ガスクロマトグラフィーの誘導体化シリル化、アルキル化、アシル化

ガスクロマトグラフィーは液クロと比べて測定できる分子の制限が多く、そのままでは測定できない分子も結構たくさんあります。

そこで、「誘導体化」といって測定対象の分子構造をいじることで、ガスクロマトグラフィー測定に適した状態にすることができます。

この誘導体化に関して紹介します。

誘導体化でガスクロの欠点を克服

ガスクロマトグラフィーの欠点は

分子量が大きい、極性の高い化合物は沸点が高く、そのままではガスクロによる分析ができません。

こめやん

生体分子の多くは極性基を持っていることが多く分離能の高いガスクロを使いたくても使えません。例えば、アミノ酸、糖質、脂質(脂肪酸やステロイド)などがあります。

極性官能基を含む生体内物質

それでは諦めるしか無いのか？と言われればそうではありません。

誘導体化によってガスクロ測定できるようになる可能性があります。

誘導体化は高沸点化合物に含まれる極性官能基を保護することによって揮発性を上げてガスクロ分析を可能にする方法です。

誘導体化には

などの目的があります。

よく誘導体化される官能基としては、ヒドロキシ基(アルコールやフェノール)、アミノ基、カルボキシル基、アミドなどがあります。

これらの極性官能基は

などの変換を受けて誘導体化されます。

極性官能基は、活性プロトンを持っていて極性官能基同士で水素結合をします。これによって、分子同士の結びつきが強くなるので、沸点が上昇します。

メタン(CH₄)は室温で気体(沸点-164.6℃)ですが、メタノール(CH₃OH)は液体(沸点64.7℃)です。アルコールの活性プロトンHをメチル基で置換したジメチルエーテル(-23.6℃)は極性が大きく低下し、沸点も低下します。

ちなみにメタノールはアルキル化という誘導体を受けてジメチルエーテルという分子に変換したことになります。

こめやん

このように分子を変換すると沸点を大きく低下させることが可能になります

誘導体化法	試薬	対象官能基	利用される物質	利点や欠点
シリル化	TMS	アルコール、フェノール、チオール、アミン、アミド、カルボン酸	糖類、ステロイド	高汎用性、アルコールに適する、酸に弱い、
アシル化	Ac、TFA	アルコール、フェノール、チオール、アミン		反応性が良い
アルキル化	MeI	アルコール、フェノール、カルボン酸	脂質	安定性が高い、反応性が低め(長鎖)