Investigation of copper complexes using mass spectrometry

Abstract

Souhrn Tato dizertace sa zabývá komplexy mědi a jejich reaktivitou v plynné fázi. Komplexy byly analyzovány hmotnostní spektrometrií s elektrosprejovou ionizací (ESI-MS), infračervenou multifotonovou fotodisociační spektroskopií (IRMPD) a teoretickými výpočty. V první části dizertace jsem studovala komplexy mědi s redox-aktivními ligandy (katechol, maltol a 9,10-fenantrachinon) a porovnala jsem jejich strukturu a reaktivitu s analogickými komplexy jiných kovů. Struktura komplexů jsem studovala pomocí kolizně indukované disociace (CID) a IRMPD spektroskopie. Redoxní vlastnosti komplexů mědi byly studovány a určeny na základě odlišných frekvencí C-O vibrací a CID fragmentačních experimentů. Komplexy s fenantrachinonem a maltolem vykazovaly redoxní aktivitu. V druhé části práce byly zkoumány negativně nabité komplexy mědi s chelatujícím ligandem L (L = N,N'-bis(2,6-diisopropylfenyl)-2,6-pyridindikarboxamid) a různými protiionty. Pozorovala jsem, že elektrosprejová ionizace komplexů s chlorečnanem jako protiiontem vede ke vzniku komplexů [CuIII (L-2H)(O)]− . Dále byly studovány jiné měďnaté komplexy, konkrétně [Cu(L-2H)(CH3COO)]− a [Cu(L-2H)(CH3O)]− . CID experimety v případě [Cu(L-2H)(CH3COO)]− ukázaly, že se tento komplex rozpadá za ztráty acetoxy radikálu, nebo kyseliny octové. Fragmentace komplexu...

This dissertation thesis reports the study of several copper complexes and their reactivity in the gas phase. The complexes were analyzed using different methods, namely, electrospray ionization-mass spectrometry (ESI-MS), infrared multiphoton dissociation (IRMPD) spectroscopy and theoretical calculations. In the first part, the complexes of redox-active ligands (catechol, maltol, and phenanthraquinone) with copper were studied under electrospray ionization conditions. [Cu(PQ)2]+ (PQ = 9,10-phenanthraquinone), [Cu(maltol)(maltol-H)]+ and [Cu(maltol)(maltol-H2)]+ were produced by electrospray ionization. The copper complexes were compared with complexes of other metals (Zn, Ag, and Na), and the structures were studied by collision induced dissociation (CID) and IRMPD spectroscopy. The redox process of copper complexes was studied using the C-O stretching mode as a redox marker and using fragmentation experiments. Both the phenanthraquinone and maltol ligands showed redox activity of the studied copper complexes in the gas phase. In the second part, negatively charged complexes of copper with pincer ligand L (L = N,N'-bis[2,6-diisopropylphenyl]-2,6-pyridinedicarboxamide) were investigated to show the effects of different counter-ions. The results showed that electrospray ionization of copper chlorate...