Quadrupol-Ionenfallen-Massenspektrometer mit ESI-Quelle und Kühloption

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423159786

Die Elektrosprayionisierungs (ESI)-Massenspektrometrie hat sich als eine der leistungsfähigsten analytischen Methoden zur Identifizierung reaktiver Zwischenstufen etabliert, insbesondere für metallorganische Reaktionen. Darüber hinaus können Gasphasenexperimente an Massen-selektierten Ionen die mikroskopische Reaktivität dieser Spezies bestimmen und dabei störende Effekte intermolekularer Austauschprozesse oder koordinierender Lösungsmittelmoleküle ausschließen. Die so erhältlichen mechanistischen Erkenntnisse sind der Schlüssel für die wissensbasierte, systematische Entwicklung verbesserter synthetischer und katalytischer Anwendungen. Das beantragte Quadrupol-Ionenfallen-Massenspektrometer soll für die Aufklärung Eisen-katalysierter Kreuzkupplungen und Cobalt-katalysierter C–H-Aktivierungen eingesetzt werden. Außerdem sollen damit prototypische Elementarschritte metallorganischer Spezies wie oxidative Additionen, Protontransfer-Reaktionen und reduktive Eliminierungen im Detail untersucht werden. Dazu umfasst das beantragte Gerät auch eine Kühlfunktion, mit deren Hilfe die Temperatur der eigentlichen Ionenfalle sowie des darin befindlichen Heliumgases und der Massen-selektierten Ionen bis auf 100 K abgesenkt werden kann. Dadurch werden temperaturabhängige Experimente möglich, die eingehende Informationen zur Energetik der betrachteten Elementarschritte liefern. Zusätzlich wird die Kühloption den Nachweis thermolabiler Zwischenstufen erleichtern. Der federführende Antragssteller verfügt über umfangreiche Expertise in der Nutzung von ESI-Quadrupol-Ionenfallen-Massenspektrometern zur mechanistischen Untersuchung metallorganischer Reaktionen und hat dafür größtenteils auch ein solches Gerät eingesetzt, das bereits 2008 in Betrieb genommen wurde. Aufgrund des starken Verschleißes, den das bisher verwendete Gerät durch den häufigen Eintrag von Probelösungen hochreaktiver Metallorganyle ausgesetzt war, wie auch der Entwicklung einer neuen Generation von Quadrupol-Ionenfallen-Massenspektrometern lässt sich mit dem alten Massenspektrometer nicht länger Forschung auf höchstem Niveau betreiben, weshalb hier akuter Handlungsbedarf besteht. Das beantragte Gerät soll daher das alte ersetzen und so die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Antragsstellers und seiner Kooperationspartner sichern helfen. Darüber hinaus wird die Kühloption vielversprechende neue Arten von Experimenten ermöglichen, die sich mit den vorhandenen Geräten nicht realisieren lassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Quadrupol-Ionenfallen-Massenspektrometer mit ESI-Quelle und Kühloption
• Gerätegruppe: 1700 Massenspektrometer
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Konrad Koszinowski