquisição de dados	RoentDek	personalizado	ao contrário do padrão COLTRIMS, apenas um detector é necessário

de amostra adequado