进行气相色谱,液相色谱分析时常用的衍生化方法有哪些
1.硅烷化衍生化方法
硅烷化衍生化方法是气相色谱样品处理中应用最多的方法,它是利用质子性化合物(如醇,酚,酸,胺,硫醇等)与硅烷化试剂反应,形成挥发性的硅烷衍生物。硅烷化反应一般在数分钟内即可完成。
能进行硅烷化的化合物反应活性一般为:醇>酚>羧酸>胺>酰胺,反应活性还受空间位阻的影响,其醇的反应活性为伯醇>仲醇>叔醇,胺的反应活性为:伯胺>仲胺。
2. 酯化衍生化方法
有机酸由于极性较强,易产生严重的拖尾现象,而且大多数有机酸挥发性差,热稳定性也较低。因此,许多有机酸(特别是长碳链的有机酸)在进行气相色谱分析之前都要衍生为相应的酯。常用的酯化方法有以下一些。
(1)甲醇法。有机酸与甲醇在催化剂的存在下加热,可以发生酯化反应,生成有机酸的甲酯。当催化剂使用H2SO4、HCl时,需要回流,反应时间较长。若用三氟化硼作催化剂,反应可在室温下完成,通常是将三氟化硼通入甲醇中配制酯化剂,然后再进行酯化反应。
(2)重氮甲烷法。重氮甲烷可与有机酸反应,生成有机酸的甲酯,放出氮气。
此方法简便有效,反应速度快,转化率高,很少有副反应,不引入杂质,但反应要在非水介质中进行。反应条件虽温和,但重氮甲烷不稳定,有爆炸性,有毒(致癌),制备和使用时要特别小心。常温下酚羟基可与重氮甲烷缓慢反应,但在0℃以下时可避免酚羟基反应。
(3)三氟乙酸酐法。在三氟乙酸酐的存在下有机酸和酸可以反应生成酯。此法特别适于空间位阻较大的有机酸和醇或酚的酯化。
(4)其他酯化方法。为了提高方法的灵敏度和选择性,有时需要制备甲酯以外的酯,这些酯化方法有的类似于甲酯化反应,如以重氮乙烷、重氮丙烷、重氮甲苯代替重氮甲烷,可制得相应的酯。而且这些试剂稳定性好、爆炸性小。用BF3的丙醇、丁醇或戊醇溶液与有机酸反应,也可制备相应的丙酯、丁酯或戊酯。
3. 酰化衍生化方法
酰化能降低羟基、氨基、巯基的极性,改善这些化合物的色谱性能(减少峰的拖尾),并能提高这些化合物的挥发性,也能增加某些易氧化化合物(如儿茶酚胺)的稳定性。当酰化时引入含有卤离子的酰基时,还可提高使用电子捕获检测器(ECD)的灵敏度。常用的酰化试剂有酰卤、酸酐和反应活性的酰化物(如乙酸咪唑)。
常用的酰化方法有以下一些。
(1)乙酰化法。标准的乙酰化法是将样品溶于氯仿(5ml)中,与0.5ml 乙酸酐和1ml乙酸在5℃反应2-6h,真空除去剩余试剂。还可以乙酸钠为碱性催化剂,以乙酸酐为乙酰化试剂进行乙酰化反应,用于糖类的分析。吡啶、三乙胺、甲基咪唑等也可作为碱性催化剂。乙酰化反应通常在非水介质中进行,但胺类和酚类化合物乙酰化时可在水溶液中进行。
(2)多氟酰化法。常用的多氟酰化试剂是三氟乙酰(TFA),五氟丙酰(PFP)和七氟丁酰(HFB),其反应活性是TFA>PFP>HFB。TFA和PFP的衍生物挥发性较强,而HFP的衍生物ECD灵敏度高。多氟酰化反应的时间除取决于多氟酰化试剂的活性外,还取决于目标化合物的活性。如:麻黄碱和伪麻黄碱及其同系物与三氟乙酸酐(TFAA)在60℃时5min可完成反应:三环类抗抑郁药物与七氟乙酸酐(HFBA)在60℃时10min 可完成反应:而哌可酸,脯氨酸,谷氨酸,γ - 氨基丁酸的甲酯与HFBA的反应需在120℃时+20min 完成。多数情况氟酰化反应不需溶剂,但也有些需在溶剂中进行。此外,有时还需加碱性催化剂。如胺和酸的多氟酰化常以苯为溶剂,三乙胺为催化剂;糖类的三氟乙酰化是在三氯甲烷溶剂中,以吡啶为催化剂进行的。
4. 卤化衍生化方法
在目标化合物中引入卤原子后可使用ECD检测器,提高检测的灵敏度(降低检测限),同时也可改善挥发性和稳定性,常用的卤化衍生化方法有以下一些。
