Микотоксины - вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов. Одним из важных семейств микотоксинов, с точки зрения мониторинга их содержания в кормах и продовольственном сырье, являются трихотецены. Масс-спектрометрические методики качественного и количественного определения микотоксинов являются наиболее чувствительными и позволяют охватить широкий круг аналитов. Однако при разработке таких методик исследователи мало внимания уделяют изучению структурных особенностей ионизации и фрагментации молекул микотоксинов. Эти знания могут в дальнейшем помочь в усовершенствовании новых создаваемых методик. На примере Т-2 токсина, одного из наиболее токсичных и часто выявляемых представителей трихотеценов, проведены модельные теоретические исследования некоторых процессов происходящих в масс-спектрометре. Квантово-химически, в рамках теории функционала плотности (PBE/def2-TZVP) рассмотрены закономерности изменения геометрии при протонировании различных донорных центров молекулы Т-2 токсина. Всего рассмотрено 10 центров протонирования,\ для понимания структуры псевдомолекулярного иона [M+H]+, образующегося в источнике электрораспылительной ионизации масс-спектрометра. Наиболее энергетически выгодным направлением протонирования стало взаимодействие иона водорода со свободной спиртовой группой молекулы. При этом также происходит взаимодействие иона водорода с карбонильным кислородом соседней ацетильной группы. Полученные результаты, также способные объяснить некоторые направления фрагментации псевдомолекулярного иона в масс-спектрометре, которые хорошо согласуются с литературными данными. По итогам оптимизации геометрии наиболее энергетически выгодной геометрии иона [M+H]+ происходит удлинение С-О связи спиртовой группы, которая может приводить к отщеплению молекулы воды и сложноэфирной С-О связей изовалерильного заместителя.
Mycotoxins are secondary metabolites of microscopic molds. One of the important families of mycotoxins, from the point of view of monitoring their content in feed and food raw materials, are trichothecins. Mass spectrometric methods for the qualitative and quantitative determination of mycotoxins are the most sensitive and make it possible to cover a wide range of analytes. However, when developing such techniques, researchers pay little attention to studying the structural features of ionization and fragmentation of mycotoxin molecules. This knowledge can further help in the improvement of new techniques being created. Using the example of T-2 toxin, one of the most toxic and frequently detected representatives of trichothecenes, model theoretical studies of some processes occurring in a mass spectrometer have been conducted. Quantum-chemically, within the framework of the density functional theory (PBE/def2-TZVP), the patterns of geometry changes during protonation of various donor centers of the T-2 toxin molecule are considered. In total, 10 protonation centers were considered, necessary to understand the structure of the pseudomolecular ion [M+H]+ formed in the electrospray ionization source of the mass spectrometer. The most energetically advantageous direction of protonation was the interaction of the hydrogen ion with the free alcohol group of the molecule. In this case, the hydrogen ion also interacts with the carbonyl oxygen of the neighboring acetyl group. The results obtained can also explain some directions of pseudomolecular ion fragmentation in the mass spectrometer, which are in good agreement with the literature data. As a result of optimization of the geometry of the most energetically favorable geometry of the [M+H]+ ion, the C-O bond of the alcohol group is elongated, which can lead to the cleavage of the water molecule and the ester C-O bonds of the isovaleryl substituent.