Proton transfer reactivity of large multiply charged ions

Journal of Mass Spectrometry

Volumn 31, Issue 8, 1996, Pages 831-842

  Williams, Evan R ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

Large multiply charged ions; Proton transfer reactivity

Indexed keywords

CONFORMATION; IONIZATION; MODEL; PHASE TRANSITION; PRIORITY JOURNAL; PROTON TRANSPORT; REACTION ANALYSIS; REVIEW; TANDEM MASS SPECTROMETRY; TECHNIQUE;

ANIMALS; HUMANS; MASS SPECTROMETRY; MODELS, CHEMICAL; PROTONS;

EID: 0029739229     PISSN: 10765174     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/(SICI)1096-9888(199608)31:8<831::AID-JMS392>3.0.CO;2-7     Document Type: Review

References (132)

1. C. Tanford and J. G. Kirkwood, J. Am. Chem. Soc. 79, 5333 (1957).
2. M. K. Gilson and B. Honig, Biopolymers 25, 2097 (1986).
3. B. Honig and A. Nicholls, Science 268, 1144 (1995).
4. D. Bashford, D. A. Case, C. Dalvit, L. Tennant and P. E. Wright, Biochemistry 32, 8045 (1993).
5. E. Rajasekaran, B. Jayaram and B. Honig, J. Am. Chem. Soc. 116, 8238 (1994).
6. M. J. Potter, M. K. Gilson and J. A. McCammon, J. Am. Chem. Soc. 116, 10298 (1994).
7. A. Warshel and J. Aqvist, Annu Rev. Biophys. Chem. 20, 267 (1991).
8. A. Warshel and S. T. Russell, Q. Rev. Biophys. 17, 283 (1984).
9. A. Warshel, S. T. Russell and A. K. Churg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 4785 (1984).
10. S. Takashima and H. P. Schwan, J. Phys. Chem. 69, 4176 (1965).
11. W. O. Baker and W. A. Yager, J. Am. Chem. Soc. 64, 2171 (1942).
12. G. King, F. S. Lee and A. Warshel, J. Chem. Phys. 95, 4366 (1991).
13. J. B. Fenn, M. Mann, C. K. Meng, S. F. Wong and C. M. Whitehouse, Science 246, 64 (1989).
14. R. D. Smith, J. A. Loo, R. R. Ogorzalek Loo, M. Busman and H. R. Udseth, Mass Spectrom. Rev. 10, 359 (1991).
15. S. A. McLuckey, G. J. Van Berkel and G. L. Glish, J. Am. Chem. Soc. 112, 5668 (1990).
16. C. J. Cassady, J. Wronka, G. H. Kruppa and F. H. Laukien, Rapid Commun. Mass Spectrom. 8, 394 (1994).
17. M. G. Ikonomou and P. Kebarle, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 117, 283 (1992).
18. R. R. Ogorzalek Loo and R. D. Smith, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 5, 207 (1994).
19. R. R. Ogorzalek Loo, B. E. Winger and R. D. Smith, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 5, 1064 (1994).
20. R. R. Ogorzalek Loo and R. D. Smith, J. Mass Spectrom. 30, 339 (1995).
21. J. A. Loo, C. G. Edmonds, H. R. Udseh and R. D. Smith, Anal. Chim. Acta. 241, 167 (1990).
22. D. P. Little, J. P. Speir, M. W. Senko, P. B. O'Connor and F. W. McLafferty, Anal. Chem. 66, 2809 (1994).
23. K. Ishikawa, T. Nishimura, Y. Koga and Y. Niwa, Rapid Commun. Mass Spectrom. 8, 933 (1994).
24. M. Busman, A. L. Rockwood and R. D. Smith, J. Phys. Chem. 96, 2397 (1992).
25. S. A. McLuckey and D. E. Goeringer, Anal. Chem. 67, 2493 (1995).
26. S. A. McLuckey, G. L. Glish and G. J. Van Berkel, Anal. Chem. 63, 1971 (1991).
27. A. Hunter, J. C. Severs, F. M. Harris and D. E. Games, Rapid Commun. Mass Spectrom. 8, 417 (1994).
28. J. E. Bruce, X. Cheng, R. Bakhtiar, Q. Wu, S. A. Hofstadler, G. A. Anderson and R. D. Smith, J. Am. Chem. Soc. 116, 7839 (1994).
29. R. D. Smith, X. Cheng, J. E. Bruce, S. A. Hofstadler and G. A. Anderson, Nature (London) 369, 137 (1994).
30. X. Cheng, R. Bakhtiar, S. Van Orden and R. D. Smith, Anal. Chem. 66, 2084 (1994).
