1-乙基-3-甲基咪唑L-乳酸盐作为手性配体用于氨基酸的手性拆分

基于手性配体交换机理,研究了以手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-乳酸盐([EMIM][L-Lac])为手性配体拆分色氨酸对映体(Trys)、苯丙氨酸对映体(Phes)和酪氨酸对映体(Tyrs)的方法。实验考察了背景电解质和中心离子种类、手性配体与中心离子的浓度及比例、运行缓冲液pH等因素对Trys、Phes和Tyrs手性拆分的影响。研究发现,当运行缓冲液为40.0 mmol/L [EMIM][L-Lac]、20.0 mmol/L氯化铜(pH 4.5)时,3对对映体均能得到良好的手性拆分。为了验证[EMIM][L-Lac]的良好性能,实验进一步将L-乳酸(L-Lac)作为手性配体用于Trys的手性拆分。对比实验发现,单独使用L-乳酸,DL-Try只能得到部分拆分,加入离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIM-Ace)后,DL-Try分离情况得到了很大改善,但出峰时间延长至30 min以上。而使用[EMIM][L-Lac]时,Trys的出峰时间均在15 min以内。实验最后还对手性拆分机理做了进一步讨论。实验结果表明:在EMIM-Ace辅助L-Lac体系中,EMIM-Ace仅被用于抑制电渗流,并未参与手性配体交换反应;而在[EMIM][L-Lac]体系中,参与手性配体交换反应的主要是未解离的[EMIM][L-Lac],而不是解离后的L-乳酸根离子形成的L-乳酸。     

手性化合物的质谱分析研究

运用不含手性碳的非对称化合物Ｓ－ＢＮＰ酸（Ｓ－ｐｈｏｓｐｈｏｒｓａｅｕｒｅ－（１，１＇－ｂｉｎａｐｈｔｈｙｌ－２，２＇－ｄｉｙｌｅｓｔｅｒ））作反应试剂用快原子轰击反应质谱法（ＦＡＢ－ＲＭＳ）测定手性化合物的绝对构型．发现非对称手性化合物可与不对称手性化合物在质谱中发生立体选择性反应，Ｓ－ＢＮＰ酸可作为一种新的反应试剂来测定手性化合物的绝对构型．     

百部叶碱核心骨架新合成策略探索:含三个连续手性中心双环中间体的对映选择性构筑

本文研究了百部叶碱核心骨架新合成策略中一个含三个连续手性中心双环中间体的对映选择性构筑.以本实验室发展的(S)-苹果酰亚胺为手性源,后者经三步反应转化为氮上带亲核性烯丙基硅烷取代基的苹果酰亚胺.正丁基格氏试剂对上述苹果酰亚胺的加成区域选择性地引入百部叶碱的C-3侧链.关键的环化反应为三氟化硼合乙醚引发的分子内氮杂Sakurai反应.该反应能高产率地进行,但生成4个非对映立体异构体.通过细致的二维核Overhauser效应(NOESY)研究确定了上述4个非对映立体异构体中两新形成手性中心的立体化学,并确定了主要立体异构体(产率:35%)为合成百部叶碱天然对映体所需. Wacker氧化生成标题化合物及少量区域异构体(醛),比例为18:1,合并产率50%.     

七-(2,6-二-O-甲基)-β-环糊精对薄荷醇对映体手性识别的电喷雾质谱研究

利用电喷雾质谱研究了七-(2,6-二-O-甲基)-β-环糊精(DM-β-CD)作为手性识别试剂对薄荷醇对映体的手性识别效应。实验结果表明,在气相条件下,DM-β-CD可以与薄荷醇形成特异性结合复合物,化学计量比为1∶1。对复合物的串联质谱研究表明,DM-β-CD对薄荷醇对映体有较强的手性识别能力,手性识别率为Rchiral=1.81。DM-β-CD与(-)-薄荷醇形成的复合物比与( )-薄荷醇形成的复合物稳定。     

