羟胺衍生化试剂的制备及其用于醛类化合物的测定文献综述

 2023-02-19 23:13:17

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、研究背景

醛类化合物是挥发性有机物(VOCs)中化学反应活性较强的,同时也是VOCs在大气氧化过程中产生的首要中间产物。VOCs中的醛酮类化合物吸收太阳福射,分解产生0H自由基、臭氧及过氧硝盐,作为中间体促进了光化学烟雾的形成。机体自身的生物化学作用过程也可产生内源性醛类化合物。体内脂质的氧化或过氧化,丝氨酸、甘氨酸、胆碱等的代谢,以及一些脱甲基反应都可产生多不饱和醛;甲醛还是嘌呤、胸腺嘧啶生物合成的中间产物。

这些易挥发、极性强、活性高的醛类有机物质已经被证明能对人体健康形成潜在的威胁。一些醛类化合物具有较高的水溶性,因而可被呼吸道及消化道快速吸收,从而对人体感官造成强烈刺激性,且具有致癌性、致畸致突变性。研究表明醛类化合物具有遗传毒性,活泼的醛基使得它们不需经过代谢就能攻击亲核基团,能够与 DNA 共价结合形成加合物,引起 DNA 链间交联、DNA 断裂等,被认为是化学致癌,致畸,致突变过程的关键。国内外对甲醛研究较多,它具有生殖毒性,能降低免疫力;甲醛还能损害呼吸系统,使上呼吸道症状体征发生率增加,发生阻塞性肺通气功能障碍;它还是潜在的致癌物。乙醛能影响胚胎的发育,吸入高浓度的乙醛则会引起窒息,甚至呼吸麻痹而死亡。丙烯醛引起DNA及蛋白质的不可恢复损伤,几乎对机体的每个系统都能产生毒性作用。

因此,不同样品中醛类物质的检测成为研究的焦点。目前,醛类物质测定的方法有很多种,主要有分光光度法、荧光法、色谱法等。光度法虽然简单,但测定的组分少、干扰严重、灵敏度低。荧光法虽然灵敏度高,但在应用中也存在一定的局限性。色谱法分离效果好,选择性高,灵敏度高,抗干扰性强,能同时检测多种目标物,是醛类化合物较为理想的测定方法。近年来色谱法在醛类物质分析中受到普遍重视,发展迅速。从所应用的色谱方法来看,主要有气相色谱法、高效液相色谱法、胶束电动毛细管色谱法、簿层色谱法、气质联用、液质联用等技术。高效液相色谱法采用梯度洗脱按照被分析物的极性依次将醛类衍生物分离出来,它的特点及优点主要是:分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高和应用范围广,被广泛应用于醛类化合物的精确测定。

由于醛类物质大多数具有强极性、化学不稳定性及差的光谱吸收性,基于这些限制性因素,一般对醛类物质进行分析检测前需要先进行衍生化反应。柱前衍生化是应用最为广泛的一种衍生技术,相比柱后衍生具有较大的自由性,是在色谱分离之前将样品组分经过特定的化学反应转化为衍生产物后进行色谱分离检测,柱前衍生主要是根据衍生产物的性质不同而进行色谱分离。

用于衍生化反应的衍生化试剂应具有反应速度快、反应条件温和、产率高、检测灵敏度高等特点。所使用的衍生化试剂主要有紫外衍生化试剂和荧光衍生化试剂。最常用的紫外衍生化试剂是2,4-二硝基苯肼(DNPH),它在偏酸性的条件下,可与醛酮化合物反应生成稳定有颜色的腙类衍生物,而该腙类化合物在360-380nm处有强紫外吸收,再结合紫外检测器,即可进行测定。而被使用的荧光衍生化试剂可分为两大类:(1)本身含有很强的荧光发射基团及反应性基团,通过反应基团与待测定样品反应,得到相应的荧光衍生产物;(2)本身不含有荧光发射基团,但是通过衍生反应后就转变为荧光衍生产物。

多环含氮杂原子的分子化合物通常显示出较强的荧光发光特性,咔唑类化合物便是其中一类,已被广泛应用于染料、光敏引发剂、发光聚合物材料和荧光传感器合成的原料等。在这种化合物分子中含有与芳环共平面的N原子,其上的孤对电子可以参与两边芳环的共扼,有助于提高分子的摩尔吸光系数。咔唑的荧光量子效率为0.38。另外,由于N原子上连有氢原子,易于进行化学修饰引入用于衍生反应的活性基团。但它们的激发和发射波长较低,背景干扰较大,荧光检测灵敏度不高,因此研制开发高灵敏荧光衍生化试剂在高效液相色谱中的应用十分必要。

二、研究目的与意义

咔唑类化合物具有强荧光特性,但它们的激发和发射波长较低,背景荧光吸收较多,因此灵敏度低。以咔唑类母环为基础合成较高波长的羟胺荧光试剂可以减少背景吸收,提高荧光灵敏度。本次实验以新合成的羟胺化合物作为柱前衍生化试剂,并伴随高效液相色谱(带有荧光检测器)检测,同时对饱和醛和不饱和醛进行衍生化处理,比较在相同的条件下饱和醛和不饱和醛反应的差异,讨论对饱和醛的衍生化方法是否适用于不饱和醛,以进一步研究人体内天然醛类的分析与检测方法。

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