分析方法的建立之样品前处理技术（四）

②N-甲基-N-三甲基硅烷基三氟乙酰胺。特点：具有与N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)相同的衍生强度，三甲基氯硅烷添加剂有助于酰胺、仲胺和受阻羟基的衍生化。

相关衍生试剂：a.N-甲基(三甲基硅烷)三氟乙酰胺，N-Methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacet-amide(MSTFA)；b．N-甲基N-三甲基硅基三氟乙酰胺99％／三甲基氯硅烷1％，N-Methyl-N-基、羧基等官能团进行衍生化后可改善样品的气相色谱性质。②改善样品的热稳定性，减少热降解，使用更高的温度适用于快速分析。③改变样品的相对分子质量，相对分子质量增大，有利于样品与基质的分离，提高灵敏度。④改善样品的质谱行为，更易于样品鉴定和定量。⑤引入卤素或吸电子基团，使样品可用CI源检测，提高灵敏度。⑥提高色谱分辨率，减少分子间氢键作用，分离结构相似化合物，如分离手性化合物。

常用的衍生化方法：硅烷化(Silylation)、酰基化(Acylation)、烷基化(Alkylation)、酯化(Esterification)等。

2、硅烷化衍生化

硅烷化衍生化是气相色谱样品处理中应用最多的衍生方法，许多被认为是不挥发性的或是在200～300ºC热不稳定的羟基或胺基化合物经过硅烷化后可成功地进行色谱分析。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，形成挥发性的硅烷化衍生物。活性氢被硅烷基取代后降低了化合物的极性，减少了氢键束缚，所形成的硅烷化衍生物更容易挥发。同时，由于含活性氢的反应位点数目减少，化合物的稳定性也得以加强。硅烷化化合物极性减弱，被测能力增强，热稳定性提高。

硅烷化衍生还可以用于对玻璃器具(如气相色谱的内衬管)和色谱的担体进行去活化。

硅烷化试剂中的烷基硅烷基和反应物中的羟基或胺基上的氢发生交换，形成烷基硅烷基产物。甲硅烷基衍生物是最常用的化学衍生试剂。甲硅烷基衍生物需要活性氢，比如酸、醇类、硫醇、胺、氨基化合物、酮和醛中的氢，该氢会被三甲基硅烷基取代。硅烷化试剂作用同时受到溶剂系统和添加的催化剂的影响。催化剂的使用(如三甲基氯硅烷，吡啶)可加快硅烷化试剂的反应。确定好硅烷化反应的时间和温度至关重要。硅烷化试剂对活泼氢敏感，所以需避免和空气中的水分接触，以防止其吸潮失效。

(1)硅烷化常用试剂如下。

①N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)。特点：N，O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺(BSTFA)是最常用的硅烷化衍生剂，衍生化是引入三甲基硅烷基。许多仲胺和受到空间阻碍的羟基不会与BSTFA单独发生反应，需要加入一定量的三甲基氯硅烷，提高衍生能力。

相关衍生试剂：a．N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺，N，O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroacetamide(BSTFA)；b.N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺99％/三甲基氯硅烷1％，N，O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroaeetamide 99％/Trimethylchlorosilanel％(BSTFA99％/TM(2S1％)；c.N，0-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺90％/三甲基氯硅烷10％，N，O-bis(Trimethylsilyl)trifluoroaeetamide90％/TrimethylchlorosilanelO％(BSTFA90％/TMCSl0%)。

②N-甲基-N-三甲基硅烷基三氟乙酰胺。特点：具有与N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)相同的衍生强度，三甲基氯硅烷添加剂有助于酰胺、仲胺和受阻羟基的衍生化。

相关衍生试剂：a.N-甲基-(三甲基硅烷)三氟乙酰胺，N-Methyl-N-trimethylsilyltriftuoroacet-amide(MSTFA)．b．N-甲基-N-三甲基硅基三氟乙酰胺99%/三甲基氯硅烷1％，N-Methyl-N-Trimethylsilyltrifluoroacetamide99%/Trimethylchlorosilane 1％(MSTFA99％/TMCSl％)。

③N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺。特点：可用于羟基、羧基、硫醇、伯胺和仲胺的衍生，衍生物具有更高的稳定性，反应副产物为中性且易挥发，对衍生受阻的醇类和胺类化合物，叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMCS)添加剂可增加该衍生化试剂的硅烷化能力。

相关衍生试剂：a．N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺，N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilyl)trifluoroacetamide(MTBSTFA)；b.N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺99％/叔丁基二甲基氯硅烷1Y00，N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilvl)trifluoroacetamide99％/tert-butyldimethylchlorosilanel％(MTBSTFA 99％/TBDMCSl％)；c．N-(叔丁基二甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺90%／叔丁基二甲基氯硅烷10％，N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilyl)trifluoroacetamide 90％/tert-butyldimethylchlorosilane 10％(MTBSTFA 90％／TBDMCSl0％)。

④三甲基氯硅烷。特点：作为催化剂来增加硅烷化试剂的衍生反应能力，用来制造三甲基硅烷基，一般不单独使用。

相关衍生试剂：a．三甲基氯硅烷，Trimethylchlorosilane(TMCS)；b.二甲基二氯硅烷(DMDCS)；C.六甲基二硅胺(HMDS)等。

(2)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。

(3)常用的硅烷化试剂的一般衍生化条件：在吹干的提取物残渣中加入100μL的衍生试剂，加盖后在70⁰C衍生化30min，或微波衍生化2～3min，具体视不同化合物而定。

注意事项：应将残渣吹干，水分对衍生化有很大影响，因为衍生化试剂遇水立即分解。

3、酰基化衍生化

酰化作用作为硅烷化的代替方法，可通过羧酸或共衍生物的作用将含有活泼氢合物(如-OH、-SH、-NH)转化为酯、硫酯或酰胺。

(1)常用的酰基化试剂。

①乙酸酐+吡啶。特点：乙酰化是最简便经济、经典的衍生化方法，易于与醇、酚和胺类物质发生反应生成稳定的易汽化衍生物。

②其他酰基化试剂。a.N-甲基双三氟乙酰胺，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)

烷基化作用是将烷基官能团(脂肪族或脂肪、芳香族)添加到活性官能团(H)上。以烷基基团代替氢的重要性在于生成的衍生物与原来化合物相比极性大为下降。常用于修饰改良含有酸性氢的化合物，如羧酸和苯酚。生成的产物有醚、酯、硫醚、硫酯、正烷基胺和正烷基酰胺。弱酸性官能团(如醇)的烷基化要求有强碱催化剂(氢氧化钠、氢氧化钾)。酸性稍强的-OH基团如苯酚和羧酸，弱碱催化剂(氯化氢、三氟化硼)即可。

常用的烷基化试剂有重氮甲烷、碘甲烷，酯化试剂有三氟化硼-甲醇、盐酸-甲醇、氢氧化钾(钠)-甲醇等。

衍生化试剂要求：①衍生剂必须过量且稳定：不过量反应不完全，检测不充分；不稳定，重现性差。②衍生产物和衍生副产物至少是要分离的，如果只能检测到衍生产物最好。③衍生反应要快速完全。

判断衍生化反应的指标：①反应是否迅速、定量进行，反应重复性好坏，反应条件是否温和，是否容易操作。②应选择性高，最好只与目标化合物反应。③衍生化产物只有一种，反应的副产物和过量的衍生化试剂应不干扰目标化合物的分离和检测。④衍生化试剂通用性好，价廉易得。

相关链接：三甲基氯硅烷，硫醇，三氟乙酸酐，碘甲烷