31. J. E. Bruce, X. Cheng, R. Bakhtiar, Q. Wu, S. A. Hofstadler, G. A. Anderson and R. D. Smith, J. Am. Chem. Soc. 116, 7839 (1994).
32. E. R. Williams, K. D. Henry and F. W. McLafferty, J. Am. Chem. Soc. 112, 6157 (1990).
33. J. P. Speir, G. S. Gorman, C. C. Pitsenberger, C. A. Turner, P. P. Wang and I. J. Amster, Anal. Chem 65, 1746 (1993).
34. R. G. Cooks, J. H. Beynon, R. M. Caprioli and G. R. Lester, Metastable Ions. Elsevier, Amsterdam (1973).
35. L. M. Roth and B. S. Freiser, Mass Spectrom. Rev. 10, 303 (1991).
36. F. M. Harris, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 120, 1 (1992).
37. F. Hillenkamp, M. Karas, R. C. Beavis and B. T. Chait, Anal. Chem. 63, 1193A (1991).
38. A. Overberg, M. Karas, R. Kaufmann and F. Hillenkamp, Rapid Commun. Mass Spectrom. 4, 293 (1990).
39. J. F. Mahoney, J. Perel, S. A. Ruatta, P. A. Martino, S. Husain and T. D. Lee, Rapid Commun. Mass Spectrom. 5, 441 (1991).
40. J. F. Mahoney, J. Perel, T. D. Lee, P. A. Martino and P. Williams, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 3, 311 (1992).
41. R. Chen, X. Cheng, D. W. Mitchell, S. A. Hofstadler, Q. Wu, A. L. Rockwood, M. G. Sherman and R. D. Smith, Anal. Chem. 67, 1159 (1995).
42. D. S. Gross and E. R. Williams, J. Am. Chem. Soc. 117, 883 (1995).
43. D. S. Gross, S. E. Rodriquez-Cruz, S. Bock and E. R. Williams, J. Phys. Chem. 99, 4034 (1995).
44. P. D. Schnier, D. S. Gross and E. R. Williams, J. Am. Chem. Soc. 117, 6747 (1995).
45. D. S. Gross and E. R. Williams, J. Am. Chem. Soc. 118, 202 (1996).
46. P. D. Schnier, D. S. Gross and E.. R. Williams, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 6, 1086 (1995).
47. D. S. Gross, P. D. Schnier, S. E. Rodriguez-Cruz, C. K. Fagerquist and E. R. Williams, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 3143 (1996).
48. S. G. Lias, J. F. Liebman and R. D. Levin, J. Phys. Chem. Ref. Data 13, 695 (1984).
49. T. Nohmi and J. B. Fenn, J. Am. Chem. Soc. 114, 3241 (1992).
50. S. F. Wong, C. K. Meng and J. B. Fenn, J. Phys. Chem. 92, 546 (1988).
51. A. L. Rockwood, M. Busman and R. D. Smith, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 111, 103 (1991).
52. D. H. Aue and M. T. Bowers, in Gas-Phase Ion Chemistry, edited by M. T. Bowers, Vol. 2, p. 1. Academic Press, New York (1979).
53. R. W. Taft, in Proton Transfer Reactions, edited by E. F. Caldin and G. Gold, p. 31. Wiley, New York (1975).
54. P. Kebarle, Annu. Rev. Phys. Chem. 28, 445 (1977).
55. D. J. DeFrees, R. T. McIver and W. J. Hehre, J. Am. Chem. Soc. 102, 3334 (1980).
56. J. L. Beauchamp, D. Holtz, S. D. Woodgate and S. L. Patt, J. Am. Chem. Soc. 94, 2798 (1972).
57. D. P. Ridge, J. Am. Chem. Soc. 97, 5670 (1975).
58. A. A. Bliznyuk, H. F. Schaefer, III, and I. J. Amster, J. Am. Chem. Soc. 115, 5149 (1993).
59. S. A. McLuckey, D. Cameron and R. G. Cooks, J. Am. Chem. Soc. 103, 1313 (1981).
60. Z. Wu and C. Fenselau, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 3, 863 (1992).
61. X.-P. Li and A. G. Harrison, Org. Mass Spectrom. 28, 366 (1993).
62. R. G. Cooks, J. S. Patrick, T. Kotiaho and S. A. McLuckey, Mass Spectrom. Rev. 13, 287 (1994).
63. P. M. W. Gill and L. Radom, J. Am. Chem. Soc. 110, 5311 (1988).
64. S. Petrie, G. Javahery, H. Wincel, J. Wang and D. K. Bohme, J. Am. Chem. Soc. 115, 6290 (1993).
65. S. Petrie, G. Javahery and D. K. Bohme, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 124, 145 (1993).