手性高烯丙基胺的合成及表征——一个微量不对称合成教学实验

描述了一个以立体化学中非对映选择性为知识重点,以无水无氧操作为操作重点的微量不对称合成实验。(R)-N-叔丁基亚磺酰亚胺在无水无氧环境中,经过锌参与的烯丙基化,在不同的溶剂、添加剂条件下以不同的选择性得到了一对非对映异构体,以较高的产率得到终产物。烷基化反应产物的非对映体比率(dr)通过1H与19F NMR以及手性HPLC确定。总体来说,这一实验所用试剂易得,反应条件温和,速率快,产率高;学生在学习无水无氧操作(Schlenk技术)的同时,还能够熟悉立体化学的基本概念,了解如何通过调节反应溶剂和添加剂实现立体化学结果的逆转,并掌握使用手性HPLC和NMR确定光学活性物质的dr值的方法。     

三元非对映异构体复合物的直接实验证据及其在对映体手性分离中的作用

以含L-苯丙氨酸铜配位络合物的溶液作为手性流动相, 采用反相高效液相色谱法拆分了非衍生苯甘氨酸对映体, 使用质谱对拆分组分进行了结构鉴定, 得到了拆分组分的化学结构, 用量子化学计算预测了该结构的最稳定构象. 质谱实验结果表明, 拆分组分是一对铜混合配体复合物离子, 其中的一个配体是提供手性环境的流动相添加物(L-苯丙氨酸), 另一配体是待拆分物质的某一构型对映体, 这对铜混合配体复合物离子本质上属于非对映异构体. 在色谱分离实验中还考察了手性流动相pH值、甲醇含量以及L-苯丙氨酸与Cu²⁺ 的摩尔比等因素对分离效果的影响.     

L-脯氨酸手性键合固定相的制备和表征

采用气相色谱技术可用下述两种方法实现氨基酸对映体的拆分:一种是用手性试剂与样品反应生成非对映体后,在普通色谱柱上实现拆分,其缺点是:衍生反应费时,需要昂贵的手性试剂,衍生过程中还可能产生消旋化,影响测定结果;另一种是在手性固定相上实现拆分,例如Chirasil-Val就是一种     

以苯丙氨酸为例说明中心离子在手性识别中的作用

采用手性冠醚（＋）-2,3,11,12-四羧基-18-冠-6（简写为18-C-6-TCA）作为手性参照物,分别以Cu2＋和H＋为中心离子,对苯丙氨酸（Phe）对映体进行手性识别研究.通过离子键合二聚体[Cu2＋（18-C-6-TCA）（Phe）-H＋]＋和（18-C-6-TCA）（Phe）H＋的碰撞诱导解离（CID）反应,总结了上述非对映异构体离子的裂解特征并以其初级产物离子与母离子的相对丰度为依据对Phe对映体进行手性识别.通过实验发现,作为过渡金属代表的Cu2＋离子对多齿型配体具有较强的配合能力,Cu2＋与Phe对映体形成的非对映异构离子[Cu2＋（18-C-6-TCA）（Phe）-H＋]＋离子的稳定性差异较大,手性识别能力较强.同时,[Cu2＋（18-C-6-TCA）（Phe）-H＋]＋的CID反应只产生[Cu2＋（18-C-6-TCA）-H＋]＋产物离子,而（18-C-6-TCA）（Phe）H＋的CID反应除了产生质子化的18-C-6-TCA以外,还有冠醚离子的次级碎片产物.这说明18-C-6-TCA、Phe与Cu2＋的键合情况以及亲和势都与H＋的情形完全不同.本文将结合量化计算对这一点进行详细讨论.     

