Silver-Mediated Oxidative Trifluoromethylation of ... - ACS Publications

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Sep 29, 2015 - Silver-Mediated Oxidative Trifluoromethylation of Alcohols to Alkyl. Trifluoromethyl ... The silver- mediated ..... Reedijk, J.; Sheldon, R. A. Chem.

化学学报

!""# 年第 $! 卷 第 %$ 期,%&&% ’ %&&$

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!"#$% & ’(!) 质量校准新方法 苏

越!

郭寅龙!,"

陈国强 "

( ! 中国药科大学分析测试中心

相秉仁 !

安登魁 !

南京 !%"""4)

( " 中国科学院上海有机化学研究所上海质谱中心

上海 !"""5!)

# % ’ : ; ! 模型,通过基质峰的测定频率对模型中的参数 % ,’ 进行调整,使模型 $ & & 参数更加接近测定状态,调整后模型的计算结果明显改善;并对多元回归和单纯形法两种建模方法以及单纯形法的目标函 摘要

在 -(67, 8 9*-. 质量校准中采用

数进行了考察,结果表明以最大相对误差绝对值为目标函数的单纯形法建立的模型在预测离子质量方面具有较好的稳健 性,质量测定相对误差均小于 & < %" = $ 3 用此法分析了克拉霉素的 ,>-?7 质谱裂解规律,得到了合理的裂解规律 3 关键词

-(67,,9*-.,质量校准

*+,-. "//0+123 +4 !155 61.780197+: 7: !"#$% & ’(!) [email protected],ABC !

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"8590129 NCPIBQC I22 H1JQ HJ RSC QITC CUVCWHTCJRI2 P1JXHRH1JQ BJXCWK1 RSC QITC QSHYR HJXBPCX Z[ RSC C2CPRWHP YHC2X IQQ1PHIRCX \HRS RSC PSIWKC 1Y RSC H1JQ HJ RSC IJI2[]CW PC22 HJ -(67, 8 9*-.,RSC P1JQRIJRQ % IJX ’ HJ PI2HZWIRH1J # % ’ C^BIRH1J( : ; ! )IWC ITCJXCX Z[ RSC QSHYR 1Y TIRWHU VCI_ 1ZQCW‘CX YWC^BCJP[ 3 *SC TIQQ 1ZRIHJCX Z[ RSC $ & & ITCJXCX PI2HZWIRH1J C^BIRH1J HQ RSCWCY1WC HTTBJC R1 QVIPCFPSIWKC CYYCPRQ 1J TIQQ IPPBWIP[ 3 )1TVIWHQ1J 1Y VWCXHPRH1J VCWY1WTIJPC 1Y RSC PI2HZWIRH1J T1XC2Q P1JQRWBPRCX Z[ TB2RH‘IWHIRC WCKWCQQH1J IJX QHTV2CU TCRS1X \IQ QRBXHCX 3 .HTV2CU TCRS1X,HJ \SHPS TIUHTBT WC2IRH‘C CWW1W IPRQ IQ 1ZaCPRH‘C YBJPRH1J,HQ QBVCWH1W 1J Q12HXHR[ 1Y H1J TIQQ VWCXHPRH1J 3 (JX RSC WC2IRH‘C CWW1WQ 1Y H1J TIQQ TCIQBWCX I22 IWC 2CQQ RSIJ & < %" = $ 3 *SC ,>-?7 YWIKTCJR H1JQ 1Y P2IWHRS1T[PHJ \CWC XCRCWTHJCX Z[ RSHQ TCRS1X,IJX RSC YWIKTCJRIRH1J VIRRCWJQ \CWC XHQPBQQCX 3 ;-5 -(67,,9*-.,TIQQ PI2HZWIRH1J

傅立叶变换质谱法( 91BWHCW RWIJQY1WT TIQQ QVCPRW1TCRW[, 9*-.)最早产生于 !" 世纪 b" 年代[%,!],随后,它的仪器本身

定准确度的影响[&,$]3 为了避免空间电荷对准确质量测定的 影响,可以采用内标校正法,将参比化合物与样品一起送入

设计及其应用都得到了迅速发展 3 9*-. 是具有超导磁场和 高真空度,并能与多种离子化方式匹配的一种高分辨质谱

样品离 子 处 在 同 一 环 境 中 3 在 基 质 辅 助 激 光 解 吸 离 子 化

仪 3 9*-. 具有扫描速度快、测定的准确度高等特点,是其它

(-(67,)中,基质是一种能吸入光射激光并能与样品共存物

质谱仪,生成离子共同捕获在池内,以使参比化合物离子和

质谱仪无法比拟的,在化合物分子量测定、结构信息的获取

质, 它能帮助样品解吸离子化,防止样品受到激光直射而造

及反应机理的研究等方面发挥着重要作用[5]3 9*-. 质量测 定的准确度不仅受分辨率和信噪比的影响,还受到阱电压和

成的破坏[b],目前广泛地应用于热不稳定化合物的质谱分

空间电荷相互作用的影响[#]3 在通过测定频率计算准确质量

析 3 本文提出了通过基质峰测定频率的改变对 % ,’ 的修正 方法,并采用最大相对误差绝对值为目标函数的单纯形法对

时,采用固定的基本校正模型忽略一些参数的改变对质量测

模型进行优化,修正和优化后模型获得了较为满意的计算结

! DFTIH2:[2KB1c TIH2 3 QH1P3 IP3 PJ

>CPCH‘CX 9CZWBIW[ %,!""#;WC‘HQCX IJX IPPCVRCX (VWH2 !",!""# 3 国家自然科学基金(/13 !"%b&"5#)资助项目 3