(1)卤素法。用卤素直接作为衍生化试剂处理样品,卤素的作用是加成或取代。
(2)卤化氢法。常用HCl和HBr为衍生化试剂与不饱和链发生加成反应或与羟基发生置换反应。
(3)N - 溴代丁二酰亚胺(NBS 法)。NBS是选择性很强的卤化衍生试剂,可使烯丙位的氢原子发生溴代反应。
因为三氟乙酸是无色易吸潮挥发性发烟液体,与醋酸气味相似,其物理特性数据如表1所示。三氟乙酸能与水、氟代烷烃、甲醇、丙酮、苯、乙醚、四氯化碳和己烷互溶。而多于六个碳原子的烷烃及二硫化碳在三氟乙酸中溶解度很小,可部分溶解六碳以上烷烃和二硫化碳,特别要提到的是,蛋白质和聚酯类高分子物在TFA中能很好地溶解。三氟乙酸可经氢化锂铝或硼氢化钠还原为三氟乙醛和三氟乙醇。在205℃以上稳定,但其酰胺和酯则较易水解,因此能以酸或酐的形式,制取糖类衍生物、氨基酸和肽衍生物。 三氟乙酸的CF3基团对大部分化学试剂十分稳定,如LiAlH4这样的强还原剂只能将它还原成三氟乙醛或三氟乙醇,而CF3基团保持不变一般的氧化剂不能与它反应,只有高锰酸钾这类强氧化剂可使其缓慢分解此外三氟乙酸与25%NaOH水溶液回流也会转化成草酸盐和氟离子。 三氟乙酸本身在250℃以下很稳定,而它的钠盐在205℃即分解生成CF3COF,NaF和CO等。 三氟乙酸最重要的化学特性是由于CF3基团强吸电子性,通过诱导效应使其成为强酸,在水中三氟乙酸几乎完全是离解的。三氟乙酸又是一非常强的质子给体。
概述:
三氟乙酸(TFA分子式:CF3COOH)别名三氟醋酸,无色挥发性发烟液体,与乙酸气味类似,有吸湿性和刺激性臭味。受吸电子性的三氟甲基的影响而有强酸性,酸性比乙酸强十万倍。熔点-15.2℃,沸点72.4℃,密度1.5351克/厘米3(1℃)。与水、氟代烃、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳、己烷混溶,可部分溶解二硫化碳和六碳以上烷烃,是蛋白质和聚酯的优良溶剂。它也是有机反应的优良溶剂,可获得在一般溶剂中难以获得的结果,例如喹啉在一般溶剂中催化氢化时,吡啶环优先氢化,但在三氟乙酸中苯环优先氢化。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。能被硼氢化钠或氢化铝锂还原为三氟乙醛和三氟乙醇。在205℃以上稳定,酯类和酰胺类衍生物容易水解,因此能以酸或酸酐的形式,制取糖类、氨基酸和肽类衍生物。容易在五氧化二磷作用下脱水为三氟乙酸酐。
三氟乙酸是一种重要的脂肪含氟中间体,由于含有三氟甲基的特殊结构,因此使其性质不同于其他醇类,可以参与多种有机合成反应,尤其用于合成含氟的医药、农药和染料等领域,国内外需求量越来越大,已成为含氟精细化学品的重要的中间体之一。
三氟乙酸(TFA).是一种强羧酸,pKa=0.23,能够刺激人体组织和皮肤.只有轻微的毒性,但是在不流动的地表水中富集则会影响农业和水生系统,并且TFA经历微生物降解产生温室气体CHF3
CAS号 76-05-1 分子式 C2HF3O2 InChIInChI=1/C2HF3O2/c3-2(4,5)1(6)7/h(H,6,7) EINECS号 200-929-3 Mol文件 76-05-1.mol 三氟乙酸(TFA)是一种强羧酸。pKa=-0.23。只有轻微的毒性,TFA经历微生物降解产生温室气体CHF3。
受吸电子性的三氟甲基的影响而有强酸性,酸性比乙酸强十万倍。三氟乙酸在苯胺存在下分解成氟仿和二氧化碳。
能被硼氢化钠或氢化铝锂还原为三氟乙醛和三氟乙醇。在205℃以上稳定,酯类和酰胺类衍生物容易水解,因此能以酸或酸酐的形式,制取糖类、氨基酸和肽类衍生物。容易在五氧化二磷作用下脱水为三氟乙酸酐。
化学反应式:CF3COF+H2O=CF3CO2H+HF