铜催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应合成手性膦酰化2,3-二氢呋喃

手性2,3-二氢呋喃衍生物是一类重要的杂环化合物,广泛存在于天然产物和生物活性分子中.它们也经常被用于手性四氢呋喃化合物的不对称合成.因此,人们发展了很多合成手性2,3-二氢呋喃化合物的方法,如有机小分子催化的多米诺迈克尔-烷基化反应、“中断的”Feist-Bénary反应或改进的 Feist-Bénary反应.此外,过渡金属催化的手性2,3-二氢呋喃的不对称合成在近些年引起了人们的极大关注. Ozawa等通过 Pd-催化2,3-二氢呋喃的动力拆分方法获得了手性2-芳基-2,3-二氢呋喃. Evans发展了一种 Sc-催化联烯硅和乙醛酸乙酯的[3+2]环加成反应合成手性2,3-二氢呋喃的方法.最近, Fu和 Tang等发展了 Cu催化烯酮和重氮化合物的[4+1]环加成反应合成手性2,3-二氢呋喃的方法.在 Nishibayashi和 van Maarseveen的开创性工作之后, Cu催化的不对称炔丙基转化反应取得了很大的进展.最近,我们发展了一类新的三齿手性 P,N,N-配体,在 Cu催化不对称炔丙基取代、脱羧炔丙基取代、[3+2]、[3+3]和[4+2]环加成反应中表现出优秀的对映和非对映选择性.其中,我们发现采用 Cu催化炔丙醇酯和β-酮酯的[3+2]环加成反应,能高对映选择性地获得手性2,3-二氢呋喃.我们设想,采用β-羰基膦酸酯代替β-酮酯,通过这种 Cu催化[3+2]环加成反应,将可以合成一类具有重要生物活性的手性膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.基于这种设想,本文使用手性 P,N,N-配体,通过 Cu催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应,以很好的收率和最高92% ee的对映选择性获得了一系列光学活性的膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.我们以炔丙醇酯1a与β-羰基膦酸酯2a为标准底物,优化了反应条件,考察了配体、Cu盐、碱和反应温度等对反应收率和对映选择性的影响.我们确定了最佳的反应条件：以4b为配体,以 Cu(OTf)2为铜盐,以t-BuOK为碱,以 MeOH为溶剂,–20oC反应24 h.在此条件下,我们对β-羰基磷酸酯2的适用范围进行了考察.结果表明,各种苯基取代的β-羰膦磷酸酯均能得到很好的收率和对映选择性.苯环上取代基的空间效应对反应的对映选择性影响不大,但对反应收率影响较大,与相应3-取代或4-取代底物相比较,2-取代的底物获得的收率较低.苯环对位取代基的电子效应对反应的影响不大,给电子基或吸电子基的底物,均得到了较好的收率和对映选择性.杂环取代的底物同样适用于该反应,以90%的收率和89% ee的对映选择性获得了相应的[3+2]环加成产物.对于烷基底物,虽然反应的产率略低,但是得到了高达92% ee的产物.此外,我们对炔丙醇酯底物的适用范围也进行了考察.结果表明,该体系对于各种取代的炔丙醇酯底物均可以获得较高的收率和良好的对映选择性.总之,本文发展了一种铜催化炔丙醇酯与β-羰基膦酸酯的不对称[3+2]环加成反应的方法,成功合成了手性膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.通过使用一个结构刚性的酮亚胺三齿 P,N,N-配体,以很好的收率和最高92% ee的对映选择性获得了一系列光学活性的膦酰化2,3-二氢呋喃化合物.     

用硅胶担载三氯化铁催化氧化偶联2-萘酚制备(±)2,2'-二羟基-1,1'-联萘

2,2'-二羟基-1,1'-联萘,由于存在受阻C-C键轴,可通过拆分获得对映体纯手性双膦配体BINAP的前体[1],或经不对称氧化转化成催化剂前体[2],或用作手性试剂,近年来备受人们的重视.     

Electrospray collision-induced dissociation of testosterone and testosterone hydroxy analogs

Complications with the gas chromatographic analysis of steroids prompted the use of alternative techniques for their identification. High-performance liquid chromatography/mass spectrometry with atmospheric pressure ionization allowed the collection of data for structural identification of these compounds. The objective of this study was to investigate the up-front collision-induced dissociation (UFCID) electrospray ionization (ESI) mass spectra of testosterone and monohydroxylated testosterones. The positive ion UFCID ESI mass spectrum of testosterone showed three significant ions at m/z 97, 109 and 123. The relative abundance of these ions in the UFCID ESI mass spectra of monohydroxylated testosterones varied with the position of the hydroxy group. Statistical data allowed the prediction of hydroxy group position on testosterone by evaluation of the relative abundance of the m/z 97, 109, 121 and 123 ions. Data from the ESI mass spectral analysis of testosterone in a deuterated solvent and from the analysis of cholestenone and 4-androstene-3 beta, 17 beta-diol indicated that the initial ionization of testosterone occurred at the 3-one position. CID parent ion monitoring analyses of the m/z 97, 109 and 123 ions indicated that each resulted from different fragmentation mechanisms and originated directly from the [M + H]+ parent ion. The elemental composition of these fragment ions is proposed based on evidence gathered from the CID analysis of the pseudo-molecular ions of [1,2-2H2]-, [2,2,4,6,6-2H5]-, [6,7-2H2]-, [7-2H]-, [19,19,19-2H3]- and [3,4-13C2]testosterone. The structure and a possible mechanism of formation of the m/z 109 and 123 ions is presented. The results of this study advance the understanding of the mechanisms of collision-induced fragmentation of ions.     

