（分析化学专业论文）杯4芳烃衍生物的合成及其色谱分离研究.pdf

郑州大学硕士学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究所取得的成果。除文中注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者： 强睾孑呈 日期：砷绰午月，日 学位论文使用授权声明 本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。 根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州 大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者其他复印手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学 位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑 州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。 学& 论文作者： 缈单荔 日期：彤年9 月虹日 来越受到大家的重视，在贵重金属的提取、超分子催化、分子自组装、离子和 分子识别、药物开发、色谱等领域得到广泛的应用。杯芳烃作为流动相添加剂 和色谱固定相的研究成为分离科学的研究热点。本论文主要研究内容包括杯 4 】 芳烃及其衍生物的合成、混合杯芳烃的色谱分离和杯【4 】芳烃及其衍生物的电喷 雾质谱裂解规律等三个方面： 1 合成了对叔丁基杯【4 】芳烃、2 5 乙氧羰基甲氧基5 ，1 1 ，1 7 ，2 3 四叔丁基杯【4 】 芳烃、2 5 氨丙基氨羰基甲氧基5 ，1 1 ，1 7 ，2 3 四叔丁基杯【4 】芳烃、杯【4 】芳烃、2 5 乙氧羰基甲氧基杯【4 】芳烃、2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 8 四乙氧基杯【4 】芳烃、1 1 ，2 3 二醛基 2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 8 四乙氧基杯【4 】芳烃，采用核磁、质谱、红外对合成的化合物进行了 表征，使用高效液相色谱的面积归一法测定了其纯度在8 7 1 0 0 之间。 2 高效液相色谱分离，分别在a g i l e n tc 1 8 、t h e r m oc 1 8 、a g i l e n tn h 2 三 种色谱柱上，对三组杯芳烃混合物的色谱分离进行了研究，取得了较好的效果； 通过优化色谱条件，三组杯芳烃取得了较好的分离效果与峰型。 3 采用e s i m s 对杯【4 】芳烃及其衍生物的裂解规律进行了研究，发现有叔 丁基且下缘没乙酸乙酯基团或较少时，首先脱除叔丁基，其次脱除下缘的乙酸 乙脂基团；没有叔丁基时，只脱除下缘基团。 关键词：杯【4 】芳烃、高效液相色谱、分离、电喷雾质谱 郑州大学硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t a l o n gw i t l ll i f es c i e n c e sm a t e r i a l ss c i e n c ea n da n a l y s i ss c i e n t i f i cp r o g r e s s s n e e d y , m o r ea n dm o r es c h o l a rp a ya t t e n t i o nt ot h ec a l i x a r e n e st h et h i r dg e n e r a t i o n s u p e r a m o l e c u l a r a n di t sa p p l i c a t i o nh a v eb e e nd e v e l o p e dr a p i d l yi nr e c e n ty e a r f o r e x a m p l e ，i th a v eb e e na p p l i e di nt h ef i e l d so fn o b l em e t a le x t r a c t i o n , s u p e r a m o l e c u l a r c a t a l y s i s ，m o l e c u l a rs e l f - a s s e m b l y , i o n ，m o l e c u l a rr e c o g n i t i o n , d r u gd e v e l o p m e