Mission 16 : Le pari du fragment

 

Contexte :

La molécule synthétisée est connue pour se fragmenter facilement après ionisation électrospray au niveau de sa liaison S-N centrale. Cette fragmentation sépare la molécule en deux parties : la partie benzène-sulfonyle (Partie A, formule C$_{7}$H$_{8}$NO$_{2}S^{+}$) et la partie NH-pyrimidine (Partie B, formule C$_{7}$H$_{12}$N$_{3}$O$_{2}$+).

Le défi provient du fait que les deux fragments résultants, selon la position de la protonation, possède une masse nominale de 170 Da. La mission est donc d'identifier la nature exacte du fragment observé à m/z 170 et d’affirmer ou non qu’il s’agit d’un seul fragment.

Objectif :

Il faut déterminer laquelle des deux parties (Partie A ou Partie B) de la molécule de 3-amino-N-(2,5-dimethoxy-6-methylpyrimidin-4-yl)-4-methylbenzene-1-sulfonamide, après clivage, portait la charge pour former un ion fragment de m/z nominal 170.

 

Stratégie d'analyse :

Le défi est de distinguer deux structures moléculaires potentielles ayant des masses proches. La stratégie repose sur la capacité à séparer les deux ions fragments et à la mesure des masses exactes du ou des ions observés grâce à la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). Cette mesure précise va permettre de déterminer la ou les formules brutes et de les comparer aux deux formules hypothétiques.

 

Choix du mode d'introduction :

 

Comme mentionné dans la mission, la source qui est utilisée est la source d’ionisation électrospray. Pour rappel, l’ionisation électrospray nécessite des molécules ionisées en solution et fonctionne à des débits allant de quelques nano litres par minutes à plusieurs millilitre par minute. Il faut donc trouver un moyen d’introduire sous forme liquide dans la source : cartes I2, I5 ou I6. Il n’est pas fait mention d’impuretés qui pourraient générer des effets matrices et affecter l’ionisation. Une séparation chromatographique en amont n’est donc pas forcément nécessaire. On pouvait donc envisager une infusion à l’aide d’un pousse seringue avec un faible débit (carte I5) ou en mode flow injection Analysis (Carte I6).

 

 

Choix de la source d'ionisation :

Dans la mission il est fait mention de la source d’ionisation électrospray. Il n’y avait donc pas le choix.

Choix de l’analyseur:

Pour déterminer une formule brute à partir d'une masse exacte, un analyseur à haute résolution est indispensable. Plusieurs configurations d’analyseurs sont disponibles qu’il s’agisse d’analyseurs simples ou combinés. On cherche à déterminer la masse exacte de fragments. Il faut donc faire de la MS/MS. Il faut aussi que l’analyseur soit capable de séparer les 2 fragments pour cela, il faut calculer la résolution minimale nécessaire.

 

·       La fiche mission indique les masses mono-isotopiques (les masses exactes).  Il faut donc calculer la résolution minimale requise (R) pour distinguer deux pics. La formule est R=m/Δm, où m est la masse et Δm l’écart entre les masses. Δm correspond à 170.09403-170.027025 soit un écart de 0.0653780 unité de masse atomique soit 65.378 milli unité de masse atomique.

·       Ce qui fait en prenant ma masse m à 170.09403 une résolution de 2600. (170.09403 divisé par 0.0653780).

On doit donc choisir une combinaison d’ analyseur haute résolution avec résolution supérieure à cette valeur et qui permet de faire de la MS/MS. En tenant compte du nombre de crédits à disposition, les choix étaient cartes A7, A9 ou A10.

 

Choix du mode de balayage:

 

Pour obtenir les 2 fragments, nous devons fragmenter la molécule synthétisée ou plutôt son ion précurseur en utilisant une expérience de MS type ions produits. C’est la carte B4.

 

 

Traitement des données :

 

A partir du spectre de masse obtenu, nous pourrons rechercher les formules brutes correspondantes aux différents signaux (Carte D9)