Mass spectrometric studies of trimethylsilylpantothenic acid and related substances

The characteristic fragment of trimethylsilylated pantothenic acid (TMS-PA) at m/z 291 upon electron ionization was shown to originate from the molecular ion by a McLafferty rearrangement instead of by ejection of 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-disilacyclobutane. The verification consisted of labelling experiments and high-resolution mass spectrometry of the fragment and studies on its isotopic distribution. The remaining fragmentation pathways of TMS-PA were clarified by B/E-linked scans and collision-induced dissociation.     

单糖衍生物的电喷雾质谱裂解规律研究

以1-(2-萘基)-3-甲基-5-吡唑啉酮(NMP)作单糖标识剂, 经在线串联的LC-ESI-MS建立了单糖衍生物的电喷雾质谱裂解方法.衍生物在质谱裂解中糖类化合物特有的规范信息.借助糖类化合物在ESI-MS条件下表现出的分子离子峰m/z [M H] , 及在ESI-MS/MS条件下呈现出的特征碎片离子峰m/z 473, 可有效地确定出单糖类化合物的组成. 尽管一些脂肪醛和芳香醛也能同时被标识, 然而在质谱条件下不产生m/z 473的特征碎片离子峰, 且它们的洗脱远在糖类组分之后, 因此不干扰糖类化合物的分离和结构确定.通过建立的LC-ESI-MS方法, 对水解蜂花粉中的单糖进行了分析.结果表明: 水解的蜂花粉中含甘露糖(Man)、半乳糖醛酸(GalUA)、葡萄糖醛酸(GlcUA)、鼠李糖(Rha)、葡萄糖 (Glc)、半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)、木糖(Xyl)和岩藻糖(Fuc).本方法为环境样品中单糖类化合物的确定提供了准确、可靠的技术手段.     

电喷雾解吸电离质谱法检测多种物质表面黑索今

在不需要样品制备、预处理的前提下,将电喷雾解吸电离质谱法用于岩石、纸张、布料、皮革、塑料、橡胶等不同表面上黑索今的直接快速检测.在优化试验条件下,用甲醇-乙酸(98+2)混合溶液作为喷雾溶剂,获得质荷比(m/z)223的黑索今准分子离子峰,并且通过串联质谱(MS/MS)分析确定了黑索今碎片特征峰m/z 177.不同物质表面上黑索今的检出限(3a)均小于17.0 pg·cm-1.     

The role of free electrons in MALDI: electron capture by molecules of alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid

Low-energy (0-12 eV) electron attachment to molecules of a typical matrix substance used for matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI MS), namely alpha-cyano-4-hydroxicynnamic acid, has been investigated in the gas phase at different temperatures ranging from 140 degrees C to 260 degrees C by means of electron capture negative-ion mass spectrometry (ECNI MS). The yield of negative ions, formed by electron capture, was measured as a function of incident electron energy for four different temperatures. The long-lived parent molecular anion, [M]- (m/z 189), was observed in the negative-ion mass spectra of the substance under investigation. Its autodetachment lifetime was estimated to be approximately 600 micros. It was found that at 140 degrees C the main decay channel of the long-lived temporary molecular anion of alpha-cyano-4-hydroxicynnamic acid is a formation of the [M-COOH]-; fragment negative ion (m/z 144) with an intensity of 37.2% in percentage terms in respect of the total anion current. There are also [M-H]-, [M-CO2]- and [CN]- fragments in the spectra with intensities of about 7.7%, 21.6% and 3.1% at 140 degrees C. It was shown that the escape of the CO2 molecule from the parent molecular anion is a slow process. It takes [M]- about 10 micros to decay on carbon dioxide molecules and [M-CO2]- fragment anions. Increasing the temperature of the target molecule alters the negative-ion mass spectra of alpha-cyano-4-hydroxicynnamic acid significantly. A possible role for the findings in typical MALDI MS experiments is discussed.     