n t , c h r o m a t o g r a ma n ds oo n a n di th a sb e e nw i d e l ys t u d i e du s e da st h em o b i l ep h a s e a d d i t i v e ，b o n d e ds t a t i o n a r ya n ds e p a r a t i o ni nt h ef i e l do fc h r o m a t o g r a m t h ep a p e r m a i n l yi n c l u d e ss y n t h e s i s ，c h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i o na n de s i - m sf r a g m e n t a t i o n r e g u l a r i t yo fc a l i x a r e n ed e r i v a t i v e s i nd e t a i l ，i tc o n s i s t so ft h r e ea s p e c tc o n t e n t sa s f o l l o w ： 1 p - t e r t - b u t y l c a l i x 4 a r e n e ，2 5 一m o n o - ( e t h o x y c a r b o n y l m e t h o x y ) - 5 ，11 ，17 ，2 3 一t e r t - b u t y l c a l i x 4 a r e n e ，2 5 一m o n o - ( a m m o n i a p r o p y l a m m o n i a e a r b o n y l m e t h o x y ) - 5 ，11 ，17 ，2 3 - t e r t - b u t y l c a l i x 4 a r e n e ，c a l i x 4 a r e n e ，2 5 - m o n o - ( e t h o x y c a r b o n y l m e t h o x y ) - c a l i x 4 a r e n e ， 2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 8 一( t e t r a e t h o x y ) 一c a l i x 4 a r e n e ，5 ，1 7 - d i f o r m y l - 2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 8 ( t e t r a e t h o x y ) 一c a l i x 4 a r e n ew e r es y n t h e s i s e da n dc h a r e c t e r i z e db yi l l1 h n m ra n dm s ，n l ep u r i t i e s r e a c h8 7 - 9 6 12 b yh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 2 t h r e eg r o u p sc a l i x a r e n em i x t u r e sc h r o m a t o g r a p h i c s e p a r a t i o nh a v eb e e n r e s e a r c h e do nt h ea g i l e n tc - 18c o l u m n , t h e r m oc 一18c o l u m n , t h ea g i l e n tn i - - 1 2 c o l u m n , a n dr e c e i v e db e t t e rr e s u l t b yo p t i m i z e dc h r o m a t o g r a p hc o n d i t i o n , t h e yh a v e ab e t t e rs e p a r a t i o na n dp e a l ( 3 b a s e do nt h er e a r c ho fe s i m sf r a g m e n t a t i o nr e g u l a r i t yw i t hc a l i x 4 a r e n ea n d d e r i v a t i v e s ， w eh a v ef o u n di f h a v i n gt e a - b u t y l e i t h