衍生化方法都(衍生化方法的分類)
1.衍生化方法的分類
分衍生化常用的反應有酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、環(huán)化和離子化等。
雖然氣相色譜已有許多衍生化方法，但它有一個致命的缺點是不能用于熱不穩(wěn)定化合物。此外，對于一些有復雜基質(zhì)的實際樣品，除分離上的困難外，還容易污染進樣器和損壞柱子。
衍生化反應從是否形成共價鍵來說，可分為兩種：標記和非標記反應。標記反應是在反應過程中，被分析物與標記試劑之間生成共價鍵；所有其它類型的反應，如形成離子對、光解、氧化還原、電化學反應等都是非標記反應。
另一種區(qū)分衍生化反應是從衍生反應的場所來分，有柱前衍生化（pre-columnderivatization），柱上衍生化（on-columnderivatization）和柱后衍生化（post-columnderivatization）三種。從是否與儀器聯(lián)機的角度來分有：在線（on-line）、離線（off-1ine）和旁線（at-line）（自動化）三種。
目前在HPLC中以離線的柱前衍生法（簡稱柱前衍生法）與在線的柱后衍生法（簡稱柱后衍生法）使用居多，旁線衍生化方法是發(fā)展方向。柱前衍生法和柱后衍生法各有其優(yōu)缺點。
柱前衍生法的優(yōu)點是：相對自由地選擇反應條件；不存在反應動力學的限制；衍生化的副產(chǎn)物可進行預處理以降低或消除其干擾；容易允許多步反應的進行；有較多的衍生化試劑可選擇；不需要復雜的儀器設備。缺點是：形成的副產(chǎn)物可能對色譜分離造成較大困難；在衍生化過程中，容易引入雜質(zhì)或干擾峰，或使樣品損失。
柱后衍生法的優(yōu)點有：（1）形成副產(chǎn)物不重要，反應不需要完全，產(chǎn)物也不需要高的穩(wěn)定性，只需要有好的重復性即可；（2）被分析物可以在其原有的形式下進行分離，容易選用已有的分析方法。缺點是：（1）對于一定的溶劑和有限的反應時間來說，目前只有有限的反應可供選擇；（2）需要額外的設備，反應器可造成峰展寬，降低分辨率。
2.氣相色譜分析中常用哪些衍生化法
1.硅烷化衍生化方法 硅烷化衍生化方法是氣相色譜樣品處理中應用最多的方法，它是利用質(zhì)子性化合物（如醇，酚，酸，胺，硫醇等）與硅烷化試劑反應，形成揮發(fā)性的硅烷衍生物。
硅烷化反應一般在數(shù)分鐘內(nèi)即可完成。 能進行硅烷化的化合物反應活性一般為：醇>酚>羧酸>胺>酰胺，反應活性還受空間位阻的影響，其醇的反應活性為伯醇>仲醇>叔醇，胺的反應活性為：伯胺>仲胺。
2. 酯化衍生化方法 有機酸由于極性較強，易產(chǎn)生嚴重的拖尾現(xiàn)象，而且大多數(shù)有機酸揮發(fā)性差，熱穩(wěn)定性也較低。因此，許多有機酸（特別是長碳鏈的有機酸）在進行氣相色譜分析之前都要衍生為相應的酯。
常用的酯化方法有以下一些。 （1）甲醇法。
有機酸與甲醇在催化劑的存在下加熱，可以發(fā)生酯化反應，生成有機酸的甲酯。當催化劑使用H2SO4、HCl時，需要回流，反應時間較長。
若用三氟化硼作催化劑，反應可在室溫下完成，通常是將三氟化硼通入甲醇中配制酯化劑，然后再進行酯化反應。 （2）重氮甲烷法。
