Imidazole (IMI) is a basic building block of many biologically important compounds. Thus, its electron ionization properties are of major interest and essential for the comparison with other molecular targets containing its elemental structure. 2-Nitroimidazole (2NI) contains the imidazole ring together with nitrogen dioxide bound to the C2 position, making it a radiosensitizing compound in hypoxic tumors. In the present study, we investigated electron ionization of IMI and 2NI and determined the mass spectra, the ionization energies, and appearance energies of the most abundant fragment cations. The experiments were complemented by quantum chemical calculations on the thermodynamic thresholds and potential energy surfaces, with particular attention to the calculated transition states for the most important dissociation reactions. In the case of IMI, substantially lower threshold values (up to ~ 1.5 eV) were obtained in the present work compared to the only available previous electron ionization study. Closer agreement was found with recent photon ionization values, albeit the general trend of slightly higher values for the case of electron ionization. The only exception for imidazole was found in the molecular cation at m/z 40 which is tentatively assigned to the quasi-linear HCCNH+/ HCNCH+. Electron ionization of 2NI leads to analogous fragment cations as in imidazole, yet different dissociation pathways must be operative due to the presence of the NO2 group. Regarding the potential radiosensitization properties of 2NI, electron ionization is characterized by dominant parent cation formation and release of the neutral NO radical.

中文翻译：

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咪唑及其衍生物2-硝基咪唑的电子电离。

咪唑 (IMI) 是许多具有重要生物学意义的化合物的基本组成部分。因此，它的电子电离特性引起了人们的主要兴趣，并且对于与包含其元素结构的其他分子靶标进行比较必不可少。2-硝基咪唑 (2NI) 包含咪唑环以及与 C2 位结合的二氧化氮，使其成为缺氧肿瘤中的放射增敏化合物。在本研究中，我们研究了 IMI 和 2NI 的电子电离，并确定了最丰富的碎片阳离子的质谱、电离能和出现能。实验辅以对热力学阈值和势能面的量子化学计算，特别注意计算最重要的解离反应的过渡态。在 IMI 的情况下，与之前唯一可用的电子电离研究相比，本工作获得了显着更低的阈值（高达 ~ 1.5 eV）。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。与之前唯一可用的电子电离研究相比，本工作获得了显着更低的阈值（高达 ~ 1.5 eV）。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。与之前唯一可用的电子电离研究相比，本工作获得了显着更低的阈值（高达 ~ 1.5 eV）。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。5 eV) 在目前的工作中获得，与之前唯一可用的电子电离研究相比。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。5 eV) 在目前的工作中获得，与之前唯一可用的电子电离研究相比。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。与最近的光子电离值更接近一致，尽管电子电离情况下的值略高的总体趋势。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。咪唑的唯一例外是 m/z 40 处的分子阳离子，暂时指定为准线性 HCCNH+/HCNCH+。2NI 的电子电离导致与咪唑中类似的碎片阳离子，但由于 NO2 基团的存在，必须使用不同的解离途径。关于 2NI 的潜在放射增敏特性，电子电离的特征在于主要母阳离子形成和中性 NO 自由基的释放。