e rn oo rf e w e t h o x y c a r b o n y l m e t h o x y , t h et e r t - b u t y l ，n e x tr e m o v e i n ge t h o x y c a r b o n y l m e t h o x yw e r e f i r s tr e m o v e d ；w h i l en o th a v i n gt e r t - b u t y l ，o n l yt h el o w e rg r o u p sw e r er e m o v e d k e y w o r d s ：c a l i x 4 a r e n e h p l c s e p a r a t i o n e s i m s 1 1 杯芳烃的简介。1 1 1 1 杯芳烃的产生。l 1 1 2 杯芳烃的命名。2 1 1 3 杯芳烃的结构特征2 1 2 杯芳烃及其衍生物的合成3 1 2 1 杯芳烃母体的合成方法3 1 2 2 杯芳烃衍生物的合成。4 1 3 杯芳烃的色谱分离进展5 1 4 e s i m s 技术7 1 4 1 e s i m s 的发展简介7 1 4 2 e s i m s 的机理及特点8 1 4 3e s i m s 的应用8 参考文献9 第二章杯 4 芳烃及其衍生物的合成与表征1 4 2 1 前言。1 4 2 2 实验部分1 4 2 2 1 试剂与仪器1 4 2 2 2 试剂的合成与处理1 5 2 3 杯芳烃及其衍生物的合成：1 6 2 3 1 对叔丁基杯【4 】芳烃的合成1 6 i i i 郑州大学硕士学位论文 目录 2 4 1 2 4 2 2 4 3 2 4 4 2 4 5 2 4 6 2 4 7 2 5 乙氧羰基甲氧基5 ，l l ，1 7 ，2 3 四叔丁基杯 4 】芳烃的合成1 6 2 5 ( 氨丙基氨羰基甲氧基) 5 ，1 1 ，1 7 ，2 3 四叔丁基杯【4 】芳烃的合成1 7 杯【4 】芳烃的合成1 7 2 5 乙氧羰基甲氧基杯【4 】芳烃的合成。1 8 2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 8 四乙氧基杯【4 】芳烃的合成1 8 11 , 2 3 二醛基2 5 ，2 6 ，2 7 , 2 8 - 四乙氧基杯【4 】芳烃的合成1 9 与讨论2 0 化合物( 1 ) 2 0 化合物( 2 ) 2 2 化合物( 3 ) 2 3 化合物( 4 ) 2 6 化合物( 5 ) 2 8 化合物( 6 ) 3 0 化合物( 7 ) 3 l 2 5 小结3 3 参考文献3 4 第三章高效液相色谱法分离杯芳烃衍生物：3 5 3 1 前言3 5 3 2 实验部分。：3 7 3 2 1 试剂和仪器3 7 3 2 2 样品处理3 8 3 2 3i 组杯芳烃分离的优化色谱条件j 3 8 3 2 4 i i 组杯芳烃分离的优化色谱条件3 8 3 2 5 组杯芳烃分离的优化色谱条件3 8 3 3 结果与讨论3 9 3 3 1i 组杯芳烃的分离结果及讨论3 9 3 3 2i i 组杯芳烃的分离结果及讨论4 3 3 3 3 组杯芳烃的分离结果及讨论4 7 郑州大学硕士学位论文目录 3 4 方法学考察5 2 3 5 小结：5 3 参考文献5 3 第四章杯 4 芳烃及其衍生物的e s i - m s 裂解规律研究5 5 4 1 前言。5 5 4 2 实验部分5 5 4 2 1 仪器5 5 4 2 2 试剂和样品5 5 4 3 结果与讨论5 6 4 3 1 化合物( 1 ) 的质谱研究5 6 4 3 2 化合物( 2 ) 的质谱研究5 7 4 3 3 化合物( 3 ) 的质谱研究5 9 4 3 4 化合物( 4 ) 的质谱研究6 l 4 3 5 化合物( 5 ) 的质谱研究6 2 4 3 6 化合物( 6 ) 的质谱研究6 4 4 4 结j 沧6 5 参考文献6 5 硕士期间发表的论文6 7 致谢6 8 v 1 1 1杯芳烃的产生 第一章绪论 1 1 杯芳烃的简介 第三代超分子杯芳烃( c a l i x a r e n e ) ，其历史可以追溯到1 9 世纪7 0 年代，b a e y e r 发现苯酚与甲醛水溶液经加热可以得到一种难易纯化的树脂状物质，但由于当 时条件限制，产物结构无法鉴定。2 0 世纪初，b a e k e l a n g d 重新对苯酚和甲醛水 溶液反应进行了研究，制备并且提纯了酚醛树脂，并使其产品化，从此开创了 合成高分子的新纪元。但由于产品固化后不溶性，对其结构研究比较困难。2 0 世纪4 0 年代，z i n k e t l j 在前人工作的基础上采用对叔丁基苯酚和甲醛的水溶液在 碱性的条件下反应，想得到线性树脂，可结果却发现是一个高熔点的晶状化合 物，经鉴定为环状的化合物，这就是杯芳烃发现( 图1 1 ) 。 