重氮甲烷可與有機酸反應，生成有機酸的甲酯，放出氮氣。 此方法簡便有效，反應速度快，轉(zhuǎn)化率高，很少有副反應，不引入雜質(zhì)，但反應要在非水介質(zhì)中進行。
反應條件雖溫和，但重氮甲烷不穩(wěn)定，有爆炸性，有毒（致癌），制備和使用時要特別小心。常溫下酚羥基可與重氮甲烷緩慢反應，但在0℃以下時可避免酚羥基反應。
（3）三氟乙酸酐法。在三氟乙酸酐的存在下有機酸和酸可以反應生成酯。
此法特別適于空間位阻較大的有機酸和醇或酚的酯化。 （4）其他酯化方法。
為了提高方法的靈敏度和選擇性，有時需要制備甲酯以外的酯，這些酯化方法有的類似于甲酯化反應，如以重氮乙烷、重氮丙烷、重氮甲苯代替重氮甲烷，可制得相應的酯。而且這些試劑穩(wěn)定性好、爆炸性小。
用BF3的丙醇、丁醇或戊醇溶液與有機酸反應，也可制備相應的丙酯、丁酯或戊酯。 3. 酰化衍生化方法 ?；芙档土u基、氨基、巰基的極性，改善這些化合物的色譜性能（減少峰的拖尾），并能提高這些化合物的揮發(fā)性，也能增加某些易氧化化合物（如兒茶酚胺）的穩(wěn)定性。
當?；瘯r引入含有鹵離子的?；鶗r，還可提高使用電子捕獲檢測器（ECD）的靈敏度。常用的?；噭┯絮｛u、酸酐和反應活性的?；铮ㄈ缫宜徇溥颍?。
常用的?；椒ㄓ幸韵乱恍?。 （1）乙?；ā?/p>
標準的乙?；ㄊ菍悠啡苡诼确拢?ml）中，與0.5ml 乙酸酐和1ml乙酸在5℃反應2-6h，真空除去剩余試劑。還可以乙酸鈉為堿性催化劑，以乙酸酐為乙?；噭┻M行乙?；磻?，用于糖類的分析。
吡啶、三乙胺、甲基咪唑等也可作為堿性催化劑。乙?；磻ǔＴ诜撬橘|(zhì)中進行，但胺類和酚類化合物乙?；瘯r可在水溶液中進行。
（2）多氟?；?。常用的多氟?；噭┦侨阴＃═FA），五氟丙酰（PFP）和七氟丁酰（HFB），其反應活性是TFA>PFP>HFB。
TFA和PFP的衍生物揮發(fā)性較強，而HFP的衍生物ECD靈敏度高。多氟?；磻臅r間除取決于多氟酰化試劑的活性外，還取決于目標化合物的活性。
如：麻黃堿和偽麻黃堿及其同系物與三氟乙酸酐（TFAA）在60℃時5min可完成反應：三環(huán)類抗抑郁藥物與七氟乙酸酐（HFBA）在60℃時10min 可完成反應：而哌可酸，脯氨酸，谷氨酸，γ - 氨基丁酸的甲酯與HFBA的反應需在120℃時+20min 完成。多數(shù)情況氟?；磻恍枞軇?，但也有些需在溶劑中進行。
此外，有時還需加堿性催化劑。如胺和酸的多氟?；Ｒ员綖槿軇?，三乙胺為催化劑；糖類的三氟乙?；窃谌燃淄槿軇┲?，以吡啶為催化劑進行的。
4. 鹵化衍生化方法 在目標化合物中引入鹵原子后可使用ECD檢測器，提高檢測的靈敏度（降低檢測限），同時也可改善揮發(fā)性和穩(wěn)定性，常用的鹵化衍生化方法有以下一些。 （1）鹵素法。
用鹵素直接作為衍生化試劑處理樣品，鹵素的作用是加成或取代。 （2）鹵化氫法。
常用HCl和HBr為衍生化試劑與不飽和鏈發(fā)生加成反應或與羥基發(fā)生置換反應。 （3）N - 溴代丁二酰亞胺（NBS 法）。
NBS是選擇性很強的鹵化衍生試劑，可使烯丙位的氫原子發(fā)生溴代反應。
3.氣相色譜分析中常用哪些衍生化法
1.硅烷化衍生化方法
