Die Gaschromatographie ist eine fantastische Technik, mit der sich äußerst scharfe Peaks und eine hohe Auflösung in einem komplexen Analysengemisch erzielen lassen, aber jeder Analyt muss volatil sein, um die GC-Analyse zu ermöglichen. Die Derivatisierung bietet eine Möglichkeit, Substanzen zu analysieren, die sich sonst nur schwer verdampfen lassen. Zu solchen Analyten gehören Säuren und Basen, aber auch hochsiedende neutrale Analyten, die eine große Anzahl polarer Substituenten aufweisen, wie z. B. Sterole und kleine Zucker. Die Silylierung ist ein gängiges und praktikables Mittel zur Derivatisierung hoch polarer Analyten, um die GC-Analyse zu ermöglichen.
Silylierungsreagenzien sind ein einfaches Mittel zur Derivatisierung einer breiten Palette von Analyten, vor allem von Zuckern, Phenolen, schwachen Säuren, Aminen, Amiden und Thiolen. Im Allgemeinen ersetzt ein Silylierungsreagenz einen "aktiven" Wasserstoff einer polaren funktionellen Gruppe durch eine unpolare TMS-Gruppe (Trimethylsilan). Das resultierende TMS-Derivat des Zielanalyten hat eine geringere Polarität und einen niedrigeren Siedepunkt (genauer gesagt einen höheren Dampfdruck). Das resultierende Derivat verdampft leichter und eignet sich für eine breite Palette an GC-Phasen.
TMSI (N-Trimethylsilylimidazol) ist ein gebräuchliches Reagenz für die Derivatisierung von Hydroxylgruppen und Carbonsäuren, bei denen die Imidazol-Abgangsgruppe für das Abfangen des aktiven Wasserstoffs geeignet ist. TMSI kann auch für Phenole und Thiole eingesetzt werden. Die Silylierungsreagenzien BSA und BSTFA verfügen über stärkere Abgangsgruppen, so dass diese Reagenzien zusätzlich zu den von TMSI umsetzbaren Analyten auch Amine, Amide und Aminosäuren derivatisieren können. Gängige Silylierungsreagenzien eignen sich für die Derivatisierung von "aktiven" Wasserstoffatomen, die nicht sterisch gehindert sind. TMCS (auch als TMS-Cl abgekürzt) ist ein kleineres Silylierungsreagenz, das als Katalysator für andere Silylierungsreagenzien hinzugefügt werden kann, um die Silylierung sterisch gehinderter Gruppen zu verbessern. TMSC wird im Allgemeinen nicht allein bei der Derivatisierung von GC-Proben verwendet.
Katalysatoren und polare aprotische Lösungsmittel werden oft verwendet, um die Reaktivität des adressierten "aktiven" Wasserstoffs für den Ersatz durch eine TMS-Gruppe zu erhöhen. Ein Beispiel ist die Verwendung von Pyridin, um die Abgangsfähigkeit des aktiven Wasserstoffs aus einem Phenol zu erhöhen. Silylierungsreaktionen werden häufig entweder "pur" oder in einem aprotischen Lösungsmittel (organische Lösungsmittel, die keine Hydroxylgruppen aufweisen) durchgeführt. Protische Lösungsmittel (in der Regel Alkohole oder Wasser) reagieren mit dem Silylierungsreagenz.
Vermeiden Sie GC-Phasen, die Hydroxylgruppen enthalten, wie z.B. "WAX"-Phasen, da diese mit überschüssigem Silylierungsreagenz reagieren und möglicherweise auch mit den silylierten Analyten selbst reagieren können. Für die Analyse von silylierten Analyten werden niederpolare und mäßig polare Phasen auf Siloxanbasis empfohlen. Was die Pflege Ihres GC-Instruments angeht, sollten Sie bei der Vorbereitung einer GC-Probe die Volatilität des Nebenprodukts beachten, das von der Abgangsgruppe des Silylierungsreagenzes gebildet wird. Imidazol (Nebenprodukt von TMSI) ist eine aktive Base und hat einen atmosphärischen Siedepunkt von 256 °C, während N-Methyltrifluoracetamid (Nebenprodukt von MSTFA) ein neutrales Amid ist, das einen Siedepunkt von 156 °C hat. Unabhängig vom Silylierungsreagenz, wechseln Sie den Liner des Einlasses und schneiden Sie die ersten paar Zentimeter der GC-Säule ab, sobald die Peakformen beginnen, Tailing und Empfindlichkeitsverluste zu zeigen.
Es stehen viele Silylierungsreagenzien zur Auswahl, von denen einige spezifischer für bestimmte funktionelle Gruppen sind als andere. Achten Sie auf die Silylierungskatalysatoren und Reaktionsbedingungen, die für bestimmte Analyten besonders günstig sind, und achten Sie während der Analyse auf die Retentionszeiten der Silylierungsreagenzien selbst. Bitte teilen Sie uns gerne Ihre Fragen mit, und ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.