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分子式查找工具

简而言之:由精确质量(HRMS、[M+H]+、[M+Na]+、ppm 容差、元素范围、氮规则、RDBE)或由 CHN 元素分析加摩尔质量查找分子式。免费,在网页浏览器中运行,无需下载。

把高分辨质谱峰或 CHN 元素分析结果转换为候选分子式。设置离子类型、ppm 容差和元素范围。每个候选结果都会按 RDBE 和氮规则检查,并按误差排序。

快速回答:m/z 195.0877 作为 [M+H]⁺(5 ppm,CHNO)得到 C₈H₁₀N₄O₂(咖啡因)。元素分析 C 40.00%、H 6.71%,M ≈ 180 时得到 C₆H₁₂O₆。

元素范围(最少–最多原子数)

分子式查找工具的原理

由精确质量

  1. 把离子换算为中性质量。扣除加合离子:[M+H]⁺ 扣除一个质子(1.007276 Da),[M+Na]⁺ 扣除 Na⁺(22.989221 Da)。[M−H]⁻ 则加回一个质子。
  2. 枚举分子式:在你设定的元素范围内,找出单同位素质量(¹²C = 12.000000、¹H = 1.007825、¹⁴N = 14.003074、¹⁶O = 15.994915 Da…)落在 ppm 窗口内的分子式:误差 (ppm) = (计算值 − 实测值) ÷ 实测值 × 10⁶。
  3. 应用化学规则。对于中性的偶电子分子,环加双键当量(RDBE = C − H/2 − X/2 + N/2 + 1)必须是 ≥ 0 的整数。这自动满足了氮规则:名义质量为奇数意味着含奇数个 N 原子。H/C 比在 0.2 到 3.1 之间,可剔除理论上可能但化学上不合理的分子式。
  4. 按质量误差排序。在 5 ppm 下,小分子通常只有少数几个候选结果。同位素峰型(Cl、Br、S)和碎片可进一步缩小范围。

由元素(CHN)分析

燃烧分析给出 C、H、N(有时还有 S 或卤素)的质量分数,氧通常用差减法求得。有了近似摩尔质量(例如来自质谱),查找工具会尝试质量窗口内的每个分子式,并保留计算百分数全部在 ±0.4% 以内的结果,这是期刊通常接受的限值。如果只想由百分数求最简整数比,请使用实验式计算器。

计算示例

ESI-MS 中 m/z 195.0877 处的 [M+H]⁺ 峰给出 M = 194.0804 Da。在 5 ppm 内搜索 C、H、N 和 O,得到 C₈H₁₀N₄O₂(咖啡因,计算 [M+H]⁺ 195.08765,误差 ≈ −0.3 ppm,RDBE 6)。偶数的名义质量(194)与偶数个 N(4)相符。

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常见问题

如何由精确质量求分子式?

输入实测 m/z,选择离子类型([M+H]⁺、[M+Na]⁺、[M−H]⁻…)和 ppm 容差。查找工具会扣除加合离子,列出在你设定的元素范围内、误差在该 ppm 以内的所有分子式,并剔除不符合 RDBE 和氮规则的结果。

应该用多大的 ppm 容差?

典型的 Orbitrap 或 Q-TOF 数据用 5 ppm,校准良好的仪器用 2–3 ppm。低分辨率仪器需要 20 ppm 或更大,候选结果也会多得多。

什么是氮规则?

名义质量为奇数的中性有机分子含有奇数个氮原子;名义质量为偶数的分子不含 N 或含偶数个 N。

什么是 RDBE?

环加双键当量,与不饱和度相同:C − H/2 − X/2 + N/2 + 1。中性的闭壳层分子的 RDBE 必须是大于或等于 0 的整数。

它和实验式计算器有什么不同?

实验式计算器把精确的百分数换算为最简整数比。本查找工具则搜索在实验误差范围内与实测数据相符的完整分子式(数据来自 HRMS 质量,或 CHN 分析加摩尔质量),并对其排序。

为什么查找工具会返回多个分子式?

不同的分子式可能具有几乎相同的质量,尤其是在约 300 Da 以上。可以缩小 ppm 窗口、设置合理的元素范围、利用同位素峰型(Cl 和 Br 很有特征)及其他数据来判断。

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