硅烷化衍生化方法是氣相色譜樣品處理中應用最多的方法，它是利用質(zhì)子性化合物（如醇，酚，酸，胺，硫醇等）與硅烷化試劑反應，形成揮發(fā)性的硅烷衍生物。硅烷化反應一般在數(shù)分鐘內(nèi)即可完成。
能進行硅烷化的化合物反應活性一般為：醇>；酚>；羧酸>；胺>；酰胺，反應活性還受空間位阻的影響，其醇的反應活性為伯醇>；仲醇>；叔醇，胺的反應活性為：伯胺>；仲胺。
2. 酯化衍生化方法
有機酸由于極性較強，易產(chǎn)生嚴重的拖尾現(xiàn)象，而且大多數(shù)有機酸揮發(fā)性差，熱穩(wěn)定性也較低。因此，許多有機酸（特別是長碳鏈的有機酸）在進行氣相色譜分析之前都要衍生為相應的酯。常用的酯化方法有以下一些。
(1)甲醇法。有機酸與甲醇在催化劑的存在下加熱，可以發(fā)生酯化反應，生成有機酸的甲酯。當催化劑使用H2SO4、HCl時，需要回流，反應時間較長。若用三氟化硼作催化劑，反應可在室溫下完成，通常是將三氟化硼通入甲醇中配制酯化劑，然后再進行酯化反應。
(2)重氮甲烷法。重氮甲烷可與有機酸反應，生成有機酸的甲酯，放出氮氣。
此方法簡便有效，反應速度快，轉(zhuǎn)化率高，很少有副反應，不引入雜質(zhì)，但反應要在非水介質(zhì)中進行。反應條件雖溫和，但重氮甲烷不穩(wěn)定，有爆炸性，有毒（致癌），制備和使用時要特別小心。常溫下酚羥基可與重氮甲烷緩慢反應，但在0℃以下時可避免酚羥基反應。
(3)三氟乙酸酐法。在三氟乙酸酐的存在下有機酸和酸可以反應生成酯。此法特別適于空間位阻較大的有機酸和醇或酚的酯化。
(4)其他酯化方法。為了提高方法的靈敏度和選擇性，有時需要制備甲酯以外的酯，這些酯化方法有的類似于甲酯化反應，如以重氮乙烷、重氮丙烷、重氮甲苯代替重氮甲烷，可制得相應的酯。而且這些試劑穩(wěn)定性好、爆炸性小。用BF3的丙醇、丁醇或戊醇溶液與有機酸反應，也可制備相應的丙酯、丁酯或戊酯。
3. ?；苌椒?/p>
酰化能降低羥基、氨基、巰基的極性，改善這些化合物的色譜性能（減少峰的拖尾），并能提高這些化合物的揮發(fā)性，也能增加某些易氧化化合物（如兒茶酚胺）的穩(wěn)定性。當?；瘯r引入含有鹵離子的酰基時，還可提高使用電子捕獲檢測器（ECD）的靈敏度。常用的?；噭┯絮｛u、酸酐和反應活性的?；铮ㄈ缫宜徇溥颍?。
常用的酰化方法有以下一些。
(1)乙酰化法。標準的乙?；ㄊ菍悠啡苡诼确拢?ml）中，與0.5ml 乙酸酐和1ml乙酸在5℃反應2-6h，真空除去剩余試劑。還可以乙酸鈉為堿性催化劑，以乙酸酐為乙酰化試劑進行乙?；磻?，用于糖類的分析。吡啶、三乙胺、甲基咪唑等也可作為堿性催化劑。乙?；磻ǔＴ诜撬橘|(zhì)中進行，但胺類和酚類化合物乙?；瘯r可在水溶液中進行。
(2)多氟?；?。常用的多氟?；噭┦侨阴＃═FA），五氟丙酰（PFP）和七氟丁酰（HFB），其反應活性是TFA>PFP>HFB。TFA和PFP的衍生物揮發(fā)性較強，而HFP的衍生物ECD靈敏度高。多氟?；磻臅r間除取決于多氟?；噭┑幕钚酝猓€取決于目標化合物的活性。如：麻黃堿和偽麻黃堿及其同系物與三氟乙酸酐（TFAA）在60℃時5min可完成反應：三環(huán)類抗抑郁藥物與七氟乙酸酐（HFBA）在60℃時10min 可完成反應：而哌可酸，脯氨酸，谷氨酸，γ - 氨基丁酸的甲酯與HFBA的反應需在120℃時+20min 完成。多數(shù)情況氟?；磻恍枞軇灿行┬柙谌軇┲羞M行。此外，有時還需加堿性催化劑。如胺和酸的多氟酰化常以苯為溶劑，三乙胺為催化劑；糖類的三氟乙?；窃谌燃淄槿軇┲?，以吡啶為催化劑進行的。