化学学报

1BB*

[’] 果 ! 将本法应用于克拉霉素的红外多光子解离( "#$%&) 质

LOP! G*,*(()

谱裂解归属,得到了合理的裂解规律 !

为 )(J 的激光对样品照射 1 DK 使样品离子化,正离子模式, 1( L 加速电压将离子在四极场的作用下引入离子源,通过

! 基本原理

在分析池中短时间通入氩气冷却离子并采用 * L 的阱电压 将离子捕获在分析池内,然后逐步减小阱电压到零,两个圆

在离子回旋共振质谱中,质量为 ! 的离子在磁场强度 为 "( 的超导磁场和电场强度为 #( 的阱电场内做半径为 $ 的回旋运动,其方程为[)]

!!* $ + %"(!$ ,

柱帽的电压一直保持为 1 L,在扫描范围 ! , ( 1(( F 1((( 采 集时域信号,采用傅立叶变换技术计算离子的频率 ! "#$%& 测定时,在减小阱电压前用 *(J 的红外激光对分析池照射 * DK 使样品离子裂解,克拉霉素的 $34&" "#$%& 质谱图见图 1!

%& -./0" $ ’*

(1)

其中 % 为离子所带电荷, ! 为离子的回旋频率 ! 从式(1)可以 得到:

结果与讨论

# #!!

离子质量测定准确度的影响因素 为提高离子质量测定准确度,出现了多种技术减小阱电

压的影响 ! 最常用的技术在分析池离子引入和捕获时采用高 ! ) " + 2 * ( * *

(*)

步减小阱电压以减小磁控运动 ! 本文采用将阱电压降为零的

其中 ) 依赖于磁场强度,是一个常数 ! " 是一个与阱电压、 激发条件有关并能影响离子空间分布的一个函数,在同一条 件下可近似看为常数 ! ( 为离子所带电荷数,* 是回旋频率 ! 空间电荷影响质量测定的准确度 ! 离子电荷产生的磁场 使离子运动紊乱,离子空间电荷可产生排斥空间导致观测频 率的降低,所有离子都要经历同样的空间电荷诱发飘逸 ! 由 于离子的数目不确定,对磁场和电场有不同程度的影响,式 (*)中 ) 和 " 将有所变化 ! 在 $34&" 5 67$8 中,以基质峰为参 比峰,通过基质峰测定频率的改变对 ) ," 进行修正,以减 少测定环境改变对测定结果的影响 ! 采用如下修正值

)+ + ) !

( )

的阱电压和通入冷却气(如氩气)等方法提高灵敏度,然后逐

( )

*+ *+ ,"+ + " ! * *

*

*9为样品测定中基质峰的测定频率,* 为基质峰在建立校正 曲线时的测定频率 ! 将 )9,"9代入方程(*)得到修正模型 !

方法,以使部分离子逸出分析池,对离子密度自我调节,离子 越多损失越多,从而使分析池的离子密度相对稳定,减小空 间电荷效应和阱电压的影响 ! 另外在外标法测定中,样品测 定条件应注意要保持池内离子数目、阱电压、离子激发参数、 信号采集参数、分析池压力等尽可能和质量校准时一致,对 于不同质量范围的离子采用不同的校准曲线 ! 在确定校准曲 线时,所有离子质量的相对误差应均小于 * ? 1( , G ,对于同 时测定的、但没有参加建立模型的离子质量预测的相对误差 应小于 ’ ? 1( , G ! 在样品测量中,基质峰的测定频率应和质 量校准测定时一致,误差应小于 1 ? 1( , G ,从另一方面反映 测量条件的一致性 !

#!"

