第 二讲 气相色谱中的行生试剂及新进展
第二讲 气相色谱中的衍生试剂及新进展
气相色谱中化学衍生的重要性 ◆改善样品的挥发性和热稳定性 ◆改善样品的峰形 ◆提高分离性能 ◆增加分离检测的选择性和灵敏度
气相色谱中化学衍生的重要性 改善样品的挥发性和热稳定性 改善样品的峰形 提高分离性能 增加分离检测的选择性和灵敏度
气相色谱衍生试剂的主要类型 ◆硅烷化试剂 ◆烷基化试剂(包括酯化试剂) ◆酰基化试剂 ◆其它衍生试剂(手性试剂等)
气相色谱衍生试剂的主要类型 硅烷化试剂 烷基化试剂(包括酯化试剂) 酰基化试剂 其它衍生试剂 (手性试剂等)
1硅烷化试剂 凡含有活泼氢的化合物都能与硅烷化试剂反应.最重要的是三甲 基硅衍生试剂 三甲基硅(TMS)衍生试剂与待测物的反应方程式: 0-SiCH3)3 COOH COO-SI(CH3)3 TMS -SH S-SI(CH3)3 /SiCH)3 NH2 NH-Si(CH3)3 SICH3)3 FN-Si(CH3)3 =NH 被衍生化合物的各极性官能团接受硅烷基的能力依次为: 醇(伯>仲>叔)>酚>羧酸>胺(一级胺>二级胺)>酰胺
1 硅烷化试剂 -OH -COOH -SH -NH2 =NH -O-Si(CH3 ) 3 -COO-Si(CH3 ) 3 -S-Si(CH3 ) 3 -NH-Si(CH3 ) 3 -N Si(CH3 ) 3 Si(CH3 ) 3 =N-Si(CH3 ) 3 TMS 凡含有活泼氢的化合物都能与硅烷化试剂反应. 最重要的是三甲 基硅衍生试剂. 三甲基硅（TMS）衍生试剂与待测物的反应方程式： 被衍生化合物的各极性官能团接受硅烷基的能力依次为: 醇(伯>仲>叔) > 酚> 羧酸 > 胺(一级胺>二级胺) > 酰胺
常见的三甲硅烷化试剂 reagents abbreviation structure hexamethyldisilazane HMDS ( CH3)3S1-N-Si(CH3)3 trimethylchlorosilane TMCS (CH3)3SI CI N-methyl-N-TMS-acetamide MSA CH3C-N-SI(CH3) N-methyl-N-TMS-trifluoroacetamide MSTFA CF3C-N-Si(CH3)3 N. O-BiS-TMS-acetamide BSA CH3-C=N Si(CH3)3 O-Si(CH3 )3 n.o. bis-TMS-trifluoroacetamid BSTFA CF3-C=N Si(CH3)3 O-Si(CH33 Trimethylsily imidazole TMSIM (CH3 bSi-
常见的三甲硅烷化试剂 (CH3)3Si N H Si(CH3)3 (CH3)3Si Cl CH3C N Si(CH3)3 O CH3 N Si(CH3)3 O CH3 CF3C CH3 C N Si(CH3)3 O Si(CH3)3 C N Si(CH3)3 O Si(CH3)3 CF3 reagents abbreviation structure hexamethyldisilazane HMDS trimethylchlorosilane TMCS N-methyl-N-TMS-acetamide MSA N-methyl-N-TMS-trifluoroacetamide MSTFA N, O-Bis-TMS-acetamide BSA N, O, bis-TMS-trifluoroacetamide BSTFA Trimethylsilylimidazole TMSIM (CH3) 3 Si N N
N-甲基-N-三甲硅基三氟乙酰胺( MSTFA),N, O-双三甲硅基乙酰胺(BSA),N,O-双三甲硅基 氟乙酰胺( BSTFA),三甲硅基咪唑(TMSM) 的反应性较强。 MSTFA衍生物的挥发性最好 TMSM易与羟基及羧羟基反应,但与脂肪胺不反应, 也不能促进烯醇-TMS醚的形成,主要适于衍生有空 间障碍的羟基化合物。 ■综合各试剂的反应性、选择性、挥发性和副产物的 形成等因素, BSTFA和 MSTFA二种试剂应用最多