4. 鹵化衍生化方法
在目標化合物中引入鹵原子后可使用ECD檢測器，提高檢測的靈敏度（降低檢測限），同時也可改善揮發(fā)性和穩(wěn)定性，常用的鹵化衍生化方法有以下一些。
(1)鹵素法。用鹵素直接作為衍生化試劑處理樣品，鹵素的作用是加成或取代。
(2)鹵化氫法。常用HCl和HBr為衍生化試劑與不飽和鏈發(fā)生加成反應或與羥基發(fā)生置換反應。
(3)N - 溴代丁二酰亞胺（NBS 法）。NBS是選擇性很強的鹵化衍生試劑，可使烯丙位的氫原子發(fā)生溴代反應。
4.衍生化方法的應用實例
(1)硅烷化柱前衍生氣相色譜法測定氯霉素殘留：樣品經(jīng)提取，濃縮凈化、微氮吹干后，加入100μL硅烷化試劑，經(jīng)60℃30min反應。氯霉素的沸點降至可供氣相色譜或氣質(zhì)聯(lián)用儀分析用。采用DB-35MS(30m*0.25mm*0.25µm)色譜柱。
(2)氧化鉛后柱衍生—HPLC法測定孔雀石綠殘留：孔雀石綠（malachite green,MG）屬于三苯甲烷類染料。無色的母體形式（leuco malachite green,LMG）是孔雀石綠在魚體及其他生物體內(nèi)的主要代謝產(chǎn)物和存在形式，在檢測孔雀石綠在魚體內(nèi)的殘留，應同時檢測MG與LMG。采用C18柱色譜柱（250*4.6mm I.D.,5μm）和Celite 545氧化鉛后柱（純PbO2(1:1),20mm*2.1mm I.D）。結果在MG、LMG與結晶紫（GV）、母體結晶紫同時檢測時，保留時間分別為：MG 8.33min、GV 14.18min、LMG 18.19min和19.84min。使用氧化鉛后柱衍生—HPLC法測定孔雀石綠殘留，具有分離效率高、快速、重現(xiàn)性好、儀器設備簡單等優(yōu)點，是MG、LMG檢測中最常用的方法。
5.衍生化方法的分類
分衍生化常用的反應有酯化、?；?、烷基化、硅烷化、硼烷化、環(huán)化和離子化等。雖然氣相色譜已有許多衍生化方法，但它有一個致命的缺點是不能用于熱不穩(wěn)定化合物。此外，對于一些有復雜基質(zhì)的實際樣品，除分離上的困難外，還容易污染進樣器和損壞柱子。
衍生化反應從是否形成共價鍵來說，可分為兩種：標記和非標記反應。標記反應是在反應過程中，被分析物與標記試劑之間生成共價鍵；所有其它類型的反應，如形成離子對、光解、氧化還原、電化學反應等都是非標記反應。另一種區(qū)分衍生化反應是從衍生反應的場所來分，有柱前衍生化（pre-columnderivatization），柱上衍生化（on-columnderivatization）和柱后衍生化（post-columnderivatization）三種。從是否與儀器聯(lián)機的角度來分有：在線（on-line）、離線（off-1ine）和旁線（at-line）（自動化）三種。目前在HPLC中以離線的柱前衍生法（簡稱柱前衍生法）與在線的柱后衍生法（簡稱柱后衍生法）使用居多，旁線衍生化方法是發(fā)展方向。
