Estudio combinado de movilidad de iones atrapados y espectroscopia de iones infrarrojos de sitios de protonación en aminas aromáticas
Video Experimental Relacionado
Updated: Sep 10, 2025
10:03
Proton Transfer and Protein Conformation Dynamics in Photosensitive Proteins by Time-resolved Step-scan Fourier-transform Infrared Spectroscopy
Published on: June 27, 2014
18.0K
Laura Finazzi1, Lara van Tetering1, Jelle L Schuurman1
1FELIX Laboratory, Institute for Molecules and Materials, Radboud University Nijmegen, Toernooiveld 7, 6525ED Nijmegen, The Netherlands.
Journal of the American Society for Mass Spectrometry
|August 21, 2025
Resumen
Se discute la protonación de aminas aromáticas en fase gaseosa. Este estudio revela la movilidad de protones después de la separación, mostrando que las especies protonadas N y C pueden interconvertirse, lo que afecta el análisis estructural.
Área de la Ciencia:
- Química Física
- Espectroscopia
- Movilidad iónica
Sus antecedentes:
- El sitio de protonación de aminas aromáticas en la fase gaseosa es un problema complejo.
- Existe una competencia entre la electronegatividad del nitrógeno y la deslocalización de la carga del anillo aromático.
- Estudios anteriores muestran que las condiciones experimentales influyen en los tautómeros observados.
Objetivo del estudio:
- Investigar la estructura tautomérica del 1-aminonaftaleno protonado y el 1-aminoantraceno después de la separación de la movilidad iónica.
- Comprender la movilidad de los protones y la tautomerización potencial después de la separación.
- Combinar la movilidad iónica y la espectroscopia iónica para el análisis estructural detallado.
Principales métodos:
- Espectometría de movilidad de iones atrapados (TIMS) para la separación de iones.
- Espectrometría de masas de resonancia de iones con transformación de Fourier (FTICR).
- Espectroscopia de disociación de fotones múltiples por infrarrojos utilizando el láser de electrones libres para experimentos infrarrojos (FELIX).
- Ionización química a presión atmosférica (APCI) con una sonda de inserción directa para minimizar los efectos del disolvente.
- Investigación computacional de la energía de la tautomerización.
Principales resultados:
- El análisis TIMS confirmó la presencia de especies protonadas tanto con N como con C.
- La espectroscopia de infrarrojos indicó movilización de protones y revuelo después de la separación TIMS.
- Se utilizaron métodos experimentales y computacionales para explorar la activación iónica y la tautomerización.
Conclusiones:
- Las aminas aromáticas protonadas pueden existir como múltiples tautómeros.
- La movilidad de protones y la interconversión ocurren incluso después de la separación de la movilidad iónica.
- Se necesitan más investigaciones para comprender completamente la dinámica de la tautomerización de protones en estos sistemas.
Videos de Conceptos Relacionados
01:25Basicity of Heterocyclic Aromatic Amines
6.3K
Heterocyclic amines, where the N atom is a part of an alicyclic system, are similar in basicity to alkylamines. Interestingly, the heterocyclic amine having a nitrogen atom as part of an aromatic ring has much less basicity than its corresponding alicyclic counterpart. For this reason, as presented in Figure 1, piperidine (pKb = 2.8) is significantly more basic than pyridine (pKb = 8.8).
6.3K
01:18Basicity of Aromatic Amines
7.3K
The basicity of aromatic amines is much weaker than that of aliphatic amines due to the involvement of the lone pair of electrons over the N atom in resonance with the aryl rings. Generally, the electron-donating ability of any substituents on the aryl ring of aromatic amines increases the basicity of the amine by increasing electron density, and hence the availability of lone pair on the nitrogen. On the other hand, electron-withdrawing functional groups on the aryl ring of amines decrease the...
7.3K
01:19NMR Spectroscopy Of Amines
9.3K
In proton NMR spectroscopy, primary amines and secondary amines showcase their N–H protons as a broad signal in the chemical shift range between δ 0.5 and 5 ppm. The exact position in this range depends on several factors, including sample concentration, hydrogen bonding, and the type of solvent used. Since amine protons undergo fast proton exchange in solution, the protons are labile and therefore do not participate in any splitting with adjacent protons. Thus, the observed peak is...
9.3K
01:19Mass Spectrometry of Amines
4.4K
In mass spectroscopy, amines undergo fragmentation to give parent ions with odd molecule weights. This observed mass spectrum follows the nitrogen rule: a molecule with an odd number of nitrogen atoms produces a parent ion with an odd molecular weight. The remaining fragments have an even mass.
Amines undergo fragmentation through α cleavage, producing nitrogen-containing cations—iminium ions—and alkyl radicals. Mass spectra of aromatic and cyclic aliphatic amines exhibit...
Amines undergo fragmentation through α cleavage, producing nitrogen-containing cations—iminium ions—and alkyl radicals. Mass spectra of aromatic and cyclic aliphatic amines exhibit...
4.4K
01:19Structure of Amines
2.7K
The hybridized nitrogen atom in amines possesses a lone pair of electrons and is bound to three substituents with a bond angle of around 108°, which is less than the tetrahedral angle of 109.5°. However, the C–N–H bond angle is slightly larger at 112°, with a carbon–nitrogen bond length of 147 pm. This carbon–nitrogen bond length of of amines is longer than the carbon–oxygen bond of alcohols (143 pm) but shorter than alkanes’...
2.7K
01:14π Electron Effects on Chemical Shift: Aromatic and Antiaromatic Compounds
1.3K
In aromatic compounds, such as benzene, the circulation of (4n + 2) π-electrons sets up a diamagnetic or diatropic ring current around the perimeter of the molecule. This current induces a magnetic field that opposes the external field inside the ring and reinforces it on the outside. The protons in benzene are deshielded and exhibit high chemical shifts in the range 6.5–8.5 ppm. The shielding effect at the center of the ring is evident in complex aromatic molecules, such as...
1.3K