Kontrolle von Intermediaten und Endprodukten durch Kombination von Tröpfchenreaktionen und “Ion Soft‐landing”

Abstract

AbstractObwohl die Massenspektrometrie in erster Linie als Analysetechnik bekannt ist, verfügt sie auch über ein großes Potenzial als Synthesewerkzeug, welches Zugang zu neuartigen Synthesewegen durch Reaktionen in geladenen Mikrotröpfchen oder ionischen Dünnschichten bietet. Solche Reaktionen sind außergewöhnlich und finden hauptsächlich an der Oberfläche von Tröpfchen und dünnen Schichten statt. Der partiellen Solvatisierung der Reaktanten wird hierbei eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Aktivierungsbarriere zugeschrieben, doch sind einige mechanistische Details bisher noch nicht geklärt. In unserer Studie nutzen wir die Synergieeffekte zweier nacheinander verwendeter Methoden der „präparativen Massenspektrometrie“: Beschleunigte Reaktionen werden in Mikrotröpfchen während der Elektrospray‐Ionisierung initiiert, um gasförmige ionische Zwischenprodukte in großer Menge zu erzeugen, die anschließend nach Masse‐zu‐Ladungsverhältnis selektiert und sanft gelandet werden, um auf einem Substrat mit einem bereitgestellten Reagenz zu reagieren. Dies ermöglicht die Herstellung von Produkten in der Größenordnung von Nanomol, die weiter charakterisiert werden können. In dieser Konzeptstudie werden unterschiedliche Reaktionswege zwischen intrinsisch neutralen beziehungsweise geladenen Reaktanten sowohl in Mikrotröpfchen als auch in Schichten untersucht. Die Schichten werden durch Landung von molekularen Ionen unter Erhalt ihrer Struktur (“Ion Soft‐landing”) erzeugt. Dies ermöglicht neue Erkenntnisse über die Rolle von partiell solvatisierten Reaktanten an der Oberfläche von Mikrotröpfchen für erhöhte Reaktionsgeschwindigkeiten. Ergänzend werden weitere Einblicke in Reaktionen zwischen Ionen gleicher Polarität bei verschiedenen Umgebungsbedingungen gewonnen.