硅烷化衍生化

（一）衍生化試劑

    硅烷化試劑中的烷基硅烷基和反應物中羥基或氨基上的氫發生交換，形成烷基硅烷基產物。下面是常用的幾種硅烷化試劑及其衍生化產物的例子。
（1）N，O-雙三甲基硅基三氟乙酰胺（BSTFA）和N,O-雙三甲基硅基乙酰胺（BTA）能衍生化胺基和羥基。常用于體內藥物及其代謝物的檢測。文獻報道苯二氮卓類及其代謝產物的衍生化后用負化學離子化檢觀（GC-NCI-MS）。
（2）N-甲基叔丁基二甲基硅基三氟乙酰胺（MTBSTFA）常用于藥物、類固醇類的檢測。由于引入的叔丁基二甲基硅基具有較大的空間效應，因此，有些胺基較難衍生化。在質譜檢測中，該衍生化產物很容易丟失叔丁基而形成較強的、很特征的［M-57］⁺離子，有利于作為串接質譜MS-MS的母離子。
（3）N-甲基三甲基硅基三氟乙酰胺（MSTFA）是最常用的硅烷化試劑之一。衍生化也是引入三甲基硅基。為使衍生化反應完全，往往在MSTFA試劑中加入少量的（1/500-1/1000）三甲基碘硅烷（TMSI）或碘化氨（NH4I）作催化劑，加入少量的（1/500-1/1000）二硫赤蘚糖醇作抗氧化劑。正構烷烴上的伯胺如樟胺等，在用MSTFA衍生化時會在氮原子上接上1個或2個三甲基硅基，形成兩種衍生化產物。在這種情況下，不少作者使用混合衍生化技術，如在MSTFA試劑中在加入一些MBTFA試劑（N-甲基雙三氟乙酰胺）。胺基的氮原子上進行三氟乙酰化，而羥基的氧原子上進行硅烷化，即形成唯一的（N-TFA-O-TMS）的衍生化產物。
    常用的硅烷化試劑的一般衍生化條件：在吹干的提取物殘渣中加入100μl的MSTFA或BSTFA，加入50μl的吡啶或乙腈，或者用事先配好在衍生化試劑中加催化劑（三甲基碘硅烷MSI或三甲基氯硅烷TMSCI）和抗氧化劑（硫代赤蘚糖醇）。衍生化小瓶加蓋后在60℃衍生化5-30min，視化合物而定。殘渣吹干無水分，十分關鍵，衍生化試劑MSTFA和BSTFA遇水立即分解。在南方潮濕季節進行這一反應時，特別要注意防潮。衍生化后可直接進樣1-2μl。
（二）硅烷化衍生化方法
按化合物類別介紹一些硅烷化方法和結果。
1.有機酸和醇的硅烷化
    參與三羧酸循環的酸常需分析的有蘋果酸，富馬酸，琥珀酸，倍他酮戊二酸，草酰琥珀酸，異檸檬酸，丙烯三羧酸和檸檬酸均可用單一的MSTFA進行三甲基硅烷化。

    一些高沸點羧酸，如苯甲酸和苯乙酸等也可以用MSTFA衍生化。
    尿中一些有機酸的提取和衍生化：1ml尿樣用碳酸氫鈉溶液調節pH值到8，加入鹽酸甲氧基金屬鹽或鹽酸乙氧基金屬鹽均勻混合。用氯化鈉飽和，再用6mol/l鹽酸調pH到1。1ml乙醚提取三次，再用1ml乙酸乙酯提取三次。合并提取液，氮氣下吹干。加入10μl吡啶和20μlBSTFA。加蓋的衍生化小瓶60℃衍生化7min。   

    含多于10個碳原子的醇均可以MSTFA在60℃下加熱5至15min衍生化。通常隨著醇分子量的增加其分子離子峰強度降低。有作者用TMS衍生化物確定未知醇的分子量。測定的衍生化物分子量減去72（C3H8Si）即得待測醇的分子量。在一般脂肪醇的TMS衍生化物的質譜圖中經常能觀察到m/z71,89和103的離子峰。
2.酰胺和胺的硅烷化
    用BSA衍生化試劑可以硅烷化酰胺。如酰伯胺可硅烷化如下：

    酰仲胺和酰叔胺由于空間效應，較難進行硅烷化反應。
    由于MTBSTFA>衍生化胺的產物較MSTFA、BSTFA或BSA的衍生化產物更穩定，因此很多作者用MTBSTFA衍生化胺。衍生化胺時所選的溶劑是很重要的。對于羥胺基，建議使用MSTFA。
    有時為確定比合物中胺基和羥基的數目，先用MSTFA衍生化其中的羥基和胺基，進一針GC-MS，然后在該衍生化產物中加入MBTFA繼續衍生化。由于胺的TMS衍生化物不如TFA穩定，所有胺基被TFA衍生化，計算MSTFA衍生化產物分子量和MSTFA與MBTFA混合衍生化產物分子量的差值，在很多情況下可以算出該化合物分子中胺基和羥基的數目。

3.常見藥物及其代謝產物的硅烷化
    還原（加氫）和羥化是很多藥物在體內代謝過程中的重要反應，多數這些代謝產物中的羥基和葡萄糖醛酸結合而經尿排出。因此，很多藥物和其代謝產物先需水解（酸水解或堿水解）或酶解，使待測物呈游離態，然后再提取。提取液（液液提取或液固提取）在氮氣下吹干后供衍生化。
    一般100μmMSTFA足夠衍生化1mg左右的干的提取物，即100μl的MSTFA足夠衍生化若干毫升尿或血的提取物。在60℃下加熱15-30min。有時為節約或其他原因，可以在MSTFA中適當加入合適的溶劑稀釋，如加入乙腈，但乙腈和MSTFA的比例不宜大于2.5:1。
    興奮劑檢測中很多甾體類激素通過檢測其代謝產物從而確認曾使用過該藥物。圖11-3-7是大力補的主要代謝產物，以及衍生化產物的結構式。

4.GC-MS檢測中經硅烷化后常見的“基質”產生的峰
    在進行體內藥物分析、食品分析等工作時，樣品經提取后硅烷化，常會發現一些由基質中物質產生的峰，在某些條件下甚至是基峰。當氣相色譜柱溫度較高時或色譜柱使用較長時間后會產生柱流失。還有一些樣品未經衍生化也會出現一些峰。這些峰并不是檢測所感興趣的待測物，只是一些副產物。正確認識這些圖譜，對實際檢測工作是很有益處的。