2—羟基—4—邻苯二甲酰亚胺基丁酸的氢迁移反应

在甲烷为反应气的化学电离质谱条件下，质子化的２－羟基－４－邻苯二甲酰亚胺基丁酸的单分子质谱碎裂产生了ｍ／ｚ１４８的碎片离子，表明其碎裂过程发生了氢迁移反应，ＡＭ在分子轨道的理论计算结果为可能的质子化位置提供了理论依据；建立在氘代同位素标记和碰撞诱导解离实验的基础上，我们提出此离子的形成可能同时存在单氢迁移和双氢迁移，一些质谱图中的物征碎片中离子为可能的ＭｃＬａｆｆｅｒｔｙ重排和离子／中性（碎片）复     

Direct analysis of selected N-acyl-L-homoserine lactones by gas chromatography/mass spectrometry

A rapid, simple and selective method involving direct separation by gas chromatography (GC) with electron ionization mass spectrometry (EI-MS) was employed to determine some N-acylhomoserine lactones (AHLs). Using GC/EI-MS, simultaneous separation and characterization of AHLs were possible without prior derivatization. Informative fragmentation patterns were obtained to identify the structures of N-acyl chains of AHLs. Electron ionization resulted in a common fragmentation pattern with the most abundant ion at m/z 143 and other minor peaks at m/z 71, 57, and 43. The presence of AHLs in extracts of Burkholderia cepacia strains was achieved in selected ion monitoring mode by using the prominent fragment at m/z 143.     

酸性染料在四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱中的离子化与裂解规律

采用四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(Q-Orbitrap-HRMS),对结构性质差异大的常见18种酸性染料的分子离子峰存在形式进行研究,并在分辨率高达70 000条件下,直接采集准分子离子峰碎裂片段的高精度质量数(分辨率>70 000,m/z 200),通过元素模拟得到碎片离子的元素组成,进而探究酸性红1、酸性蓝9和酸性红18的裂解规律。结果表明:该类染料的分子离子峰是通过丢掉全部Na+离子后,自身形成带负电荷离子,以其中含有多个磺酸基(SO-3)的二价准分子离子为基峰;随着能量增加,裂解过程主要集中在化合物支链单键上,其中偶氮基团结构存在叠氮-偶氮的互变异构体,高键能的偶氮键■重排为氮氮单键(-NH-■)后,易发生C-N键和-NH-■键的断裂,同时伴随小分子的中性丢失,产生m/z 79.955 7(SO-3离子)的特征碎片离子。此外,通过直接进样确定18种酸性染料的最佳电离方式和分子离子峰存在形式,得到酸性红1、酸性蓝9和酸性红18的质谱裂解规律,可为相似染料的电喷雾质谱行为解析提供参考。     

几种4-氨基吡啶衍生物的多级质谱裂解途径

为获得高效的海洋生物毒素河豚毒素(TTX)解毒剂,合成了一系列4-氨基吡啶类衍生物N-二异丙基磷酰化氨基酸-N-4-氨基吡啶;研究了N-二异丙基磷酰化氨基酸-N-4-氨基吡啶的多级质谱(ESI-MS/MS)裂解方式;提出了碎片离子m/z=95的裂解途径,并推测了其重排机理.结果表明,该类化合物具有相同分子量的碎片离子c/c′,是由两种母离子a或b离子裂解得到的.通过在吡啶环上引入氯原子可证实该裂解途径;而碎片离子m/z=95源于离子重排.     

Structural elucidation of disinfection by-products in treated drinking water

Two unusual disinfection by-products have been detected periodically in the gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) characterization analyses of semi-volatile organics in treated drinking water. The electron ionization (EI) mass spectra contained mono-chlorinated and mono-brominated ions at m/z 107/109 and 151/153, respectively. Library searching techniques suggested mono-halogenated butanol structures but no matches could be found. Positive ion chemical ionization (CI) spectra contained mono-chlorinated and mono-brominated ions at m/z 105/107 and 149/151, respectively. No [M + H]+ ions were initially observed. Accurate mass measurements confirmed the empirical formulae for the significant ions in the EI spectra and the mono-halogenated butanol structures. Further CI experiments with other reagent gases and instruments revealed possible molecular weights of 139 and 183 Da, respectively. Tandem mass spectrometry (MS/MS) experiments in EI and CI were used to elucidate the fragmentation schemes. The two compounds have been tentatively identified as 1-aminoxy-1-chlorobutan-2-ol and 1-aminoxy-1-bromobutan-2-ol, respectively.