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Summenformel-Finder
Kurz gesagt: Finde Summenformeln aus einer exakten Masse (HRMS, [M+H]+, [M+Na]+, ppm-Toleranz, Elementgrenzen, Stickstoffregel, RDBE) oder aus CHN-Elementaranalyse plus Molmasse. Er ist kostenlos, läuft im Webbrowser und braucht keinen Download.
Mach aus einem Peak im hochaufgelösten Massenspektrum oder einer CHN-Elementaranalyse Kandidaten für Summenformeln. Lege Ionentyp, ppm-Toleranz und Elementbereiche fest. Jeder Kandidat wird anhand der RDBE- und Stickstoffregel geprüft und nach Fehler sortiert.
Elementbereiche (min.–max. Atome)
So funktioniert der Summenformel-Finder
Aus einer exakten Masse
- Rechne das Ion in die Neutralmasse um. Ziehe das Addukt ab: ein Proton (1,007276 Da) bei [M+H]⁺, Na⁺ (22,989221 Da) bei [M+Na]⁺. Bei [M−H]⁻ wird ein Proton wieder addiert.
- Formeln aufzählen, die innerhalb deiner Elementbereiche liegen und deren monoisotopische Masse (¹²C = 12,000000, ¹H = 1,007825, ¹⁴N = 14,003074, ¹⁶O = 15,994915 Da …) im ppm-Fenster liegt: Fehler (ppm) = (berechnet − gemessen) ÷ gemessen × 10⁶.
- Chemische Regeln anwenden. Das Ring- und Doppelbindungsäquivalent (RDBE = C − H/2 − X/2 + N/2 + 1) muss für ein neutrales Molekül mit gerader Elektronenzahl eine ganze Zahl ≥ 0 sein. Damit ist automatisch die Stickstoffregel erfüllt: Eine ungerade Nominalmasse bedeutet eine ungerade Anzahl an N-Atomen. Ein H/C-Verhältnis zwischen 0,2 und 3,1 entfernt Formeln, die auf dem Papier möglich, chemisch aber unplausibel sind.
- Nach Massenfehler sortieren. Bei 5 ppm hat ein kleines Molekül meist nur eine Handvoll Kandidaten. Isotopenmuster (Cl, Br, S) und Fragmente grenzen sie weiter ein.
Aus der Elementaranalyse (CHN)
Die Verbrennungsanalyse liefert die Massenanteile von C, H und N (manchmal auch S oder Halogenen). Sauerstoff wird meist als Differenz bestimmt. Mit einer ungefähren Molmasse, etwa aus der MS, probiert der Finder jede Formel im Massenfenster aus und behält diejenigen, deren berechnete Prozentwerte alle innerhalb von ±0,4 % übereinstimmen – der übliche Toleranzwert von Fachzeitschriften. Wenn du nur das einfachste ganzzahlige Verhältnis aus Prozentangaben brauchst, verwende den Rechner für empirische Formeln.
Rechenbeispiel
Ein ESI-MS-Peak bei m/z 195,0877 als [M+H]⁺ ergibt M = 194,0804 Da. Die Suche über C, H, N und O innerhalb von 5 ppm liefert C₈H₁₀N₄O₂ (Coffein, berechnet [M+H]⁺ 195,08765, Fehler ≈ −0,3 ppm, RDBE 6). Die gerade Nominalmasse (194) passt zur geraden Anzahl an N (4).
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MolDraw-Editor öffnenHäufig gestellte Fragen
Wie finde ich eine Summenformel aus einer exakten Masse?
Gib das gemessene m/z ein, wähle den Ionentyp ([M+H]⁺, [M+Na]⁺, [M−H]⁻ …) und eine ppm-Toleranz. Der Finder zieht das Addukt ab, listet jede Formel innerhalb deiner Elementgrenzen auf, die innerhalb dieser ppm-Toleranz passt, und entfernt jene, die gegen die RDBE- und Stickstoffregel verstoßen.
Welche ppm-Toleranz sollte ich verwenden?
Verwende 5 ppm für typische Orbitrap- oder Q-TOF-Daten oder 2–3 ppm für gut kalibrierte Geräte. Niedrig auflösende Geräte brauchen 20 ppm oder mehr und liefern viel mehr Kandidaten.
Was ist die Stickstoffregel?
Ein neutrales organisches Molekül mit ungerader Nominalmasse enthält eine ungerade Anzahl an Stickstoffatomen. Eines mit gerader Nominalmasse enthält null oder eine gerade Anzahl an N.
Was ist RDBE?
Ring- und Doppelbindungsäquivalente, dasselbe wie der Ungesättigtheitsgrad (Doppelbindungsäquivalent): C − H/2 − X/2 + N/2 + 1. Ein neutrales Molekül mit abgeschlossener Schale muss einen ganzzahligen RDBE von 0 oder mehr haben.
Was ist der Unterschied zum Rechner für empirische Formeln?
Der Rechner für empirische Formeln wandelt exakte Prozentangaben in das einfachste ganzzahlige Verhältnis um. Dieser Finder sucht vollständige Summenformeln, die zu Messdaten innerhalb des experimentellen Fehlers passen – entweder aus der HRMS-Masse oder aus einer CHN-Analyse plus Molmasse – und sortiert sie.
Warum liefert der Finder mehrere Formeln?
Verschiedene Formeln können fast dieselbe Masse haben, besonders oberhalb von etwa 300 Da. Entscheide mit einem engeren ppm-Fenster, sinnvollen Elementbereichen, Isotopenmustern (Cl und Br sind charakteristisch) und weiteren Daten.
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