第1部分-气相色谱法

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介绍

维基百科的定义“衍生”如下:

衍生化技术用于化学,,将化合物转换成产品相似的化学结构,称为导数。

一般来说,一个特定的官能团的化合物参与衍生化反应和转换推论偏离的衍生物反应,溶解度、沸点、熔点、聚合状态,或化学成分。产生新的化学性质可以用来量化或分离的推论。

衍生化技术经常用于化学分析的混合物

这意味着化学衍生化是“湿”。尽管色析法可能不喜欢这种类型的化学,它是通常用于特定的用途,在第一段中提到的这个词的定义。类似,但不同。

烷基化、酯化反应

我还记得从我的基本化学类的化学反应将可怕的气味丁酸酯与pineapple-like气味。所以我们的丑陋的推论是丁酸,转化剂是乙醇(催化剂)和美丽的产品是丁酸ethylester或乙基butanoate。

图1:丁酸酯化。

让我们看看这两个组件的物理性质。

• 有沸点下降超过40°C和熔点下降超过80°C
• 很极酸转化为一个非极性和挥发性酯

在气相色谱我们蒸发组件,因此低沸点和/或高波动性/蒸汽压就是我们想要的——当然——热稳定性。酯化可用于所有类型的有机或无机酸挥发性产品。无机酸的一个例子是硼酸(H₃薄₃),熔点169°C下分解,因此没有沸点。衍生化的甲基化剂硼酸三甲酯给出了-34°C的熔点和沸点69°C,因此可能与GC分析(加上没有更多热分解)。今天最经常发现甲基化脂肪/脂肪酸转变成脂肪酸甲基酯(名声)或生物柴油(甘油的酯交换反应酯甲基酯)。经典的重氮甲烷或borontrifluoride /甲醇衍生剂使用,第一个高度爆炸性的试剂,后者很积极的一个。今天,氢氧化反应与trimethylsulfonium (TMSH)者优先。这是由于简单的混合样品和试剂并将它直接注入加热喷油器,立即反应发生的地方。比较看以下两个程序的衍生化脂肪酸或甘油三酯成名的:

甲硅烷基化反应

甲硅烷基化是最广泛使用的衍生化技术在气相色谱法。所有类型的官能团可以derivatized这些试剂,只要有一个酸性的氢分子中某个地方。醇类、酚类、硫醇、胺类、有机酸和CH-acidic组件可以derivatized。有很多不同的试剂如MSTFA, BSTFA, TMS, TMSI, TMSDEA, MSHFBA, HMDS, DERIVA-SIL TRI-SIL。他们的共同点,三甲基硅烷基转移组(TMS,森那美₃)

一个典型的二-(三甲基硅烷基)-trifluoroacetamide过程(BSTFA)是:5 - 10毫克的样品瓶中添加0.5毫升甲硅烷基化试剂1毫升的衍生化品位溶剂紧随其后。(有时额外的溶剂是必要的)。衍生化作用发生通常与解决方案或在变暖为10 - 15分钟60°C。氨基酸可能需要反应在密封管或瓶和加热混合物的沸点附近,直到获得一个明确的解决方案。

甲硅烷基组添加很多波动离析物分子尽管分子量的增加。糖是一个很好的例子。如果你热一个underivatized糖,你会得到一个产品并不是一味地或木炭,但没有蒸发。trimethylsilylation后的羟基糖,有足够的挥发性被GC分析蒸发注入而不分解。

酰化反应

所有组件轴承一个活跃的氢醇、初级和二级胺,和硫醇可以转化为相应的酯,酰胺或硫代酸酯的反应与酸酐或酸性氯化物。使用最广泛的乙酸酐和perfluoroacetic,丙和-butanoic酸和fluoroacylimidazoles是上述的咪唑酰胺氟酸。他们最大的优势是,只有咪唑反应后剩余的反应容器,这是惰性相比免费全氟酸,反应后形成酸酐。AA =乙酸酐,TFAA =三氟乙酸酐;PFPA = pentafluoropropanoic酸酐和HFBA = heptafluorobutanoic酸酐。氟化酐缩写为TFA-derivatives, PFP-derivatives HFB-derivatives。

的全氟酐为GC提供了一个优势。它们在分子中引入trifluoromethyl组,获得可见性的电子捕获检测器(ECD)——一个选择性检测器等分子强烈的电负性官能团卤素或硝基组。另一个优势是fragmentation-directing效应在蛋白质组学质谱检测和其他生物有机的样本。

一个典型的trifluoroacetylation过程是:溶解50μg (ECD)或250μg (FID) 0.5毫升的样品衍生化苯级5毫升瓶。添加0.1毫升0.05 m-trimethylamine /苯溶液10μg酐紧随其后。盖的瓶和热15分钟到50°C。酷,加1毫升5%的氨水溶液。5分钟和分离苯层。直接注入。

组合的方法

有时多个衍生化进行,由于目标分子的结构。一个很好的例子就是类的氨基酸。羧酸,还携带一个基本的氨基和zwitter-ionic——至少在水溶液。的衍生化氨基酸是一个两步的过程。首先转化为羧基的酯和二氨基转化为酰胺:

图2:两步衍生化氨基酸。反应产品热稳定和不稳定,可以被注入分析例如手性列上,像CP-Chirasil-L-Val相应的氨基酸对映体纯度。

典型的程序是:第一步酯化:1毫升量2 m-hcl丙胺添加到干燥的样品。空气与氮取代。1毫升的乙硫醇trytophan添加防止氧化分解和胱氨酸转化为半胱氨酸。在110°C的反应混合物加热一小时。溶剂和试剂过剩与温柔的氮去除。第二步酰化:250μL体积的乙酸ethylester和50μL TFAA添加和110°C的反应混合物加热10分钟。如果精氨酸是待定,温度必须增加到150°C。溶剂和试剂过剩与温柔的氮流蒸发。残留是溶解在一个已知体积的二氯甲烷,可以直接注射。

这也表明,衍生化过程可能相当复杂。

缺点

如果你注入样品与未反应的衍生化试剂或他们的反应产物,它可以发生,列流血会增加不少。硅氧烷阶段总是携带免费硅醇组和这些像酒精组和derivatized和链可以被打破的。也都trimethylsilylation试剂给一个特定的反应产物,hexamethylcyclotrisiloxane D3 -这也是主要成分测量列流血和因此误诊。

结论

衍生化气相色谱法是用来:

• 降低沸点
• 增加波动性/蒸汽压力
• 提高热稳定性
• 加强对于某些探测器响应

衍生化反应可以很简单,比如添加试剂注射,或复杂的两步方法氨基酸。

引用

1. 诉Tetko, j . Gasteiger r . Todeschini毛里,d·利文斯通·Ertl v . a . Palyulin e . v .拉琴科n s Zefirov a . s . Makarenko诉y Tanchuk,诉诉Prokopenko;“虚拟计算化学实验室,设计和描述”,j .第一版。援助。摩尔。Des2005年,19日,453 - 63。

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推荐的文献

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• t .丰雄'oka;“现代衍生化方法分离科学”,Wiley-Interscience,纽约1999。ISBN 978 - 0471983644。

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本文的第2部分衍生化液相色谱中。