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质谱技术能够提供被测物质精确的分子量、含量和分子的化学结构等信息,在医药、生物、化学、环境学等各种领域得到了广泛的应用;量子化学计算,尤其是密度泛函和从头算的方法已广泛应用于生命科学、材料科学、化学等研究领域,成为研究物质物理化学性质和分子结构的主要手段之一。目前质谱技术结合量化计算已成为研究物质结构和物理化学特性的一种常用的、简洁高效的研究方法。
三唑类杀菌剂具有高效、广谱、低残留、持效期长、内吸性强的特点,兼有保护、治疗和铲除的作用,越来越受到人们的关注。本文应用具有电喷雾(ESI)、大气压化学电离(APCI)、大气压光电离(APPI)三种电离源的离子阱质谱仪对14种三唑类杀菌剂进行了质谱研究。实验结果表明:正离子检测模式明显好于负离子检测模式;APCI源的质谱峰强度明显高于ESI源与APPI源,APCI源及APPI源的分辨率要明显好于ESI源。同时,我们还通过离子阱质谱仪的级联特性对杀菌剂准分子离子进行了多级碰撞诱导解离研究,并选用量化计算中的B3LYP(6-311++G**)方法对三环唑等六种有代表性的三唑类杀菌剂的质谱解离机理进行了理论模拟,给出热力学数据,并对所涉及到的能量进行零点能校正,最终得到分子解离的势能曲线图。通过对势能曲线图及质谱试验结果的分析可知:丢失乙烯等小分子是三唑类杀菌剂质谱解离的共同特点,且大部分三唑类杀菌剂在解离过程中不会打开1,2,4-三唑环,而是将1,2,4-三唑基团作为中性分子丢失而得到以取代苯为主体的碎片分子;但由于结构不同,其解离过程也有所不同,例如三环唑会打开三唑环进行解离,而氯唑磷会得到以三唑环为主体的碎片分子等。
综上所述,本文首次应用质谱技术对三唑类杀菌剂进行了系统的研究,比较了不同电离源以及检测方式对三唑类杀菌剂检测的结果;然后结合碰撞诱导解离试验以及量子化学计算理论系统地研究了六种三唑类杀菌剂的质谱解离机理。本文对进行三唑类杀菌剂的残留检测以及研究三唑类杀菌剂的自然降解等均具有一定的指导意义。