Liquid Chromatography Mass Spectrometric Analysis of ... ... Liquid chromatography-mass spectrometry

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  • ─ ─277 ( )

    度の高い有機化合物分析法として,欠くことの出来ない

    手段として用いられている 1)。このうち,GC-MSはほぼ

    完成された機器であるのに対し,後発のLC-MSも実用

    化の時代に入り,とくに優れたソフトイオン化法の開発

    は目覚しく,GC-MSで測定困難な高極性,難揮発性,

    高分子量化合物の直接分析を可能とし,その威力を発揮

    しつつあり,その潜在能力をも含めてきわめて高く評価

    されている。

    LC-MS分析の成否は,心臓部に相当するイオン源にお

    ける試料のイオン化法の使い分けに基づくと言っても過

    言でない。測定対象試料を効率よくイオン化するには,

    それぞれのイオン化法の特徴を理解し,目的に応じたイ

    オン化法の選択が必要である。代表的なイオン化法とし

    ては,大気圧化学イオン化法(APCI),エレクトロスプレー

    イオン化法,サーモスプレーイオン化法,マトリックス支

    援レーザー脱離イオン化法,フリットー高速原子衝撃法,

    1 緒 言

    質量分析(mass spectrometry ; MS)は化学,生化学,

    薬学,生物学,医学,地球科学,材料科学などの基礎研

    究を始め,ドーピング検査,環境ホルモン測定,犯罪・

    事件の鑑識捜査,大気中の香気,異臭成分の特定,飲料

    水中の有害成分の検出などきわめて広範な研究分野で用

    いられている。そのため現在では質量分析法は核磁気共

    鳴法と共に有機化合物の構造解析上,最も重要なスぺク

    トルデータの一つとなっており,とりわけ分子量に関す

    る貴重な情報を提供している。

    ガスクロマトグラフィー-質量分析(GC-MS),液体ク

    ロマトグラフィー-質量分析(LC-MS)に代表されるハ

    イファネテッド・テクニックは,クロマトグラフィーが

    もつ高感度・高分離能な応答性とMSのもつ優れた構造

    解析能を組み合わせたものであり,豊富な情報量と信頼

    薮田 理永*・ 飯田 隆* ・ 安並 正文**

    Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) coupled with an atomospheric pressure chemical ionization (APCI) detection was measured for a variety of structurally different alkylazulene derivatives, and the data were compared with those of analogous benzenoid compounds. A highly sensitive and selective mass spectral measurement was attained under the positive ion mode at a drift voltage of 50~ 60V. The major fragment ions in the spectra were constituted of the elimination of the whole alkyl side chain without partial degradation. A more longer alkyl group (e.g., isopropyl substituent) in the alkylazulenes was preferentially eliminated than a shorter one (e.g., methyl substituent). Alkyl groups attached to the 7-membered ring in the alkylazulenes were also more readily removed than those bonded to the 5-membered ring. The fragment ions as well as the fragmentation patters by APCI positive ion mode serving to characterize each of the mono- and disubstituted alkylazulenes are also discussed.

    Keywords: alkylazulene, alkylbenzene, alkylnaphthalene, liquid chromatography-mass spectrometry, atmospheric pressure chemical ionization, positive ion mode

    大気圧化学イオン化検出法によるアルキルアズレン類の

    液体クロマトグラフィー-質量分析

    Liquid Chromatography‐Mass Spectrometric Analysis of Alkylazulenes by Atmospheric Pressure Chemical Ionization Detection

    Rie YABUTA*, Takashi IIDA* and Masafumi YASUNAMI**

    (Received November 30, 2005)

    * 日本大学文理学部化学科: 〒156-8550 東京都世田谷区桜上水3-25-40

    ** 日本大学工学部物質化学工学科: 〒963-8642 福島県郡山市田村町徳定字中河原1

    * Department of Chemistry, College of Humanities and Sciences, Nihon University : 3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo, 156 -8550 Japan

