ESI-HRMS法在梓醇丙酰化产物合成过程分析中的应用

ESI-HRMS法在梓醇丙酰化产物合成过程分析中的应用
王国庆;褚铭林;李振兴;于文浩;董春红;王强
【摘 要】采用电喷雾离子化-高分辨质谱(ESI-HRMS)法对梓醇丙酰化产物进行定性确认,利用峰面积归一化法对各产物进行半定量分析,建立了梓醇丙酰化过程分析方法.结果表明:ESI-HRMS法可以快速定性丙酰化产物的种类,而峰面积归一法可以计算得到各梓醇丙酰化产物的相对含量,由此可以根据需要,通过控制反应条件,合成有特定结构的主产物或混合产物.ESI-HRMS法在梓醇丙酰化过程分析中的应用,为梓醇丙酰化产物合成过程分析提供了新途径.
【期刊名称】《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2018(000)003
【总页数】7页(P1-7)
【关键词】自攻丝>便携式行李车梓醇;丙酰化;电喷雾离子化-高分辨质谱;过程分析
【作 者】王国庆;褚铭林;李振兴;于文浩;董春红;王强
【作者单位】郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;河南中医药大学药学院,河南郑州450046;河南省分析测试中心,河南郑州450002
【正文语种】中 文ilvs
【中图分类】O657.63;TS218+.2
0 引言
梓醇是从玄参科植物地黄的新鲜或干燥块根中提取的小分子环烯醚萜苷类化合物,具有多种药理活性[1].以梓醇和丙酸酐为原料,可以合成部分或全部丙酰化的梓醇衍生物,该梓醇衍生物可能具有潜在的抗衰老活性[2].在酯化过程中,梓醇中多个羟基都有可能参与酯化反应,产物为混合物[3],因此需要建立一种分析方法来分析梓醇的酯化过程.
传统混合物体系的分离分析方法主要有气相谱-质谱法(GC-MS)、液相谱-质谱法(LC-MS)等[4-8].梓醇及其丙酰化产物由于沸点较高,热稳定性较差,利用GC-MS分离分析时需
要衍生化,操作步骤繁琐;而丙酰化产物结构相似,难以在液相谱柱上得到有效分离.高分辨质谱(HRMS)法因具有分辨率高、信息量大、样品用量少、灵敏快速等特点,在精确测定有机化合物分子质量、结构解析、反应机理分析等方面发挥着重要作用[9-10],可以直接进样进行质谱分离,避免繁琐的预分离,实现高效的定性定量分析.样品中不同化合物的含量不同,其质谱峰的强度也不同,在一定条件下质谱峰的面积与含量成正比,因此可采用相对峰面积比较法进行半定量分析[11].在常用的质谱电离源中,电喷雾电离源(ESI)因待分析的离子在成为气相离子的过程中不受外界能量激发,不产生碎片,因而在大分子质谱分析中得到广泛应用[12].鉴于此,本文拟将ESI-HRMS法应用于梓醇的丙酰化过程分析中,通过反应原料和产物的相对分子质量和电离方式定性确认梓醇丙酰化产物的种类,根据不同原料和反应产物质谱峰面积进行(半)定量分析,从而实现对梓醇丙酰化过程的分析,以期为梓醇丙酰化产物合成过程分析提供一种新途径.
1 材料与方法
1.1 主要材料与仪器
主要材料:甲醇、乙腈、甲酸、吡啶等,均为谱纯,天津市四友精细化学品有限公司产;
超纯水,郑州轻工业学院实验室制.
主要仪器与设备:0~10 μL规格的微量进样针,100~1000 μL规格的移液器,德国艾本德公司产;Thermo Fisher-Exactive Obitrap型质谱仪,美国赛默飞世尔公司产;Mill-Q Advantage A10型纯水仪,美国密理博公司产.
熬至滴水成珠
1.2 实验方法
1.2.1 梓醇吡啶溶液的制备 准确称量40.0 mg 梓醇,置于微量反应器中,然后用2 mL吡啶充分溶解.用微量进样针抽取10 μL梓醇的吡啶溶液,置于进样瓶中,将进样针用纯乙腈试剂清洗4次,并将清洗液注射于进样瓶中,再用移液器向进样瓶中注射950 μL纯乙腈,密封待测.
1.2.2 反应液的制备条件与取样方法 初始反应条件为梓醇用量40.0 mg,丙酸酐用量 177 μL(丙酸酐与梓醇的物质的量比为121),2 mL吡啶作溶剂,反应温度60 ℃.在不同时间点用微量进样针抽取10 μL反应液到进样瓶中,后将进样针用纯乙腈试剂清洗4次,并将清洗液注射进进样瓶中,再用移液器向进样瓶中注射950 μL纯乙腈,密封待测.
利用正交试验法对全丙酰化产物的合成工艺进行优化,不同时间点的取样方法与上述方法相同.