图1 1 对叔丁基杯【4 】芳烃 在此后，虽然有些科学家对这类化合物进行了一些研究，但由于当时科技 和社会的发展的时代局限性，这类化合物的潜在用途并没有引起广泛的关注。 到2 0 世纪末，随着对冠醚、环糊精等大环类化合物的深入研究，杯芳烃由于其 独特的性质开始受到学术界的关注和研究。 杯芳烃由于其形状酷似希腊圣杯( c a l i x c r a t e r ) ，因此科学家g u t s c h e 将这类化 合物命名为杯芳烃【刁( c a l i x a r e n e ) 。对于没有进行化学修饰的杯芳烃，通常杯芳烃 在杯( c a l i x ) 和芳烃( a r e n e ) 之间插入 n 】，命名为杯 n 】芳烃( c a l i x n a r e n e ) ，其中【n 】是 杯芳烃的苯酚单元数目，对于更加复杂的杯芳烃，按美国化学文摘的方法将其 骨架编号，标明所取代基的名称和位置，如对叔丁基杯【4 】芳烃命名为：5 ，1 1 ，1 7 ，2 3 四叔丁基2 5 ，2 6 ，2 7 ，2 7 四羟基杯 4 】芳烃( 图1 1 ) ，这种命名能准确指出化合物基本 构型，所以在文献中比较常见，但由于其比较复杂，日常工作当中把杯芳烃带 羟基的一端称为下缘，苯环上羟基的对位称上缘，命名时把上缘放在前，下缘 放在后，最后是杯芳烃。 i i 图1 2 对叔丁基杯【4 】芳烃的命名 1 1 3 杯芳烃的结构特征 与第一代和第二代超分子相比，杯芳烃具有以下特征： ( 1 ) 可以通过控制苯酚单元的数目来调节空腔的大小，目前已有4 - 2 0 个苯酚 单元所构成的不同空腔尺寸的杯芳烃。 ( 2 ) 在苯酚的上缘、下缘和亚甲基，可以利用芳香族取代反应进行化学修饰， 引入特定的基团团进行分子和离子识别，是一种理想的分子器件平台。 2 团，可以使其的溶解性得到的改善，甚至可以合成水溶性的杯芳烃。 ( 4 ) 在一定的条件下，其构象能够转换，并且可以引入特定的基团使其构象 固定，因此对于模拟酶方面的研究具有重要意义。 ( 5 ) 它是由苯酚单元同过亚甲基在羟基的邻位桥联而形成的，因此它既有苯 环围成的疏水空腔用于中性分子的识别，又有羟基和离子结合。 1 2 杯芳烃及其衍生物的合成 自从杯芳烃的重要性被大家认识到后，杯芳烃母体及其衍生物的合成方法 得到了进一步的发展。 1 2 1 杯芳烃母体的合成方法 目前，从已知文献，杯芳烃母体的合成方法有三种：一步合成法，逐步合 成法和片段缩合法。 ( 1 ) 一步合成法：一步合成法最早是科学家z i n k e 1 】等发现的，但当时产率不 高，科学家g u t s c h e 在前人的基础上对这种方法做了细致的研究，使得对叔丁基 杯【4 】芳烃、对叔丁基杯【6 】芳烃、对叔丁杯【8 】芳烃的合成变的相对容易【3 】，成为 人们在实验室研究中比较常见的杯芳烃，这种方法是使用对叔丁基苯酚和甲醛， 通过改变其反应条件，来得到三种杯芳烃。其反应如( 图1 3 ) 。对于含有奇数杯 芳烃，同样可以采用一步合成法合成，但产率较低【4 卅。 n o h o h + n h 2 c = o - n = 4 ，6 ，8 图1 3 一步法合成杯芳烃 3 郑州大学硕士学位论文绪论 对于间苯二酚类杯芳烃，传统的方法是在质子酸的催化下间苯二酚与脂肪 醛或芳香醛浓缩得到间苯二酚类杯芳烃。g r a m 等人采用低温条件下，把醛滴加 到含有间苯二酚、9 5 的乙醇和3 7 的盐酸的水溶液中，根据一定的温度进行反 应，产品产率相对传统方法大大提高。 ( 2 ) 逐步合成法：逐步合成法适应性较广，从理论上讲可以通过调节环的大 小来得到不同孔穴和取代基的主体分子，2 0 世纪5 0 年代，h a y e s 和h u n t e r 采用 逐步法合成了杯芳烃【_ 7 1 ，反应( 图1 4 ) 有1 0 步，因此反应产率较低，使其应用受 到一定限制。 x 啼出 x r 图1 4 逐步法合成不同对位取代基杯芳烃 ( 3 ) 片段缩合法：片段缩合法在逐步法的基础上发展而来的，它即有逐步发 的灵活性，也克服了其步骤多的特点，但环化产率不高，目前主要用于一些特 殊结构的杯芳烃。常用的有“3 + 1 【8 】( 图1 5 ) ，2 + 2 等几种方法。 图1 53 + 1 片段缩合法合成不同对位取代基杯芳烃 1 2 2 杯芳烃衍生物的合成 杯芳烃作为一个分子平台，非常容易进行化学修饰( 图1 6 ) 。对其上缘进行 4 郑州大学硕士学位论文 绪论 取代，可以得到诸如醛基、羧基、磺酸基、烷基氨和氨基酸类等杯芳烃；对其 下缘进行修饰，可以得到带有酯、烷基溴、杂环、冠醚等杯芳烃；其亚甲基可 以被硫、氧取代；杯芳烃的主体可以被呋喃、噻吩、吲哚等取代。