②N-甲基-N-三甲基矽烷基三氟乙酰胺。分析方法特點:具有與N,立之理技O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)相同的样品衍生強度,三甲基氯矽烷添加劑有助於酰胺、前处仲胺和受阻羥基的分析方法衍生化。
相關衍生試劑:a.N-甲基(三甲基矽烷)三氟乙酰胺,立之理技N-Methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacet-amide(MSTFA);b.N-甲基N-三甲基矽基三氟乙酰胺99%/三甲基氯矽烷1%,样品N-Methyl-N-基、前处羧基等官能團進行衍生化後可改善樣品的分析方法氣相色譜性質。②改善樣品的立之理技熱穩定性,減少熱降解,样品使用更高的前处溫度適用於快速分析。③改變樣品的分析方法相對分子質量,相對分子質量增大,立之理技有利於樣品與基質的样品分離,提高靈敏度。④改善樣品的質譜行為,更易於樣品鑒定和定量。⑤引入鹵素或吸電子基團,使樣品可用CI源檢測,提高靈敏度。⑥提高色譜分辨率,減少分子間氫鍵作用,分離結構相似化合物,如分離手性化合物。
常用的衍生化方法:矽烷化(Silylation)、酰基化(Acylation)、烷基化(Alkylation)、酯化(Esterification)等。
2、矽烷化衍生化
矽烷化衍生化是氣相色譜樣品處理中應用最多的衍生方法,許多被認為是不揮發性的或是在200~300ºC熱不穩定的羥基或胺基化合物經過矽烷化後可成功地進行色譜分析。它是利用質子性化合物(如醇、酚、酸、胺、硫醇等)與矽烷化試劑反應,形成揮發性的矽烷化衍生物。活性氫被矽烷基取代後降低了化合物的極性,減少了氫鍵束縛,所形成的矽烷化衍生物更容易揮發。同時,由於含活性氫的反應位點數目減少,化合物的穩定性也得以加強。矽烷化化合物極性減弱,被測能力增強,熱穩定性提高。
矽烷化衍生還可以用於對玻璃器具(如氣相色譜的內襯管)和色譜的擔體進行去活化。
矽烷化試劑中的烷基矽烷基和反應物中的羥基或胺基上的氫發生交換,形成烷基矽烷基產物。甲矽烷基衍生物是最常用的化學衍生試劑。甲矽烷基衍生物需要活性氫,比如酸、醇類、硫醇、胺、氨基化合物、酮和醛中的氫,該氫會被三甲基矽烷基取代。矽烷化試劑作用同時受到溶劑係統和添加的催化劑的影響。催化劑的使用(如三甲基氯矽烷,吡啶)可加快矽烷化試劑的反應。確定好矽烷化反應的時間和溫度至關重要。矽烷化試劑對活潑氫敏感,所以需避免和空氣中的水分接觸,以防止其吸潮失效。
(1)矽烷化常用試劑如下。
①N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)。特點:N,O-雙(三甲基矽烷基)乙酰胺(BSTFA)是最常用的矽烷化衍生劑,衍生化是引入三甲基矽烷基。許多仲胺和受到空間阻礙的羥基不會與BSTFA單獨發生反應,需要加入一定量的三甲基氯矽烷,提高衍生能力。
相關衍生試劑:a.N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺,N,O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroacetamide(BSTFA);b.N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺99%/三甲基氯矽烷1%,N,O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroaeetamide 99%/Trimethylchlorosilanel%(BSTFA99%/TM(2S1%);c.N,0-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺90%/三甲基氯矽烷10%,N,O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroaeetamide90%/TrimethylchlorosilanelO%(BSTFA90%/TMCSl0%)。
②N-甲基-N-三甲基矽烷基三氟乙酰胺。特點:具有與N,O-雙(三甲基矽烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)相同的衍生強度,三甲基氯矽烷添加劑有助於酰胺、仲胺和受阻羥基的衍生化。