1.2.3 分析方法 HRMS法测试条件:ESI电离源;自动进样器流动相比例为V(乙腈)V(质量分数1%的甲酸水溶液)=1090;流速为200 μL/min;毛细管温度250 ℃;毛细管电压60 V;tube电压120 V;进样量1 μL;辅助气为N2 (10 L/min);鞘气40 L/ min ;skimmer电压22 V;扫描时间2 min;扫描范围m/z=360~800;电子传输管温度 275 ℃.
分析流程:将所取样品通过高分辨率质谱仪的自动进样器进入到质谱仪中,根据梓醇和不同产物在正、负离子扫描方式下电离后的离子m/z不同,对梓醇和丙酰化产物进行定性分析.将各种产物在负离子扫描方式下质谱图中的相应分子离子峰提取出来,分别进行积分,用峰面积归一化法计算得到各种产物的相对含量.具体步骤如下:分别采用正、负离子扫描方式;对吡啶溶液中梓醇和反应液中梓醇丙酰化产物的电离方式进行确认;考察正、负离子扫描方式下梓醇丙酰化产物的半定量分析结果的差异,进而确定合适的扫描方式;在负离子扫描方式下进行初始反应条件下梓醇与丙酸酐的酯化过程分析;在负离子扫描方式下进行不同实验条件下各产物的相对含量的计算.
2 结果与讨论
2.1 吡啶溶液中梓醇电离方式的分析与确定
超细纤维布图1和图2分别是在正、负离子扫描方式下吡啶溶液中梓醇的质谱图,梓醇的相对分子质量为362.33.图1中,m/z=385.128 70为梓醇的[M+Na]+峰;图2中,m/z=361.094 07,397.068 78,407.096 93分别为梓醇的[M-H]-, [M+Cl]-,[M+HCOO]-峰.因此,本文方法中负离子扫描方式下梓醇加合离子峰的响应灵敏度更高,故原料梓醇的扫描方式选择负离子扫描方式.
自来水供水系统
2.2 梓醇丙酰化产物电离方式的分析与确定
图3为梓醇结构图.梓醇中不同数量(1—6)羟基丙酰化产物的m/z分别为418.15, 474.17, 530.20, 586.23, 642.25和 698.28.
图1 正离子扫描方式下吡啶溶液中梓醇的质谱图Fig.1 Mass spectra of catalpol in pyridine solution under positive ion scanning mode
图2 负离子扫描方式下吡啶溶液中梓醇的质谱图Fig.2 Mass spectra of catalpol in pyridine solution under negative ion scanning mode
图3 梓醇结构图Fig.3 Structure digram of catalpol
图4为正离子扫描方式下反应1 h后所取反应液的质谱图,m/z=554.219 83,610.275 69,666.304 97,722.333 27,778.361 99分别为梓醇中2—6个羟基丙酰化产物的[M+C5H6N]+峰. 图5为负离子扫描方式下反应 1 h 后所取反应液的质谱图,m/z=463.118 78,519.142 78,575.165 83,631.188 78,687.211 87,743.236 11分别为梓醇中1—6个羟基丙酰化产物的[M+HCOO]-峰.表1为梓醇及不同丙酰化产物在质谱图上所出峰的m/z.从表1可知,在负离子扫描方式下,梓醇中1—6个羟基丙酰化产物的质谱峰都可以检测出来.因此,梓醇丙酰化产物也选择负离子扫描方式.
2.3 梓醇丙酰化产物的半定量分析
图6为负离子扫描方式下反应1 h后所取反应液中各产物所出质谱峰的积分图,从上往下依次为梓醇分子结构中1—6羟基丙酰化产物的[M+HCOO]-峰,其中AA代表质谱峰的峰面积,NL代表质谱仪的响应强度.该扫描方式下各种产物C1—C6的相对含量分别为 0.47%,1.43%,19.43%,52.71%,25.48%和 0.48%.因此,在不同的反应时间中,梓醇分子不同数目羟基丙酰化产物的相对含量不同,这些不同反应时间的反应结果可以反映相应丙酰
化产物的变化趋势,跟踪分析梓醇丙酰化反应过程.
图4 正离子扫描方式下1 h后所取反应液的质谱图Fig.4 Mass spectra of reaction solution after one hour under positive ion scanning mode
图5 负离子扫描方式下反应1 h后所取反应液的质谱图Fig.5 Mass spectra of reaction solution after one hour under negative ion scanning mode
表1 梓醇与不同丙酰化产物在质谱图上所出峰的m/zTable 1 m/z of catalpol and its different propionylated products on the mass spectrum峰梓醇C1C2C3C4C5C6M362.33418.15474.17530.20586.23642.25698.28[M-H]-361.094 07——————[M+Cl]-397.068 78——————[M+HCOO]-407.096 93463.118 78519.142 78575.165 83631.188 78687.211 87743.236 11[M+Na]+385.128 70——————[M+C5H6N]+——554.219 83610.275 69666.304 97778.361 99722.333 27

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