柱前衍生法和柱后衍生法各有其優(yōu)缺點。柱前衍生法的優(yōu)點是：相對自由地選擇反應條件；不存在反應動力學的限制；衍生化的副產(chǎn)物可進行預處理以降低或消除其干擾；容易允許多步反應的進行；有較多的衍生化試劑可選擇；不需要復雜的儀器設備。缺點是：形成的副產(chǎn)物可能對色譜分離造成較大困難；在衍生化過程中，容易引入雜質(zhì)或干擾峰，或使樣品損失。柱后衍生法的優(yōu)點有：（1）形成副產(chǎn)物不重要，反應不需要完全，產(chǎn)物也不需要高的穩(wěn)定性，只需要有好的重復性即可；（2）被分析物可以在其原有的形式下進行分離，容易選用已有的分析方法。缺點是：（1）對于一定的溶劑和有限的反應時間來說，目前只有有限的反應可供選擇；（2）需要額外的設備，反應器可造成峰展寬，降低分辨率。
6.衍生化方法的生化試劑
衍生化試劑很多，簡單的說：它能幫你將不能分析的樣品通過衍生化試劑反應轉(zhuǎn)化為可分析的化合物.衍生化試劑比如有：烷基化試劑、硅烷化試劑、?；噭╊?、熒光衍生化試劑、紫外衍生化試劑、苯甲酰氯衍生化試劑、羥基衍生化試劑 、手性衍生化試劑、氨基衍生化試劑、氣相色譜和液相色譜中常用的柱前衍生化方法、固相化學衍生化法。
高效液相色譜法有甲醛與2,4-二硝基苯肼（DNPH）反應生成腙，衍生化產(chǎn)物醛腙用有機溶劑萃取富集后，在一定溫度下蒸發(fā)、濃縮，再以甲醇或乙腈溶解或稀釋，最后進行色譜測定。雖然已有許多的衍生化試劑被使用，但是目前開發(fā)新的衍生化試劑仍然是一個活躍的研究領域，其主要目的是不斷提高靈敏度和選擇性以及擴大應用范圍。
衍生化試劑要求：①衍生劑必須過量且穩(wěn)定；不過量反應不完全，檢測不充分。不穩(wěn)定，重現(xiàn)性差；②衍生物、衍生產(chǎn)物和衍生副產(chǎn)物至少是好分離的。
當然如果只能檢測到衍生產(chǎn)物最好；③衍生反快速完全。反應慢，柱前衍生還可以，但柱后不行。
因為流速固定，衍生池管路長度一定，留給衍生化的時間是一定的。柱前衍生可以在系統(tǒng)外等衍生完畢后進樣，但也是影響效率的。
硅烷基指三甲基硅烷Si(CH3)3或稱TMS。硅烷化作用是指將硅烷基引入到分了中，一般是取代活性氫。
活性氫被硅烷基取代后降低了化合物的極性，減少了氫鍵束縛。因此所形成的硅烷化衍生物更容易揮發(fā)。
同時，由于含活性氫的反應位點數(shù)目減少，化合物的穩(wěn)定性也得以加強。硅烷化化合物極性減弱，被測能力增強，熱穩(wěn)定性提高。
硅烷化在GC分析中用途最大。許多被認為是不揮發(fā)性的或是在200~300℃熱不穩(wěn)定的羥基化合物經(jīng)過硅烷化后成功的進行色譜分析。
硅烷化試劑作用同時受到溶劑系統(tǒng)和添加的催化劑的影響。催化劑的使用（如三甲基氯硅烷，吡啶）可加快硅烷化試劑的反應。
確定好硅烷化反應的時間和溫度至關重要。必須知道衍生化的轉(zhuǎn)化速率，以實現(xiàn)對未知樣品的定最分析。
硅烷化試劑一般都對潮氣敏感，應密封保存以防止其吸潮失效。這些硅烷化試劑適用于范圍較廣，但如果使用過最，則可能給火焰離子化檢測器造成些麻煩。
