MolDraw › Химические инструменты › Поиск молекулярной формулы
Поиск молекулярной формулы
Кратко: поиск молекулярных формул по точной массе (HRMS, [M+H]+, [M+Na]+, допуск в ppm, пределы по элементам, азотное правило, RDBE) или по элементному анализу CHN и молярной массе. Инструмент бесплатный, работает в браузере и не требует загрузки.
Превратите пик масс-спектра высокого разрешения или данные элементного анализа CHN в список возможных молекулярных формул. Задайте тип иона, допуск в ppm и диапазоны элементов. Каждый кандидат проверяется по RDBE и азотному правилу и ранжируется по ошибке.
Диапазоны элементов (мин.–макс. атомов)
Как работает поиск формулы
По точной массе
- Пересчитайте ион в нейтральную массу. Вычтите аддукт: протон (1,007276 Da) для [M+H]⁺, Na⁺ (22,989221 Da) для [M+Na]⁺. Для [M−H]⁻ прибавьте протон.
- Переберите формулы в пределах ваших диапазонов элементов, моноизотопная масса которых (¹²C = 12,000000, ¹H = 1,007825, ¹⁴N = 14,003074, ¹⁶O = 15,994915 Da…) попадает в окно ppm: ошибка (ppm) = (расчётная − измеренная) ÷ измеренная × 10⁶.
- Примените химические правила. Эквивалент циклов и двойных связей (RDBE = C − H/2 − X/2 + N/2 + 1) для нейтральной молекулы с чётным числом электронов должен быть целым числом ≥ 0. Это автоматически обеспечивает азотное правило: нечётная номинальная масса означает нечётное число атомов N. Соотношение H/C от 0,2 до 3,1 отсеивает формулы, возможные на бумаге, но химически неправдоподобные.
- Ранжируйте по ошибке массы. При 5 ppm у небольшой молекулы обычно лишь несколько кандидатов. Изотопные картины (Cl, Br, S) и фрагменты сужают выбор ещё больше.
По элементному анализу (CHN)
Анализ сжиганием даёт массовые доли C, H и N (а иногда S или галогенов). Кислород обычно находят по разности. При известной примерной молярной массе, например из масс-спектра, инструмент перебирает все формулы в окне масс и оставляет те, у которых все расчётные проценты совпадают в пределах ±0,4 % — обычного предела, принятого в журналах. Если нужно лишь простейшее целочисленное соотношение по процентам, используйте калькулятор эмпирической формулы.
Разобранный пример
Пик ESI-MS при m/z 195,0877 как [M+H]⁺ даёт M = 194,0804 Da. Поиск по C, H, N и O в пределах 5 ppm даёт C₈H₁₀N₄O₂ (кофеин, расчётный [M+H]⁺ 195,08765, ошибка ≈ −0,3 ppm, RDBE 6). Чётная номинальная масса (194) соответствует чётному числу N (4).
Рисуете структуры для конспекта? MolDraw — бесплатный онлайн-редактор химических структур для молекул, реакций и схем лабораторных установок.
Открыть редактор MolDrawЧасто задаваемые вопросы
Как найти молекулярную формулу по точной массе?
Введите измеренное m/z, выберите тип иона ([M+H]⁺, [M+Na]⁺, [M−H]⁻…) и допуск в ppm. Инструмент вычитает аддукт, перечисляет все формулы в пределах заданных элементов, совпадающие с точностью до этого ppm, и отбрасывает те, что нарушают правила RDBE и азотное правило.
Какой допуск в ppm использовать?
Используйте 5 ppm для типичных данных Orbitrap или Q-TOF или 2–3 ppm для хорошо откалиброванных приборов. Приборам низкого разрешения нужно 20 ppm и более, и они дают намного больше кандидатов.
Что такое азотное правило?
Нейтральная органическая молекула с нечётной номинальной массой содержит нечётное число атомов азота. Молекула с чётной номинальной массой содержит ноль или чётное число N.
Что такое RDBE?
Эквиваленты циклов и двойных связей — то же, что степень ненасыщенности: C − H/2 − X/2 + N/2 + 1. У нейтральной молекулы с замкнутой оболочкой RDBE должно быть целым числом не меньше 0.
Чем это отличается от калькулятора эмпирической формулы?
Калькулятор эмпирической формулы переводит точные проценты в простейшее целочисленное соотношение. Этот инструмент ищет целые молекулярные формулы, которые соответствуют измеренным данным в пределах экспериментальной погрешности — по массе HRMS или по анализу CHN плюс молярная масса, — и ранжирует их.
Почему инструмент выдаёт несколько формул?
Разные формулы могут иметь почти одинаковую массу, особенно выше примерно 300 Da. Чтобы выбрать, используйте более узкое окно ppm, разумные диапазоны элементов, изотопные картины (Cl и Br хорошо заметны) и другие данные.
Другие химические инструменты
Последнее обновление: