双原子标记的质谱手法性识别技术测定有机小分子的绝对构型

• 作 者: 徐静
• 机 构: 华中师范大学
• 出 处: 华中师范大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 手性识别 主体分子 客体分子 电喷雾质谱 绝对构型

手性是自然界中普遍存在的现象。手性识别是生命体中最基本也是最重要的过程之一。迄今为止，有很多关于手性识别氨基酸和氨基醇的主体分子的研究，有一些受体分子能够很好的区分氨基酸或其衍生物，然而要发展一个能广泛识别未衍生化的氨基酸的主体分子，通过统一的方法进行识别，还是有困难的。我们合成了一对化合物(10a和10b)，其中一个对映体是氟原子标记的手性主体分子，能够很好的识别氨基酸，并对所有天然的手性氨基酸（除了脯氨酸）显示了较大的区分能力。手性主体分子和氨基酸作用生成的主客体复合物可以通过质量数进行区别。　　
本文的主要工作如下：我们首先合成了一对新型的手性主体分子10a和10b。手性选择剂与对映体分子产生手性识别的基础是二者间发生一定的相互作用，即先有结合，再有识别。研究表明，我们合成的10a和10b有机受体能结合所有α-氨基酸并且表现出较高的立体选择性。除了酚上的质子和亚胺上的N之间形成的共振氢键(resonance assisted hydrogen bonds，RAHB)，羧酸基团中的氢也可以和脲基上的N形成两个氢键。另外，10a和D-氨基酸形成的亚胺化合物中，亚胺键C上所连的H与氨基酸的手性中心C上所连的H最近，10a和L-氨基酸形成的识别产物即亚胺化合物中，亚胺键C上所连的H与氨基酸的手性中心C上所连的烷基或芳基最近，因此存在更大的空间位阻效应，这就是后者不如前者稳定的原因；10b和L-氨基酸形成的亚胺化合物比10a和D-氨基酸稳定性提高也是同样的道理。那么，在加入氘水后，不匹配的主客体结合体中的氨基酸中α-H被氘代，并构型发生翻转而匹配的主客体结合体不发生则这一转变，从而在质谱中出现不匹配的主客体结合体中M+1的峰，或者氘代不完全也会导致M峰明显降低，远低于匹配的主客体结合体的分子离子峰。化合物10a和10b可对18种天然氨基酸产生手性识别，18种天然氨基酸的绝对构型能够很容易的在一级质谱中被测定。　　
在本文中，我们发展了基于双原子标记的电喷雾质谱法，一种对氨基酸普适和实用的手性分析的方法。这种方法显示了包括可靠，无需对照组和对氨基酸进行衍生化等几种独特的优点。该方法耐基体干扰，并能应用于商业化的仪器。在以下几个方面还有待研究，发展新的手性选择剂，设计和构筑更多类型的主体分子用于手性识别和分析，并拓展该方法应用到其他的底物的潜力。