三甲基硅烷是GC分析最常用的通用硅烷化基團。引入此基團可改善色譜分離，并使得特殊檢測技術的應用成為可能。
硅烷化試劑還可以用于對玻璃器具（如GC的內(nèi)襯管）和色譜的擔體進行去活化。硅烷化試劑主要是（氯）甲基硅烷系列。
見下：雙（三甲基硅烷基）乙酰胺——（BSA）N,O-二（三甲基硅烷）乙酰胺——（BSA）雙（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺——（BSTFA）二甲基二氧硅烷——（DMDCS）六甲基二硅胺——（HMDS）1,1,1,3,3,3六甲基硅氮烷——（HMDS）N-（叔丁基二甲基硅烷基）-N-甲基三氟乙酰胺——（MTBSTFA）N-甲基三氟乙酰胺——（MTBSTFA）三氟乙酸——（TFA）三甲基氯硅烷——（TMCS）三甲基硅烷咪唑——（TMSI）二甲基二氯硅烷——（DMDCS）N-甲基-n-（三甲基硅烷）三氟乙酰胺（MSTFA） ?；饔米鳛楣柰榛拇娣椒?，可通過羧酸或共衍生物的作用將含有活潑氫合物（如-OH、-SH、-NH）轉(zhuǎn)化為酯、硫酯或酰胺。含有鹵離了的羰基基團可增強電了捕獲檢測器酞化作用具有很多優(yōu)點：保護不穩(wěn)定基團，從而增加了化合物的穩(wěn)定性；可提高如糖類，氨基酸等物質(zhì)的揮發(fā)性。
這些物質(zhì)常帶有大量的極性官能團，加熱時易分解；有助于混合物的分離；使用ECD檢測，分析物檢測下限可降低很多。常用的酰基化試劑有：乙酸酐（AA）、三氟乙酸酐（TFAA）、五氟丙酸酐（PFPA）、七氟丁酸酐（HFBA）、N-甲基雙（三氟乙酸酐）咪唑（MBTFA）、1-（三氟乙酰）咪唑（TFAI）等。
烷基化作用是將烷基官能團（脂肪族或脂肪，芳香族）添加到活性官能團（H）上。以烷基基團代替氫的重要性在于生成的衍生物與原來化合物相比極性大為下降。
該試劑常用于修飾改良含有酸性氫的化合物如羧酸和苯酚。生成的產(chǎn)物有醚，酯，硫醚，硫酯，正烷基胺和正烷基酰胺。
弱酸性官能團（如醇）的烷基化要求有強堿催化劑（氫氧化鈉，氫氧化鉀）。酸性稍強的OH基團如苯酚和羧酸，弱堿催化劑（氯化氫，三氟化硼）即可。
常用的烷基化試劑有重氮甲烷、2,2二甲基丙烷（DMP）、18-冠醚-6、硼酸正丁酯（NBB）、O-鹽酸甲氧基胺、五氟芐基溴（PFBBr）、N-甲基-N-亞硝基對甲苯磺酰胺（Diazald）、N,N-二甲基甲酰胺二縮叔乙醛（DMF-DBA）、N,N-二甲基甲酰胺二縮乙醛（DMF-DEA）、N,N-二甲基甲酰胺二縮甲醛（DMF-DMA）、N,N-二甲基甲酰胺二縮丙醛（DMF-DPA）、1-甲基-3-硝基-1-亞硝基胍（MNNG,97%） 、三甲基苯胺——（TMAH）等。 常用紫外衍生化試劑⑴2,4-二硝基氟苯（最大吸收波長350nm，摩爾吸收系數(shù)>104）⑵對硝基苯甲酰氯（最大吸收波長254nm，摩爾吸收系數(shù)>104）⑶ 對甲基苯磺酰氯（最大吸收波長224nm，摩爾吸收系數(shù)=104）⑷異硫氰酸苯酯（最大吸收波長244nm，摩爾吸收系數(shù)=104）⑸ 對硝基苯基溴（最大吸收波長265nm，摩爾吸收系數(shù)6200 ）⑹ 對溴代苯甲酰甲基溴（最大吸收波長260nm，摩爾吸收系數(shù)=1.8*104）⑺ 萘酰甲基溴（。