66. G. Javahery, S. Petrie, H. Wincel, J. Wang and D. K. Bohme, J. Am. Chem. Soc. 115, 6295 (1993).
67. G. Javahery, S. Petrie, A. Ketvirtis, J. Wang and D. K. Bohme, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 116, R7 (1992).
68. 2), is largely irrelevant as long as the definition used is clearly stated.
69. M. M. Bursey and L. G. Pederson, Org. Mass Spectrom. 27, 974 (1992).
70. M. K. Scheller, R. N. Compton and L. S. Cederbaum, Science 270, 1160 (1995).
71. C. Jin, R. L. Hettich, R. N. Compton, A. Tuinman, A. Derecskei-Kovacs, D. S. Marynick and B. I. Dunlap, Phys. Rev. Lett. 73, 2821 (1994).
72. S. Gronert, J. Am. Chem. Soc. 118, 3525 (1996).
73. T. Ast, J. H. Beynon and R. G. Cooks, Org. Mass Spectrom. 6, 741 (1972).
74. J. H. Beynon, R. M. Caprioli and T. Ast, Org. Mass Spectrom. 16, 273 (1972).
75. R. M. Caprioli, J. H. Beynon and T. Ast, Org. Mass Spectrom. 5, 417 (1971).
76. P. M. W. Gill and L. Radon, Chem. Phys. Lett. 147, 213 (1988).
77. T. Weiske, W. Koch and H. Schwarz, J. Am. Chem. Soc. 115, 6312 (1993).
78. I. A. Kaltashov, D. Fabris and C. C. Fenselau, J. Phys. Chem. 99, 10046 (1995).
79. I. A. Kaltashov and C. C. Fenselau, J. Am. Chem. Soc. 117, 9906 (1995).
80. J. Adams, F. H. Strobel, A. Reiter and M. C. Sullards, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 7, 30 (1996).
81. D. H. Aue, H. M. Webb and M. T. Bowers, J. Am. Chem. Soc. 95, 2699 (1973).
82. R. Yamdagni and P. Kebarle, J. Am. Chem. Soc. 95, 3504 (1973).
83. As discussed earlier, this separation distance is too small, as indicated by subsequent calculations of the reaction potentials in Refs 44 and 72.
84. W. D. Price and E. R. Williams, unpublished results.
85. J. S. Klassen, A. T. Blades and P. Kebarle, J. Am. Chem. Soc. 116, 12075 (1994).
86. G. von Helden, T. Wyttenbach and M. T. Bowers, Science 267, 1483 (1995).
87. D. Thölmann, D. S. Tonner and T. B. McMahon, J. Phys. Chem. 98, 2002 (1994).
88. R. C. Dunbar, J. Phys. Chem. 98, 8705 (1994).
89. W. D. Price, P. D. Schnier and E. R. Williams, Anal. Chem. 68, 859 (1996).
90. J. Y. Wu and C. B. Lebrilla, J. Am. Chem. Soc. 115, 3270 (1993).
91. X. Cheng, Z. Wu and C. Fenselau, J. Am. Chem. Soc. 115, 4844 (1993).
92. K. Zhang, D. M. Zimmerman, A. Chung-Phillips and C. J. Cassady, J. Am. Chem. Soc. 115, 10812 (1993).
93. S. Cambell, M. T. Rodgers, E. M. Marzluff and J. L. Beauchamp, J. Am. Chem. Soc. 117, 12840 (1995).
94. The GB values are from the basicity scale of M. Moet-Ner and W. Sieck, J. Am. Chem. Soc. 113, 4448 (1991), adjusted to the scale of Lias et al. (Ref. 48).
95. E. E. Gulcicek, S. Shen, J. O. Boyle, C. M. Whitehouse, D. H. Harrison and P. B. Moore in Proceedings of the 39th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics; Nashville, TN, 1991, p. 1245.
96. R. D. Smith, J. A. Loo, R. R. Ogorzalek Loo, M. Busman and H. R. Udseth, Mass Spectrom. Rev. 10, 359 (1991).
97. G. S. Gorman, J. P. Speir, C. A. Turner and I. J. Amster, J. Am. Chem. Soc. 114, 3986 (1992).
98. Z. Wu and C. Fenselau, Tetrahedron 49, 9197 (1993).
99. T. Simonson and D. Perahia, J. Am. Chem. Soc. 117, 7987 (1995).
100. T. Simonson and D. Perahia, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 1082 (1995).
101. J. B. Fenn, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 4, 524 (1993).
102. D. S. Ashton, C. R. Beddell, D. J. Cooper, B. N. Green and R. W. A. Oliver, Org. Mass Spectrom. 28, 721 (1993).