相關衍生試劑:a.N-甲基-(三甲基矽烷)三氟乙酰胺,N-Methyl-N-trimethylsilyltriftuoroacet-amide(MSTFA).b.N-甲基-N-三甲基矽基三氟乙酰胺99%/三甲基氯矽烷1%,N-Methyl-N-Trimethylsilyltrifluoroacetamide99%/Trimethylchlorosilane 1%(MSTFA99%/TMCSl%)。
③N-(叔丁基二甲矽烷基)-N-甲基三氟乙酰胺。特點:可用於羥基、羧基、硫醇、伯胺和仲胺的衍生,衍生物具有更高的穩定性,反應副產物為中性且易揮發,對衍生受阻的醇類和胺類化合物,叔丁基二甲基氯矽烷(TBDMCS)添加劑可增加該衍生化試劑的矽烷化能力。
相關衍生試劑:a.N-(叔丁基二甲矽烷基)-N-甲基三氟乙酰胺,N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilyl)trifluoroacetamide(MTBSTFA);b.N-(叔丁基二甲矽烷基)-N-甲基三氟乙酰胺99%/叔丁基二甲基氯矽烷1Y00,N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilvl)trifluoroacetamide99%/tert-butyldimethylchlorosilanel%(MTBSTFA 99%/TBDMCSl%);c.N-(叔丁基二甲矽烷基)-N-甲基三氟乙酰胺90%/叔丁基二甲基氯矽烷10%,N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilyl)trifluoroacetamide 90%/tert-butyldimethylchlorosilane 10%(MTBSTFA 90%/TBDMCSl0%)。
④三甲基氯矽烷。特點:作為催化劑來增加矽烷化試劑的衍生反應能力,用來製造三甲基矽烷基,一般不單獨使用。
相關衍生試劑:a.三甲基氯矽烷,Trimethylchlorosilane(TMCS);b.二甲基二氯矽烷(DMDCS);C.六甲基二矽胺(HMDS)等。
(2)被衍生化合物的各極性官能團接受矽烷基的能力依次為醇(伯>仲>叔>酚>羧酸>胺(一級胺>二級胺)>酰胺。
(3)常用的矽烷化試劑的一般衍生化條件:在吹幹的提取物殘渣中加入100μL的衍生試劑,加蓋後在700C衍生化30min,或微波衍生化2~3min,具體視不同化合物而定。
注意事項:應將殘渣吹幹,水分對衍生化有很大影響,因為衍生化試劑遇水立即分解。
3、酰基化衍生化
酰化作用作為矽烷化的代替方法,可通過羧酸或共衍生物的作用將含有活潑氫合物(如-OH、-SH、-NH)轉化為酯、硫酯或酰胺。
(1)常用的酰基化試劑。
①乙酸酐+吡啶。特點:乙酰化是最簡便經濟、經典的衍生化方法,易於與醇、酚和胺類物質發生反應生成穩定的易汽化衍生物。
②其他酰基化試劑。a.N-甲基雙三氟乙酰胺,N-Methyl_bis-trillUOroacetamide(MBTFA);b.三氟乙酸酐,Trifluoroacetic acid anhydride(TFAA);C.五氟丙酸酐,Pentafluoropropionic acid anhydride(PFAA);d.七氟丁酸酐,Heptafluorobutyric acidanhydride(HFAA);e.N-三氟乙酰咪唑,N-Trifluoroacetylimidazole(TFAI);f.七氟丁酰基咪唑,1-(heptafluorobutyryl)imidazole(HFBI)等。
4、烷基化衍生化(包括酯化)
烷基化作用是將烷基官能團(脂肪族或脂肪、芳香族)添加到活性官能團(H)上。以烷基基團代替氫的重要性在於生成的衍生物與原來化合物相比極性大為下降。常用於修飾改良含有酸性氫的化合物,如羧酸和苯酚。生成的產物有醚、酯、硫醚、硫酯、正烷基胺和正烷基酰胺。弱酸性官能團(如醇)的烷基化要求有強堿催化劑(氫氧化鈉、氫氧化鉀)。酸性稍強的-OH基團如苯酚和羧酸,弱堿催化劑(氯化氫、三氟化硼)即可。
常用的烷基化試劑有重氮甲烷、碘甲烷,酯化試劑有三氟化硼-甲醇、鹽酸-甲醇、氫氧化鉀(鈉)-甲醇等。
衍生化試劑要求:①衍生劑必須過量且穩定:不過量反應不完全,檢測不充分;不穩定,重現性差。②衍生產物和衍生副產物至少是要分離的,如果隻能檢測到衍生產物最好。③衍生反應要快速完全。
判斷衍生化反應的指標:①反應是否迅速、定量進行,反應重複性好壞,反應條件是否溫和,是否容易操作。②應選擇性高,最好隻與目標化合物反應。③衍生化產物隻有一種,反應的副產物和過量的衍生化試劑應不幹擾目標化合物的分離和檢測。④衍生化試劑通用性好,價廉易得。
相關鏈接:三甲基氯矽烷,硫醇,三氟乙酸酐,碘甲烷