我们课题组 用一步法合成一些杯芳烃及其衍生物【9 小】。 基 图1 6 杯芳烃的化学修饰 1 3 杯芳烃的色谱分离进展 随着杯芳烃在日常生产和实验中的应用增多，需要对其建立一定的分析方 法，指导日常的工作和实验。高效液相色谱法作为一种比较常见的分析方法， 已被广泛地应用到生命科学、环境、医药、食品、石油化工等领域，其具有“三 高一广一快”的特点：高压、高效、高灵敏度、应用范围广和分析速度快，相对 其它分析方法具有很多优点：( 1 ) 高柱效，能达到2 x 1 0 5 块米；( 2 ) 高选择性；( 3 ) 分析速度快，一般几分钟到几十分钟可以完成检测；( 4 ) 灵敏度高，( 5 ) 操作简单， 自动化。这些特点使h p l c 能够很好的应用于杯芳烃合成条件的优化、常规分 析等方面。 1 9 8 4 年，l u d w i q 掣1 2 】用硅胶色谱柱成功分离了杯芳烃和链状酚醛树脂，两 年后，采用半制备色谱分离了杯芳烃和对应的链状酚醛树脂【1 3 j ；1 9 9 2 年，1 w a m o t o 等人【1 4 1 尝试使用h p l c 方法分离自己合成的几种消旋杯芳烃，开始选用了几种 手性色谱柱，但由于杯芳烃在流动相溶解性问题，没有分离成功，直到采用了 s u m i p a xo a 2 0 0 0 柱后，在2 0 2 9 r a i n 内实现了分离，为杯芳烃的手性分离注入 了活力；1 9 9 3 年，p i c k a r d 等【1 5 】使用自己合成的( r ) c s p 色谱柱和甲醇流动相， 成功分离了两种乙酸乙酯类杯芳烃和一种带丙烷类的杯芳烃，并且实现了了基 甲基三丁基乙醚的乙腈溶剂做流动相，成功分离了对叔丁基杯 4 】芳烃、对叔丁 基杯 6 】芳烃、对叔丁基杯 7 】芳烃、对叔丁基杯 8 】芳烃，但这种分离方法还不能 用于烷基杯芳烃的分离。1 9 9 7 年，f r a n c o i s e 掣 j 使用对c h i r a l p a k a d 和c h i r a l c e l o d 正相色谱柱，对含有下沿含有烷基和冠醚的三类杯芳烃实现了手性拆分； k a l c h e n k o 【l8 】以反相高效液相色谱对下缘含磷酰酯的杯芳烃衍生物进行了研究， 其保留时间比较长( 最后出峰物质的保留时间为1 0 1 6 7 m i n ) ，后在流动相中加入 l ( ) g t 苯乙胺添加剂使分离得到改善【1 9 】；g r a h a m 等【2 0 】先用反相高效液相色谱分 离了杯芳烃，然后又比较了超临界流体色谱法( s f c ) 与h p l c 法分离杯芳烃的优 劣，结果表明s f c 在分离对叔丁基杯芳烃方面明显优于，l c 。然而h p l c 比 较常用，寻找其的分析方法还是比较有意义的。1 9 9 8 年，t h i b o d e a u x 等1 2 l j 利用 反相高效液相色谱，通过优化条件，分离和鉴定手性氯酰化杯 4 】芳烃氨基酸衍 生物，可以达到基线分离，并且成功地用于此类产品的纯化：1 9 9 9 年，p a p p a l a r d o 等瞄】使用手性色谱柱( c h i r a l p a ka d 、c h i r a l c e lo d ) 成功分离了三类冠醚类杯 芳烃，用c h i r a l p a ka d 正相柱时能达到基线分离，而使用c h i r a l c e lo d 柱却不能 达到基线分离：2 0 0 0 年，冯钰镝和胡玉玲等1 2 3 】采用c 6 0 键合硅胶固定相液相色 谱柱，不同比例的异丙醇、氯仿、二氯甲烷分别与环己烷组成的二元溶剂体系； 成功分离了杯芳烃及杯芳烃冠醚类化合物，但这些峰的展宽大都比较大，不利 其定量和定性分析的应用；同年，c a c c a m e s e d 等手性色谱柱( c h i r a l c e lo d ) ，成 功分离了下沿含乙酰和庚酰基类的杯【4 】芳烃，并且考察了其在不同流动相和不 同流速下的色谱分离效果；m o r o h a s h i 等l 2 4 j 用c h i r a l p a k a d 色谱柱，成功分离了 三种不同手性构型的硫桥类杯芳烃。2 0 0 1 年，w h i t e 2 5 】等采用异丙醇做流动相， 使用高表面积和高含碳量( 3 0 ) 色谱柱，建立了一种利用杯芳烃从高放性废物中 提取铯的h p l c 监测方法，极大的提高日常工作的效率。同年，z a r z y c k i 等【2 6 】 采用正相和反相薄层色谱法分离了杯芳烃和芘，并考察了它们的色谱行为； a g e n a 等口7 】使用r p h p l c 制备色谱方法分离成功制备了多种固有手性雷索杯 4 】 芳烃对映体；j a n k o w s k i 和d i a m o n d 等【2 粥o 】采用液质联用的方法分离和鉴定杯芳 烃衍生化产物，并且对其条件进行了优化选择。