Quantum chemical mass spectrometry: detailed insight into the fragmentation behaviour of small organic molecules, peptides and lipids

Datum: 16 april 2019

Locatie: Campus Middelheim, A.143 - Middelheimlaan 1 - 2020 Antwerpen (route: UAntwerpen, Campus Middelheim)

Tijdstip: 14.30 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Chemie

Promovendus: Julie Cautereels

Promotor: Frank Blockhuys

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Julie Cautereels - Faculteit Wetenschappen, Departement Chemie



Abstract

Spectroscopische en spectrometrische technieken zoals massaspectrometrie (MS), infrarood (IR) en NMR spectroscopie, zijn al jarenlang een belangrijk tool voor de karakterisatie van verbindingen. Terwijl voor IR en NMR spectroscopie kwantumchemische berekeningen routinematig worden gebruikt om hun spectra te toe te wijzen en te voorspellen, zijn er voor MS geen kwantumchemische methoden beschikbaar om massaspectra te reproduceren of te voorspellen. Aangezien de huidige methoden voor het voorspellen van massaspectra allen een aantal nadelen vertonen, hebben wij een een nieuwe kwantumchemische methode ontwikkeld voor het voorspellen van massaspectrometrische fragmentatieroutes, genaamd Quantum Chemical Mass Spectrometry for Materials Science (QCMS2).

Tijdens de QCMS2 berekeningen wordt er geen energie toegevoegd waardoor de energieën van de fragmentaties positief zijn: QCMS2 volgt vanuit het precursor ion de fragmentaties met de minste weerstand die aanleiding geven tot fragmenten. QCMS2 is gebaseerd op DFT/B3LYP/6-311+G* berekeningen van bindingsorden, reactie-energieën voor bindingssplitsingen en activeringsenergieën voor omleggingen.

Tijdens dit doctoraatsonderzoek werd QCMS2 gebruikt om de fragmentatieroutes na elektron ionisatie te voorspellen voor vier organische moleculen en tevens om de elektrospray collision-induced dissociation fragmentatieroutes te voorspellen van melfalan en benzocaine analogen, sfingosylfosforylcholine en 38 X-His-Z tripeptiden waarbij X en Z aminozuren zijn die sterke waterstofbruggen kunnen vormen. Voor alle bestudeerde verbindingen is QCMS2 niet alleen in staat om de belangrijkste fragmenten in hun massaspectra te reproduceren maar ook om nieuwe fragmentatieroutes te voorspellen.  In het laatste hoofdstuk van deze thesis worden de toekomstperspectieven van QCMS2 toegelicht.

 



Link: https://www.uantwerpen.be/wetenschappen