103. J. C. Y. LeBlanc, K. W. M. Sui and R. Guevremont, Anal. Chem. 66, 3289 (1994).
104. B. E. Winger, K. J. Light-Wahl and R. D. Smith, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 3, 624 (1992).
105. S. K. Chowdhury, V. Katta and B. T. Chait, J. Am. Chem. Soc. 112, 9012 (1990).
106. J. A. Loo, C. G. Edmonds, H. R. Udseth and R. D. Smith, Anal. Chem. 62, 693 (1990).
107. T. R. Covey, R. F. Bonner, B. I. Shushan and J. Henion, Rapid Commun. Mass Spectrom. 2, 249 (1988).
108. K. M. Downard and K. Biemann, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 148, 191 (1995).
109. X. F. D. Chillier, A. Monnier, H. Bill, F. O. Gulacar, A. Buchs, S. A. McLuckey and G. J. Van Berkel, Rapid Commun. Mass Spectrom. 10, 299 (1996).
110. B. L. Schwartz, A. L. Rockwood, R. D. Smith, D. A. Tomalia and R. Spindler, Rapid Commun. Mass Spectrom. 9, 1552 (1995).
111. S. E. Rodriguez-Cruz and E. R. Williams, in Proceedings of the 44th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, Portland, OR, 1996.
112. D. S. Gross, Y. Zhao, P. D. Schnier and E. R. Williams, in Proceedings of the 44th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, Portland, OR, 1996.
113. R. R. Ogorzalek-Loo, H. R. Udseth and R. D. Smith, J. Phys. Chem. 96, 6412 (1991).
114. R. R. Ogorzalek-Loo, H. R. Udseth and R. D. Smith, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 3, 695 (1992).
115. W. J. Herron, D. E. Goeringer and S. A. McLuckey, Rapid Commun. Mass Spectrom. 10, 277 (1996).
116. W. J. Herron, D. E. Goeringer and S. A. McLuckey, Anal. Chem. 68, 257 (1996).
117. W. J. Herron, D. E. Goeringer and S. A. McLuckey, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 6, 529 (1995).
118. R. E. Mather and J. F. J. Todd, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 33, 159 (1980).
119. M. V. Gorshkov, S. Guan and A. G. Marshall, Rapid Commun Mass Spectrom. 6, 166 (1993).
120. B. E. Winger, K. J. Light-Wahl, A. L. Rockwood and R. D. Smith, J. Am. Chem. Soc. 114, 5897 (1992).
121. D. Suckau, Y. Shi, S. C. Beu, M. W. Senko, J. P. Quinn, F. W. Wampler and F. W. McLafferty, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 790 (1993).
122. T. D. Wood, R. A. Chorush, F. M. Wampler, D. P. Little, P. B. O'Connor and F. W. McLafferty, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 2451 (1995).
123. T. Covey and D. J. Douglas, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 4, 616 (1993).
124. B. A. Collings and D. J. Douglas, J. Am. Chem. Soc. 118, 4488 (1996).
125. K. A. Cox, R. K. Julian, R. G. Cooks and R. E. Kaiser, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 5, 127-136 (1994).
126. G. von Helden, T. Wyttenbach and M. T. Bowers, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 146, 349 (1995).
127. D. E. Clemmer, R. R. Hudgins and M. F. Jarrold, J. Am. Chem. Soc. 117, 10141 (1995).
128. P. A. Sullivan, J. Axelsson, S. Altmann, A. P. Quist, B. U. R. Sunqvist and C. T. Reimann, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 7, 329 (1995).
129. C. J. Cassady and S. R. Carr, J. Mass Spectrom. 31, 247 (1996).
130. P. Wolynes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 2426 (1995).
131. P. D. Schnier, W. D. Price, R. A. Jockusch and E. R. Williams, J. Am. Chem. Soc. in press.
132. J. S. Klassen, A. T. Blades and P. Kebarle, J. Phys. Chem. 99, 15509 (1995).