    ** Department of Materials Chemistry & Engineering, College of Engineering, Nihon University : 1 Nakagawara, Tokusada, Tamuramachi, Koriyama, Fukushima, 963-8642 Japan

    日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要

    No.41 (2006) pp.277-286

    9

  • Figure 1 Structures of compounds examined. (つづく)

    薮田 理永・飯田 隆・安並 正文

    ─ ─278( )

    パーティクルビーム法などがある 1)。とりわけ,APCI法

    は比較的低分子量(1,500程度以下)の低~中極性化合物

    の分析に好適とされている。

    一方,アズレン類は植物由来の化合物で,五員環と

    七員環が縮環した非対称な平面構造をもつ芳香族化合

    物である。アズレンはこのユニークな非対称構造のた

    め,その構造異性体であるベンゼン系芳香族化合物の

    ナフタレンとは全く異なる化学反応性,物性を有し,

    炭化水素でありながら極性構造をもつことが大きな特

    徴である(Scheme 1)。しかも,アズレン及びその誘導

    体は抗アレルギー 2),胃炎 3)胃潰瘍 4),十二指腸潰瘍 5),

    抗炎症 6)等に対する極めて多彩な薬理効果をもつため,

    医薬品として既に臨床の場に供され,あるいは開発中で

    ある。

    Scheme 1

    アズレンを種々のアルキル基で化学修飾したアルキ

    ルアズレン類やそのアナログにも新規な薬理活性の発

    現が期待されているにもかかわらず,標品の入手困難

    なことがアルキルアズレンの研究を進める上での大き

    な隘路となっている。最近,安並らは簡易で高効率・

    高選択的なアルキルアズレンの合成法を開発した 7-13)。

    本研究では,合成した一連のアルキルアズレン標品の

    APCI/LC-MSを測定し,APCI/LC-MSに特徴的な分子

    量関連イオンとフラグメントイオン並びに開裂パター

    ンを詳細かつ系統的に精査することを目的とした。さ

    らに,アルキルアズレンとアルキルベンゼン誘導体と

    のAPCI/LC-MSスペクトルの差異についても比較・検

    討した。

    2 実 験

    2-1 アルキルアズレン標品の合成

    Figure 1 に本研究で用いたアルキルアズレン類(1~

    34)と比較対象化合物(35,36)の化学構造,化合物名,

    略記号を示した。これらの合成標品は,安並らが開発し

    た3-メトキシカルボニルオキサアズレンと対応するエ

    ナミンとの反応,つまりエナミン法(Scheme 2)を応

    用して合成したものをクロマトグラフ精製した後に用い

    た 7-13)。エチルナフタレン(35)とエチルベンゼン(36)

    は市販品を使用した。LC溶媒としては電子工業用メタ

    ノールを用いた。その他の試薬と有機溶媒は市販特級品

    をそのまま用いた。

    O

    R1

    O N

    R2

    R3 H

    RR

    R2

    R1

    R3

    + EtOHreflux

    R1, R2, R3 : H and / or alkyl groups

    Scheme 2

    10

  • Figure 1 Structures of compounds examined. (つづく)

    ─ ─279 ( )

    大気圧化学イオン化検出法によるアルキルアズレン類の液体クロマトグラフィー-質量分析

    11

  • Pr i

    Me

    Et

    1

    5

    ������

    3

    C16H20 Mol. Wt.: 212.33 [ M ]

    100000

    200000

    300000

    400000

    50000

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    150000

    200000

    250000

    300000

    350000

    50000

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    150000

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    150000

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    300000

    350000

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    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    m / z 100 120 140 160 180 200 220 240

    143 [M+H-Pr -Et]

    213 [M+H]

    171 [M+H-Pr ]i

    i +

    +

    +

    30 V 70 V

    40 V 80 V

    50 V 90 V

    60 V 100 V

    50000

    100000

    150000

    200000

    250000

    300000

    350000

    50000

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