CN112834599B - 一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂和方法,所述化学混合溶液包括混合有溶剂的位置异构氨基联苯分子和α‑环糊精。通过简单地将氨基联苯样品与α‑环糊精(或α‑环糊精衍生物)配制成混合溶液,然后利用电喷雾电离产生“氨基联苯‑α‑环糊精”的非共价复合物离子,即[α‑环糊精‑Ap‑H]+,然后再利用离子迁移谱技术测量它的离子迁移谱,即可获得氨基联苯分子不同位置结构信息。

Description

一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂和方法
技术领域
本发明涉及分析测试技术领域,具体涉及一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂和方法。
背景技术
分子是物质世界的最基本组成单元,而位置异构体是分子的基本属性之一。组成相同而分子中的取代基或官能团(包括碳碳双键和三键)在碳架(碳链或碳环)上的位置不同,这些化合物叫位置异构体。位置异构体是由于取代基或官能团在碳链上或碳环上的位置不同而产生位置异构体的异构现象,属于同分异构体的一种。
位置异构体是有机化学中的核心概念,可能对分子的性质产生显着影响。许多取代苯,或取代联苯化合物是化学和制药工业中的环境污染物,药物代谢产物或中间体。此外,位置异构通常具有不同的化学性质和药物性质。例如,2-氨基联苯(2-Ap),3-Ap和4-Ap的三个位置异构现象,其中4-Ap溶于热水,能溶于乙醇、乙醚、氯仿和甲醇,微溶于冷水。2-Ap为一种生物性质的药,对眼睛、粘膜、呼吸道及皮肤可引起刺激作用,吸入、摄入或经皮肤吸收可致死。而3-Ap的毒性就没那么大,只是对水稍微有害。在这种情况下,这三个位置异构体的分离至关重要。但是,异构体通常具有相似的物理和化学性质,因此它们的分离是分离科学中最具挑战性的领域之一。
目前,关于氨基联苯类物质的分离检测主要为高效液相色谱法(HPLC),常使用C18柱进行分离,因为氨基联苯类物质具有较强极性,多用磷酸盐缓冲溶液作为流动相,且保留时间较短,难以与杂质分离,甚至干扰氨基联苯类物质的准确定量。因此,发展一种简单快速的方法对氨基联苯类物质进行分离检测其位置异构体的含量非常重要,也是当前位置异构物研究中的关键问题之一。
质谱分析技术是目前最常用的一种分子或原子质量分析技术,它可以快速地分析出不同原子或分子的质荷比或质量信息,但对于质荷比和分子质量完全相同的手性分子完全无能为力。离子迁移谱技术可以对具有不同结构的分子,如同分异构体进行分析,它的工作原理和过程为,首先产生待分析样品的离子,然后将这些离子引入到离子迁移谱中,一般的离子迁移谱工作在低真空条件下。在离子迁移谱中,样品离子在电场作用下做定向运动,并与迁移谱中的非活泼工作气体,如氮气,氩气等发生不断的碰撞。不同的离子由于其不同的碰撞截面而不同的迁移率而被分离。所以根据获得的被分离的离子迁移谱可以得到离子或分子结构的信息。但由于目前的离子迁移谱的分辨能力都较低,对于分子结构差别较小,或分子本身就很小,如有机小分子,小分子药物等,离子迁移谱技术仍然无法分析它们的结构差别,特别是不同的不同位置异构体结构差异,如氨基联苯类物质的位置结构分析。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂和方法。
实现本发明目的的技术方案是:一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析试剂,所述化学混合溶液包括混合有溶剂的位置异构氨基联苯分子和α-环糊精。
上述技术方案所述位置异构氨基联苯分子的浓度为10-12~1摩尔/升,所述α-环糊精的浓度为10-12~1摩尔/升。
上述技术方案所述α-环糊精还包括α-环糊精的衍生物。
上述技术方案所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙腈中的一种或多种。
一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,具有以下步骤:
S1,将需要进行手性构象分析的氨基酸分子、α-环糊精添加溶剂后配制成氨基联苯-α-环糊精的混合液;
S2,将氨基联苯-α-环糊精的混合液使用离子源产生氨基苯磺酸-α-环糊精的一价正离子;
S3,测量氨基联苯-α-环糊精的一价正离子的离子碰撞截面,或使用离子迁移谱的实验装置测量氨基联苯-α-环糊精的一价正离子的离子迁移谱,即可获得位置异构氨基联苯分子的位置异构分析信息。
上述技术方案S1中,所述离子源为电喷雾电离离子源、激光辅助脱附电离离子源和解吸电喷雾电离离子源中的一种。
上述技术方案所述实验装置为离子迁移谱、包含离子迁移谱的复合型实验装置中的一种。
采用上述技术方案后,本发明具有以下积极的效果:
本发明给出了一种新的关于氨基联苯不同位置异构分析方法,它通过简单地将氨基联苯样品与α-环糊精(或α-环糊精衍生物)配制成混合溶液,然后利用电喷雾电离产生“氨基联苯-α-环糊精”的非共价复合物离子,即[α-环糊精-Ap-H]+,然后再利用离子迁移谱技术测量它的离子迁移谱,即可获得氨基联苯分子不同位置结构信息。更进一步,若样品中同时含有不同位置异构体的氨基联苯分子,本发明给出的方法还可获得它们相对含量的信息。
