Wielostopniowa spektrometria mas w badaniach struktury makrocząsteczek poliestrów alifatycznych

Wielostopniową spektrometrię mas w połączeniu z jonizacją metodą elektrorozpylania (ESI-MS11) zastosowano do scharakteryzowania struktury poli[(R, S)-p-butyrolaktonu] i pori(cc-metylo-P-pentylo--P-propiolaktonu) otrzymanych w wyniku anionowej polimeryzacji odpowiednich laktonów (schemat A) oraz struktury naturalnych kopoliestrów alifatycznych (PHA). Przedmiot badań stanowiły przy tym następujące zagadnienia: a) analiza grup końcowych oraz weryfikacja chemicznej jednorodności (rys. 1 i 2); b) oznaczanie ciężaru cząsteczkowego i jego rozkładu (rys. 3); c) badanie rozkładu sekwencji i składu chemicznego kopoliestrów (rys. 4-6). Stwierdzono, że technika ESI-MS" pozwala na uzyskanie w dogodny sposób informacji odgrywających istotną rolę w określaniu mechanizmów polimeryzacji oraz wydajności reakcji zakańczania łańcuchów polimerowych. W przypadku PHA technika ta umożliwiła określenie rozkładu sekwencji komonomerów w szerszym zakresie ciężarów cząsteczkowych w porównaniu z opisanymi w literaturze badaniami PHA z zastosowaniem innych niż ESI "miękkich" metod jonizacji. Po raz pierwszy zweryfikowano też statystyczny rozkład merów wchodzących w skład łańcuchów wybranych PHA.

---

Multistage mass spectrometry used in combination with electrospray ionization method (ESI-MS) was used to investigate the chemical structure of synthetic models of aliphatic polyesters, viz., poly[(R, S)-freto-butyrolactone] and poly(aZp/zfl-methyl-feeto-pentyl-&eto-propiolactone)/ prepared by anionie polymerization of suitable lactones (Scheme A) and natural aliphatic copolymers (PHA). The study comprised: (z) analysis of end groups and verification of their chemical homogeneity (Figs. 1, 2); (if) determination of M and MWD (Fig. 3); (iii) determination of sequence distribution in, and chemical structure of, selected aliphatic copolymers (Figs. 4-6). The ESI-MS technique affords the information essential for establishing the mechanisms of polymerization and the yield of chain termination reactions. For PHA, this technique enabled the distribution of monomer sequence to be established over a broader range of M as compared with that reported for PHA studied by "soft" ionization MS techniques other than ESI, as well as by fragmentation analysis of chemical structure of individual copolyester molecular ions. It enabled - for the first time - the statistical distribution of the mers incorporated into the chains of selected PHA to be verified.