预测能力的评价指标

本文选取一组已知 % # !( " $ % " ),!$ > ! !( " $ % 6 ],并将其代入方程(6),计算相应频率下的离子质量 9 ")

双精度和单精度多元回归比较

?*[email protected]/0A*5 *+ A05B-C .5D D*EF-C F4 3E-10G./0.1C /CB/CAA0*5 单精度多元回归

双精度多元回归

校正值 < .3E

相对误差(8J )

校正值 < .3E

相对误差(8J K L)

OPQ 9 8NO6NQ

OPQ 9 8NRO

88 9 L6

OPQ 9 8NO6RM

K J 9 JPJ

8NOPM6 9 8M8

OQO 9 6JQMJP

OQO 9 68JJ

8 9 6P

OQO 9 6JQ8LO

K J 9 NLN

8LPQRN 9 RLO

POR 9 6OMR8Q

POR 9 6OPQ

K 8 9 N6

POR 9 6OL6LL

8 9 6M8

8PQNNM 9 LO6

PN8 9 6L8QOO

PN8 9 6MQL

K P 9 QM

PN8 9 6L6JO6

J 9 6JL

8ORO66 9 OLP

M6M 9 6NN8PN

M6M 9 6NMO

K M 9 OM

M6M 9 6NRQ6N

K J 9 P6J

86LRJ8 9 QQR

MLQ 9 O8PO8O

MLQ 9 O86L

K O 9 JJ

MLQ 9 O8P6QL

K J 9 JOJ

88RLJL 9 OPJ

L8O 9 OPJMRN

L8O 9 OPJL

J 9 JJ

L8O 9 OPJ6QJ

K J 9 PRJ

8JQR6N 9 NMM 最大相对误差

LMR 9 OLLRQ6

LMR 9 ORJO

M 9 6Q

LMR 9 OLRJ6N

误差平方和(8J K L)

KL

J 9 OMN

88 9 L6P

8 9 6M8

PM 9 Q8M8O

J 9 L86Q

化学学报

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9:;& -’,’%%$

采用双精度多元回归法,计算不同条件的两组 !"#$%%, 对 ! 和 " 修正前后通过计算得到的离子质量进行比较,修

的结构非常有利 & 所以,采用最大误差绝对值和最大相对误

正后最大相对误差绝对值和误差平方和均有所改善,修正后

确质量测定的要求 & 从表 ) 可以看出,采用最大相对误差绝

的精度明显提高 & 见表 ’ &

对值为目标函数单纯形法虽说校正值的误差平方和不是最

!&"

单纯形法目标函数的选定

! $ " $ 在方程( ’)中, 项对 的影响远大于 ’ 项对 的影 # % % # $ ! " 响, 对 , ’ 的依赖性过于悬殊出现畸形,造成方程具有 % # # 不良性质 & 为克服弊端,分别采用预测值与理论值差的平方 和(误差平方和)、误差的绝对值和、最大误差绝对值、相对误 差绝对值和、相对误差平方和、最大相对误差绝对值等为目 [(]

& 为了避免单纯形陷入局 部最优点以及节省计算时间,用多元回归所得结果构建初始

标函数的单纯形对模型进行优化 单纯形 &

差绝对值为目标函数单纯形法所优化的模型更符合质谱准

小,但校正值的最大相对误差明显减小,找出最优的 ! ," 和! 克服了极端现象,从整体上提高了准确度,具有稳健的 性质,对预测集的离子质量预测时结果明显改善,相对最大 误差小于 ’ & * + *% , - ,故建议选择最大相对误差绝对值为单 纯形法优化的目标函数 &

!&#

离子质量的预测结果 我们采用最大相对误差绝对值为目标函数的单纯形优

化算法及修正算法相结合对在不同条件的测定的样品采用 混合算 法 进 行 计 算,结 果 见 表 $,相 对 误 差 极 值 为 $ & . + 误差平方和为 ’* & /)(* + *% , - & 样品质量测定的相对误 *% , - ,

数的选取与构造在很大程度上决定优化的结果 & 本文对上述

差均小于 . + *% , - ,接近使用内标法测定的精度,结果令人 满意 &

六种不 同 目 标 函 数 的 单 纯 形 法 进 行 比 较,分 别 利 用 一 组

!

%$!"#$%% 组 成 的 校 正 集 进 行 建 模 并 计 算 不 同 条 件 的 两 组 !"#$%% 组成的预测集,计算结果见表 ) & 通常采用的误差平

克拉霉素是一种大环内酯类抗生素,其 "01 源内 213 的 裂解规律已被研究[4]& 由于 156!3 快速、裂解信息多,目前

在单纯形算法中,目标函数是可以自由选定的,目标函

方和为目标函数,这与多元回归有着同样的理论依据,得到 基本一致的结果 & 而在质谱的准确质量的测定中,是要确保 每一个离子质量都应在一个合理的误差范围,最大相对误差 越小计算离子元素组成的可能范围就越少,这对确定化合物

克拉霉素的 &’()* 质谱分析

成为研究的热点 & 通过 67831 对克拉霉素离 子 化,直 接 用 156!3 技术对池内离子裂解产生了丰富信息,见图 * & 用本 文方法计算主要离子质量并得到其元素组成,见表 . & 根据克拉霉素的结构、离子的元素组成可归纳其裂解方 式如下:



H"= 7:

越等:KLMNO 6 PQKJ 质量校准新方法

7


@=?

78 = :8:

< = A>8

修正 前 ! 和 " 的 数 值 分 别 是:>@7?