本发明所给出的氨基联苯不同位置异构体结构分析方法简单,无需对氨基联苯分子进行预先的拆分或衍生化,其所用的化学样品很容易获得,价格便宜,无毒无害。相比与目前常用的方法具有很多优点。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1、三种位置异构体氨基联苯的化学结构示意图;
图2、α-环糊精的化学结构示意图(a)平面结构式;(b)空间立体结构式;
图3、三种氨基联苯、α-环糊精混合物的质谱检测图;
图4、三种位置异构体氨基联苯、α-环糊精混合物的TIMS分离图(a)[2-Pa-α-环糊精-H]+;(b)[3-Pa-α-环糊精-H]+;(c)[4-Pa-α-环糊精-H]+;(d)[Pa-α-环糊精-H]+
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
鉴于氨基联苯三种位置异构体在化学性质和作用的差异性,其化学作用和制毒性具有较大的差异性,以及现有的分析氨基联苯位置异构结构方法各种缺陷与不足,本发明提出了一种用于简单,快速,准确分析氨基联苯位置异构结构的试剂及其方法,它通过简单地将氨基联苯分子样品与α-环糊精等摩尔或任意比例制成含水的混合溶液,然后利用离子源装置,如电喷雾电离离子源产生“氨基联苯-α-环糊精”的非共价复合物一价离子,即[α-环糊精-Ap-H]+,然后再利用离子迁移谱技术测量此复合物离子的离子迁移谱,即可获得复合物中氨基苯磺酸的位置异构结构信息。更进一步,若样品中同时含有三种位置异构体结构的氨基联苯,即2-Ap,3-Ap和4-Ap,本发明给出的方法还可获得它们相对含量的信息。
为了验证本发明所给出的方法的可行性和先进性,发明人利用了一台商用的离子迁移谱-质谱联用仪器-Bruke公司生产的TIMS-TOFMS仪器分析了氨基联苯分子的位置异构体结构,其一级质谱图结果如图3所示,可以看出三种不同位置异构体的氨基联苯分子与α-环糊精形成的复合物[α-环糊精-Ap-H]+没用得到分离。通过TIMS分离之后,三种位置异构的氨基联苯得到了很好分离(图4)。从实验结果可以很清楚地看到,具有不同位置异构体的三种氨基联苯分子可以被很容易地区分开。
本发明中,所配制和所用的含氨基联苯的分子样品,α-环糊精化合物的混合溶液,α-环糊精的浓度范围为1摩尔/升至10-12摩尔/升,和氨基联苯异构体分子的浓度范围为1摩尔/升至10-12摩尔/升,它们的含量比例可以是任何数值。其混合含水溶液的配制方法不做限定。
所用的α-环糊精是指分子式为:C36H60O30,其分子量为972.84,为常用化学试剂且具有图2所示的分子结构。
复合物标准样品的制备,取三种位置异构的氨基联苯标准品和α-环糊精以1:1或者其它任意比例进行配比成浓度为10-4mol/L的混合溶液,其溶剂为50%的甲醇和50%的甲酸水,甲酸水溶液为0.1%的甲酸水溶液。
将配好的溶液,直接进行TIMS-TOF进行检测分析,其离子源电压为2.5-4.5kV,进样流速为1-5μL/min;雾化器压力为0.3bar;干燥气体在200℃下为3L/min,并对检测结果进行分析。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:包括化学混合溶液,所述化学混合溶液包括混合有溶剂的位置异构氨基联苯分子和α-环糊精;
具有以下步骤:
S1 ,将需要进行手性构象分析的氨基酸分子、α-环糊精添加溶剂后配制成氨基联苯-α环糊精的混合液;
S2 ,将氨基联苯-α-环糊精的混合液使用离子源产生氨基苯磺酸-α-环糊精的一价正离子;
S3 ,测量氨基联苯-α-环糊精的一价正离子的离子碰撞截面,或使用离子迁移谱的实验装置测量氨基联苯-α-环糊精的一价正离子的离子迁移谱,即可获得位置异构氨基联苯分子的位置异构分析信息。
2.根据权利要求1所述的一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:所述位置异构氨基联苯分子的浓度为10-12~1摩尔/升,所述α-环糊精的浓度为10-12~1摩尔/升。
3.根据权利要求1所述的一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:所述α-环糊精还包括α-环糊精的衍生物。
4.根据权利要求1所述的一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙腈中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:S2中,所述离子源为电喷雾电离离子源、激光辅助脱附电离离子源和解吸电喷雾电离离子源中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种用于位置异构氨基联苯分子的位置异构分析方法,其特征在于:所述实验装置为离子迁移谱、包含离子迁移谱的复合型实验装置中的一种。
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