2 0 0 6 年，本课题组分别使用使 用反相高效液相色谱分离了对叔丁基杯【4 】芳烃、对叔丁基杯【6 】芳烃、对叔丁基 杯【8 】芳烃、对硝基杯【6 芳烃、杯【4 】芳烃和杯【6 】芳烃，发现杯【4 】、杯 6 】芳烃和 对硝基杯 6 】芳烃在l c 3 1 8 柱和在c 1 8 柱上均能得到良好的分离，对叔丁基杯 6 郑州大学硕士学位论文绪论 【4 】、【6 】、【8 】芳烃在c 1 8 柱和l c 3 1 8 柱上，使用含氯仿的乙腈流动相，可以达 到基线分离，但对叔丁基杯【8 】芳烃的峰形前伸严重，有待进一步优化【3 l j 。 1 9 9 4 年，z h a n g 等1 3 2 j 使用毛细管区带电泳分离了水溶性p 磺酸基杯【n 】芳烃 ( n = 4 、6 、8 ) 和4 磺酸基苯酚，通过优化条件，使其在1 4 m i n 内达到基线分离； 2 0 0 4 年，韩珀【3 3 1 用非水毛细管电泳分离了对叔丁基杯【4 】芳烃、对苯甲酯杯【4 】 芳烃和对叔丁基杯 6 芳烃；f u 等【蚓建立了样品堆积毛细管电泳法分离磺酸基杯 芳烃。优化了实验条件在p h 8 7 、缓冲溶液浓度为1 0 m m 、分离电压为1 5 k v 条 件下三种磺酸基杯【4 ，6 ，8 】芳烃6 m i n 内在3 7 c m 长的毛细管中实现了分离，为杯芳 烃分离领域的发展注入了新的活力；2 0 0 6 年，本课题组采用毛细管区带电泳分 离了对叔丁基杯 4 】芳烃、对叔丁基杯 6 】芳烃、对叔丁基杯【8 】芳烃【3 l j ；两年后， 通过优化毛细管区带电泳的分离条件，成功分离了杯芳烃及其衍生物瞬1 。 1 4 1e s i m s 的发展简介 1 4e s i m s 技术 电喷雾电离是随着生命科学的发展与需要而发展起来的一种软电离技术。 它是利用高压电场，使毛细管流出的液滴带电，在氮气气流的作用下，液滴蒸 发，表面积变的越来越小，而表面电荷不断增加，液滴爆裂为子液滴，这一过 程不断的重复，最终的液滴非常细小呈雾状，这时液滴表面的电场非常强大， 使被测物离子化并以单电荷或多电荷离子的形式进入质量分析器【3 6 】。 在e s i 应用以前，人们已经对微小液滴电喷雾做了很多的研究【3 7 弓9 1 ，并且 在静电喷涂、喷漆、静电乳化、燃料雾化、农作物喷雾以及制备有机聚合物涂 层的电极等领域都有应用【4 0 舶】。1 9 6 8 年，d o l e 等发现了从一带电毛细管喷射溶 液可以产生大分子气态离子，发表了最早将电喷雾与质谱成功结合其来的论文 h 7 1 ，报道了应用e s i m s 技术测定聚苯乙烯的分子量，平均分子量达5 1 0 0 0 。随 后2 0 年间，电喷雾作为质谱离子源的研究一直停滞不前。1 9 8 2 年，f e n n 等【4 8 j 在前人的基础上，完成了将电喷雾电离技术作为质谱离子源和l c m s 的接口技 术。目前，电喷雾技术有以下几种接e l ：电喷雾电离( e s i ) 、离子喷雾、n a n o e s i 、 z - 喷雾( z s p r a y ) 、涡流离子喷雾( t u r b o i o n s p r a y ) 、正交喷雾( o r t h o g o n a ls p r a y ) 、 冷喷雾( c o l ds p r a y ) 。 7 电喷雾式一种强静电场的电离技术，在电喷雾离子化的过程中，在正离子 模式下，样品会以质子化的分子或加合物的形式存在于溶液中；在负离子模式 下会以负离子分子形式存在于溶液中。电喷雾接口中样品离子的从产生到分析 检测可以分为4 个阶段：样品溶液形成表面带电荷的液滴；溶液挥发，液滴表 面电荷增加，当液滴表面的电荷密度增加到雷利稳定限时【4 9 】，液滴表面的静电 斥力大于液滴张力，液滴碎裂成更小的液滴，这个过程反复进行，形成非常小 的液滴；在静电场的作用下，样品离子脱离非常小的液滴，进入气相；样品离 子进入检测器检测。 电喷雾质谱作为有机和生物分析领域的重要手段，具有以下特点：( 1 ) 能分 析大分子有机物和大分子的生物分子；( 2 ) 灵敏度高，样品使用量少，可以检测 1 0 。8 m 以下的微量物质；( 3 ) 能够和其它分离技术联用，用于复杂体系的分析；( 4 ) 快速，一般在几分钟分析完成；( 5 ) 可以给出样品的分子质量和结构信息；( 6 ) 即 可以用于定量分析，也可用于定性分析。 1 4 3e s i m s 的应用 电喷雾质谱在蛋白质、多肽、核苷酸、酶等大分子的分析和新药筛选、组 合化学、共价复合物、超分子等方面都有很好的应用前景。