N-甲基-N-三甲硅基三氟乙酰胺（MSTFA）， N， O-双三甲硅基乙酰胺（BSA）， N，O-双三甲硅基 三氟乙酰胺（BSTFA），三甲硅基咪唑（TMSIM） 的反应性较强。 MSTFA衍生物的挥发性最好。 TMSIM易与羟基及羧羟基反应，但与脂肪胺不反应， 也不能促进烯醇-TMS醚的形成，主要适于衍生有空 间障碍的羟基化合物。 综合各试剂的反应性、选择性、挥发性和副产物的 形成等因素，BSTFA和MSTFA二种试剂应用最多
三甲基硅烷衍生物的优点: 热稳定性好,挥发性强,易于制备,色谱性能 好,应用最广 ■所有硅烷化试剂制备衍生物后,可直接进行GC 分析,节省了样品制备时间 甲基硅烷衍生物的缺点 对水和酸不稳定,易分解; 由于氧化硅的沉积,易污染FID检测器
三甲基硅烷衍生物的优点: 热稳定性好，挥发性强，易于制备，色谱性能 好，应用最广。 所有硅烷化试剂制备衍生物后，可直接进行GC 分析，节省了样品制备时间。 三甲基硅烷衍生物的缺点： 对水和酸不稳定，易分解； 由于氧化硅的沉积，易污染FID检测器
应用 Mongillo等[1研究了HMDS, BSTFA,乙酸阡 五氟丙酸酐(PFPA)与阿司匹林及其代谢产物的衔 生条件,发现HMDS与分析物在90C反应1h,乙酸 酐与分析物在75°C反应30mn,PFPA与分析物在 700反应45min均形成混合衍生物,面 BSTFA与分 析物分别在室温,60C,90C反应1均能与所有 羟基反应形成单一衍生物
应用 Mongillo 等[1] 研究了HMDS, BSTFA, 乙酸酐, 五氟丙酸酐 (PFPA) 与阿司匹林及其代谢产物的衍 生条件, 发现HMDS与分析物在90oC反应1h, 乙酸 酐与分析物在75oC反应30min, PFPA与分析物在 70oC反应45min均形成混合衍生物, 而BSTFA与分 析物分别在室温, 60oC, 90oC反应1h均能与所有 羟基反应形成单一衍生物
甲硅烷衍生试剂与醇、酚类化 合物反应的影响因素 1.立体效应:伯醇>仲醇>叔醇 2催化剂 常用的催化剂:三甲基氯硅烷(TMCS), TMSIM,三甲 碘硅烷(TMSⅠ)和乙酸钾 Wang等测定了头发、血液、唾液及尿液中的海洛因 及其六种代谢产物,样品经固相萃取处理后,加入衍生试 剂 BSTFA+1%TMCS在70C反应20mn,检出限可达
三甲硅烷衍生试剂与醇、酚类化 合物反应的影响因素 1.立体效应 : 伯醇>仲醇>叔醇 2.催化剂 常用的催化剂: 三甲基氯硅烷（TMCS），TMSIM，三甲 碘硅烷（TMSI）和乙酸钾 Wang 等 [2] 测定了头发、血液、唾液及尿液中的海洛因 及其六种代谢产物，样品经固相萃取处理后，加入衍生试 剂 BSTFA+1% TMCS 在70oC 反应20min，检出限可达 1ng/ml
其它烷基取代的甲硅烷化试剂 1.二甲硅烷化衍生试剂(DMs) ◆N甲基N特丁基二甲硅烷基三氟乙酰胺( MTBSTFA) 该试剂可用于衍生羟基、羧基、巯基、一级胺和二级胺 中的活泼氢,形成特丁基二甲硅烷基( TBDMS)衍生物。 反应形成的副产物易于挥发。 ◆ TBDMS衍生物在质谱中易于失去特丁基形成高丰度的 [M-57+特征离子,适于MS定量分析 ◆二甲硅烷化衍生物比三甲硅烷化衍生物挥发性好,对水 更稳定(但仍不稳定),能给出有用的质谱碎片
其它烷基取代的甲硅烷化试剂 1. 二甲硅烷化衍生试剂（DMS） N-甲基-N-特丁基二甲硅烷基三氟乙酰胺（MTBSTFA） 该试剂可用于衍生羟基、羧基、巯基、一级胺和二级胺 中的活泼氢，形成特丁基二甲硅烷基（TBDMS）衍生物。 反应形成的副产物易于挥发。 TBDMS衍生物在质谱中易于失去特丁基形成高丰度的 [M-57]+特征离子，适于MS定量分析。 二甲硅烷化衍生物比三甲硅烷化衍生物挥发性好，对水 更稳定（但仍不稳定），能给出有用的质谱碎片