Synthesis and fragmentation studies on benzofuran compounds employing electrospray ionization tandem mass spectrometry

Neste trabalho, as fragmentações de 2-aroilbenzofuranos e de neolignanas diidrobenzofurânicas (NDB) foram investigadas empregando espectrometria de massas sequencial com ionização por eletrospray (ESI-MS/MS). Os compostos estudados foram sintetizados e, em seguida, suas vias de fragmentação em condições de dissociação induzida por colisão (CID) foram associadas às suas respectivas estruturas. Além das relações estrutura-fragmentação, espectrometria de massas de múltiplos estágios (MSn) e dados termoquímicos, obtidos por Química Quântica Computacional, foram também utilizados para a elucidação das vias de fragmentação. Para os 2-aroilbenzofuranos protonados, os resultados demonstraram que dois íons acílios, provenientes de rearranjos de hidrogênio competitivos, são os mais intensos nos espectros de íons produtos. O íon acílio [M+HC6H6]+ foi o mais intenso para todos os 2-aroilbenzofuranos investigados devido ao fato de que sua decomposição requerer energia crítica maior que a de outras vias de fragmentação competitivas. No caso das NDBs, os resultados indicaram que perdas de CH3OH e CO são comuns aos compostos analisados, tanto na forma protonada como na forma desprotonada. Entretanto, as perdas de CH3OH a partir de NDB protonadas envolvem migração de carga, enquanto que para moléculas desprotonadas, a perda de metanol é um processo remoto à carga. A perda de ceteno (C2H2O) diretamente da molécula protonada é uma via diagnóstica das NDB acetiladas, enquanto que os íons produtos [M+HC3H6O2]+ ou [M+HC6H6O]+ são diagnósticos das NDB que apresentam saturação entre C7 e C8. Para NDBs desprotonadas, íons produtos formados por perdas de CH3 são diagnósticos de grupos metoxila ligados ao anel aromático. A presença do grupo acetil também levou à formação de alguns íons diagnósticos devido à mudança no sítio de desprotonação. Por sua vez, clivagens da cadeia lateral remotas à carga são fragmentações diagnósticas de NDBs que apresentam saturação entre C-7 e C-8. As estruturas dos íons propostos foram suportadas por dados termoquímicos (entalpia e energia de Gibbs). Os resultados deste trabalho contribuem para o conhecimento da química em fase gasosa desses compostos e auxiliarão na identificação dos mesmos diretamente de misturas.In this work, the fragmentation of 2-aroylbenzofuran and dihydrobenzofuran neolignans (DBN) was investigated using electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS). The studies compounds were synthesized and their fragmentation pathways under collision-induced dissociation (CID) were associated with their respective structures. Besides the structure-fragmentation correlations, multiple-stage mass spectrometry (MSn) and thermochemical data, which were estimated by Quantum Computational Chemistry, were also employed in the elucidation of the fragmentation pathways. For protonated 2-aroylbenzofuran, the results demonstrated that two acylium ions, which arises from two competitive hydrogen rearrangements, are the most intense in the product ion spectra. The acylium ion [M+HC6H6]+ was the most intense for all the investigated 2-aroylbenzofuran, since its decomposition requires a higher critical energy as compared to other competitive fragmentation processes. In the case of DBNs, our results indicated that eliminations of CH3OH e CO are common to the analyzed compounds in their protonated and deprotonated forms. However, eliminations of CH3OH from protonated DBNs involve charge migration, whereas elimination of CH3OH from deprotonated DBNs is a fragmentation remote to the charge site. Elimination of ketene (C2H2O) directly from the protonated molecule is diagnostic for acetylated DBNs, whereas the product ions [M+HC3H6O2]+ or [M+HC6H6O]+ are diagnostic for DBNs displaying a saturated bond between C7 and C8. For deprotonated DBNs, product ions resulting of CH3 losses are diagnostic for methoxyl groups attached to the aromatic ring. The presence of the acetyl group also led to the formation of some diagnostic ions due to the change of the deprotonation site. For compounds that display a saturated bond between C-7 and C-8, cleavages of the side chain of DBNs are also diagnostic. The structures of the proposed ions were supported by thermochemical data (enthalpy and Gibbs energy). The results of this work will contribute to the knowledge of the gas-phase ion chemistry of these compounds and will aid in their identification directly from mixtures