在药物分析和天然 药物中，使电喷雾质谱可以解决大量复杂分子结构确认的问题，大大提高了质谱 在药物分析中的作用【5 0 , 5 1 】。e s i m s 在非共价复合物研究中的也得到了广泛应用 【4 8 】。有机分子与生物分子的非共价作用是生物识别的基础。一般非共价复合物 有较大的分子量，结合力相对较弱，易被打破。有时它们有比较好的对称结构， 使得在测定其立体结构时比较困难。早期，非共价复合物采用紫外可见光谱、 荧光光谱、x 射线衍射法、核磁等手段分析测定，这些方法一般样品消耗大、耗 时、要求比较高纯度的样品。随着软电离技术在质谱中的应用，使质谱在非共 价化合中也得到广泛的应用。目前，电喷雾质谱对非共价复合物，主要集中在 蛋白蛋白、蛋白肽、蛋白d n a 、蛋白金属、蛋白药物和酶底物等方面的研 究。在组合化学中，电喷雾质谱逐渐成为其首选的分析方法 5 2 , 5 3 j 。同样，e s i m s 在杯芳烃的结构鉴定中同样可以发挥重要作用，1 9 9 3 年，g o o l s b y 等1 5 4 j 使用 e s i m s 研究了杯芳烃和碱金属的相互作用，并且研究了其钠离子相互作用下的 8 郑州大学硕上学位论文绪论 裂解规律；本实验室利用电喷雾质谱研究了三组杯芳烃的裂解规律【3 3 】。 本论文在前期工作基础上，重点进行了杯【4 】芳烃及其衍生物的合成、混合 杯芳烃的色谱分离和杯【4 】芳烃及其衍生物的电喷雾质谱裂解规律等三个方面的 研究。 参考文献 【l 】z i n k ea ，z i e g l e re z u rk e n n m i sd e sh a t u r t n g s - p r o z e s s e sv o np h e n o lf o m r a l d e h y d e h a r z e n x m i t t e i l u n g b e r , 19 4 4 ，7 7 - 2 6 4 【2 】g u t s e h ec d ，r a m a m u r t h im c a l i x a r e n ea n a l y s i so ft h ep r o d u c tm i x t u r e sp r o d u c e db yt h e b a s e d - c a t a l y z e dc o n d e n s a t i o no ff o r m a l d e h y d ew i t hp a r a - s u b s t i t u t e dp h e n o l s j o 唱c h e m ， 1 9 7 8 ，4 9 4 3 - 4 9 0 5 【3 】g u t s c h ec d ，d h a w a nb ，m u t h u k r i s h n a nr t h es y n t h e s i s ，c h a r a c t e r i z a t i o n , a n dp r o p e r t i e s o f t h ec a l i x a r e n e sf r o mp - t e n b u t y l p h e n 0 1 j a m c h e m s o c ，1 9 8 1 ，1 0 3 ( 1 3 ) ：3 7 8 2 - 3 7 8 5 【4 】k n o pa ，b o h m e rv ，p i l a t ol a p h e n o l - f o r m a l d e h y d ep o l y m e r s ，i nc o m p r e h e n s i v ep o l y m e r s c i e n c e p e r g a m o np r e s sp i e ，1 9 8 9 ，5 ：6 11 - 6 4 7 【5 】n a k a m o t oy ，i s h i d as lc a l i x 7 a r e n e f r o m4 - t e r t - b u t y l p h e n o la n df o r m a l d e h y d e m a k r o m o lc h e m r a p i dc o m m u m ，1 9 8 2 ，3 ：7 0 5 - 7 1 0 【6 】d u m a z e ti ，r e g n o u fj b ，l a m a r t i n e rs y n t h e s i sa n dc h a r a c t e r i z a t i o no f p - t e n - b u t y l - c a l i x 9 ，1 0 ，1 1 a n d 1 2 a r e n a s s y n t h e t i c c o m m u n i c a t i o n s ， 1 9 9 7 ， 2 7 ( 15 ) ：2 5 4 7 - 2 5 5i 【7 】b t h a y e s ，r eh u n t e r p h e n o l f o n ：n a l d e h y d ea n da l l i e dr e s i n sv i r a t i o n a ls y n t h e s i so fa c y c l i c t e t r a n u c l e a r p e r e s o l n o v o l a k f t a p p lc h e m 。