Les spectromètres de masse sont des devices de haute technologie qui jouent un rôle important dans notre société. Ce sont des devices d’analyse très sensibles, indispensables dans des domaines tels que le diagnostic médical, le contrôle de la qualité des aliments et la détection de substances chimiques dangereuses. Le groupe de recherche dirigé par le Dr Jonas Warneke de l’Institut Wilhelm-Ostwald de chimie physique et théorique de l’Université de Leipzig travaille à modifier les spectromètres de masse afin qu’ils puissent être utilisés à des fins complètement différentes : la synthèse chimique de nouvelles molécules.
Ces spectromètres de masse préparatifs peuvent être utilisés pour produire des composés chimiques d’une nouvelle manière. Les chercheurs ont récemment synthétisé un nouveau composé à partir d’un fragment moléculaire chargé et de l’azote de l’air, qui présente un large éventail d’applications potentielles dans la construction de nouvelles constructions moléculaires. Ils ont publié leurs nouvelles découvertes dans la revue Angewandte Chemie. La couverture du journal visualise le thought de « récolte » de molécules composées de fragments dans une approche semblable à une boîte à graines dans la period gazeuse d’un spectromètre de masse directement dans un flacon chimique qui serait généralement utilisé pour la synthèse conventionnelle.
Développer de nouvelles façons de rompre et de reformer les liaisons chimiques est l’une des tâches principales de la recherche chimique fondamentale. « Lorsqu’une liaison dans une molécule chargée est rompue, le résultat est souvent un fragment chimiquement « agressif », que nous appelons un fragment réactif. Ces fragments sont difficiles à contrôler à l’aide de méthodes établies de synthèse chimique. Vous pouvez les considérer comme des bêtes indomptées. qui attaquent tout sur leur passage. Dans un spectromètre de masse, il existe de nombreuses façons de rompre certaines liaisons et de générer des fragments », explique le Dr Warneke, décrivant les processus dans les spectromètres de masse. Selon lui, les « bêtes » sont gardées dans des ailments particulières motor vehicle il y a un vide à l’intérieur du spectromètre de masse. Cela signifie qu’ils n’ont rien à attaquer, empêchant ainsi les réactions chimiques incontrôlées. « Si nous proposons ensuite une certaine molécule, par exemple l’azote, qui est normalement peu réactive et ne se lie pas, la bête s’en contente automobile elle n’a pas d’autre choix », dit-il. De cette manière, des molécules très difficiles à lier, comme l’azote, peuvent être facilement incorporées dans une nouvelle substance », poursuit Warneke.
Dans le passé, l’équipe de recherche a utilisé cette approche pour amener des fragments réactifs dans des réactions très inhabituelles, par exemple avec des gaz rares, qui sont les éléments chimiques les in addition difficiles à lier. « La stratégie de foundation consistant à contrôler les bêtes chimiques dans les spectromètres de masse n’est pas nouvelle », explique Warneke. Il est utilisé depuis des décennies pour analyser les propriétés des fragments réactifs. Cependant, les nouveaux composés ainsi découverts n’ont moreover pu être utilisés. Les spectromètres de masse montrent ce qui se passe à l’intérieur, mais les nouvelles substances ne sont produites qu’en quantités infimes et ne peuvent généralement pas être extraites. Ils sont souvent simplement détruits lors de la génération du signal utilisé pour les analyses.
C’est pourquoi les chercheurs repartent généralement des expériences avec des spectromètres de masse avec « de grandes connaissances » mais « les mains vides ». « Ils contrôlent la bête. Exactement ce qu’ils espéraient se produit, ils observent la nouvelle molécule aux propriétés potentiellement fascinantes, puis elle disparaît », explique Warneke, décrivant les expériences chimiques réalisées avec des spectromètres de masse conventionnels. La nouvelle publication pourrait changer fondamentalement cette eyesight des réactions chimiques dans les spectromètres de masse. L’équipe de recherche a produit une nouvelle substance à partir d’un fragment agressif et d’azote non réactif et l’a collectée avec des spectromètres de masse préparatifs en quantités suffisantes pour qu’elle puisse être vue à l’œil nu, manipulée et expérimentée davantage.
La quantité de substance produite par cette méthode restera limitée aux apps de la technologie des couches minces pendant un selected temps encore. Cependant, la spectrométrie de masse préparative pourrait bientôt ouvrir de toutes nouvelles possibilités pour ces programs, par exemple dans la manufacturing de micropuces, de cellules solaires ou de revêtements biologiquement actifs. Le groupe de recherche junior a désormais franchi une étape importante dans son projet, financé depuis 2020 par la Freigeist Fellowship de la Fondation Volkswagen.