19 5 8 ，8 ：7 4 3 7 4 8 【8 】b o e h m e rv ，m e r k e ll ，k u n zu c a l i x 4 a r e n a sw i t l lf o u rd i f f e r e n t l ys u b s t i t u t e dp h e n o l i c u n i t s j o r g c h e m ，1 9 8 7 ，5 0 ( 6 ) ：8 9 6 - 8 9 9 【9 】丁呈华杯芳烃及其色谱应用研究郑州大学硕士论文，2 0 0 6 【l o 】李勇波杯芳烃衍生物分析及其色谱保留机理的量子化学研究郑州大学硕士论文， 2 0 0 7 【1 l 】胡锴对苯甲酰基杯芳烃键合硅胶固定相的制备及其色谱行为研究郑州大学硕士论 文，2 0 0 9 9 郑州大学硕士学位论文绪论 【l2 】f j s r l u d w i q ， a gj r b a i l i e l i q u i dc h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i o no f p - a l k y l p h e n o l f o r m a l d e h y d ec y c l i c a n dl i n e a r o l i g o m e r s a n a lc h e m ，1 9 8 4 ，5 6 ( 1 2 ) ： 2 0 8 1 - 2 0 8 5 1 3 】ej s r l u d w i q ，a gj r b a i l i e r e v e r s e d - p h a s el i q u i dc h r o m a t o g r a p h i cs e p a r a t i o no f p - t e r t - b u t y l p h e n o l f o r m a l d e h y d el i n e a ra n dc y c l i co l i g o m e r s a n a l c h e m ，19 8 6 ， 5 8 ( 9 ) ：2 0 9 6 - 2 0 7 2 【1 4 】k 1 w a m o t o ，h s h i m i z u , k a r a k i ，s s h i n k a i s y n t h e s e sa n do p t i c a lr e s o l u t i o no f c a l i x 4 a r e n e sw i t hm o l e c u l a ra s y m m e t r y s y s t e m a t i cc l a s s i f i c a t i o no fa l lp o s s i b l ec h i r a l i s o m e r sd e r i v a b l ef r o mc a l i x 4 a r e n e j a m c h e m s o e ，1 9 9 3 ，l1 5 ( 1 0 ) ：3 9 9 7 - 4 0 0 6 【1 5 】s t p i c k a r d , w h p i r k l e ，m t a b a m b m ，w v o g t , v b 6 e h m e r d i s s y m m e t r i c c a l i x 4 a r e n e s ：o p t i c a lr e s o l u t i o no fs o m ee o n f o r m a t i o n a l l yf i x e dd e r i v a t i v e s c h i r a l i t y ， 1 9 9 3 ，5 ( 5 ) ：31 0 - 31 4 【1 6 】ev o c a n s o n ，r l a m a r t i n e ，c d u c h a m pa n dj b r e g n o u fd ev a i n s r e v e r s e p h a s el i q u i d c h r o m a t o g r a p h