[發明專利]N-丙烯酸咔唑及其作為基質在基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜分析聚合物中的應用

有效

• 申請號: 201811571817.9
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109776391B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 朱新海;賈夢影;萬一千
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C07D209/86
• 分類號: C07D209/86;G01N27/62
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明提供N?丙烯酸咔唑及其作為基質在基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜分析聚合物中的應用。N?丙烯酸咔唑，其結構如式(1)所示。本發明以N?丙烯酸咔唑作為MALDI基質，能夠用于包括聚乙二醇、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚、聚醚胺、聚苯乙烯及聚乙烯吡咯烷酮等多種類型的聚合物的分析，適用范圍廣，且分子量檢測范圍可從幾百到十幾萬。此外，N?丙烯酸咔唑基質合成簡便、成本低、穩定性好、用量少、離子化效率高，N?丙烯酸咔唑與待測物形成的結晶形態均勻，提高了分析的重現性。

技術領域：

本發明屬于質譜分析技術領域，具體涉及一種N-丙烯酸咔唑及其作為基質在基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜分析聚合物中的應用。

背景技術：

基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜方法是1987和1988年分別由Karas團隊和Tanaka團隊提出的一種軟電離質譜技術。MALDI離子化方法靈敏度高、分析速度快、樣品制備簡單、對鹽具有良好的耐受性，發展至今，已被廣泛應用于蛋白質、多肽、糖類、核酸等生物大分子以及高分子聚合物的分子量測定與結構分析中。

高分子材料的結構表征是解析聚合物的結構與性質和形態的關系的關鍵步驟。由于合成聚合物的分子量是非均一的，且分子量分布范圍廣，聚合物本身骨架結構、形態和溶解性能的復雜性和差異性等因素，聚合物的分子量測定和結構表征歷來都是十分具有挑戰性的工作。

目前，基于MALDI離子化的質譜技術為高分子材料的結構表征提供了極大的方便，其中，基質的選擇和使用是進行聚合物樣品分析的關鍵步驟，必須給予足夠的重視。目前，用于高分子材料分析的常用基質主要有α-氰基-4-羥基肉桂酸(HCCA)、2,5-二羥基苯甲酸(DHB)、蒽三酚(DIT)、3-吲哚乙酸(IAA)等，然而，這些基質與樣品的共結晶形態和程度各不相同，對于不同單體結構、不同聚合方式以及不同分子量分布的聚合物的分析均有顯著的選擇性和局限性。目前，MALDI質譜的應用中，尤其是在聚合物分析中，大多數基質的選擇仍然主要基于經驗，MALDI基質的局限性限制了MALDI-MS技術在高分子材料結構表征中的應用和發展。因此，探索適用范圍廣的用于聚合物分析的通用型MALDI新基質迫在眉睫，將有益于解決多種類型的高分子材料的分子量測定和結構解析。

本發明所用基質N-丙烯酸咔唑具有合成方法簡便、成本低、溶解性好、在固體或溶劑中穩定性好、并且可以與多種聚合物形成均勻的結晶膜等特點，并且對355nm激光能量的吸收好、能量傳導效率高、產生的信號強度高、適用的分子量分布范圍廣，可用于不同極性的多種類型的不同分子量分布的聚合物的分子量測定和結構解析。本發明所述方法的靈敏度高、基質用量少、重現性好、適用范圍廣，可有效減少基質選擇的工作量，顯著提高分析效率。

發明內容：

本發明的目的是提供N-丙烯酸咔唑及其作為基質在基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜分析聚合物中的應用，N-丙烯酸咔唑在固體或溶劑中穩定性好、并且可以與多種聚合物形成均勻的結晶膜等特點，對355nm激光能量的吸收好、能量傳導效率高、產生的信號強度高、適用的分子量分布范圍廣，可用于不同極性的多種類型的不同分子量分布的聚合物的分子量測定和結構解析。

本發明的一個目的是提供了N-丙烯酸咔唑，其結構如式(1)所示：

N-丙烯酸咔唑合成方法如下：

a.在反應容器中依次加入咔唑、丙烯酸丁酯、醋酸鈀、碳酸銀和乙腈，氮氣保護下加熱回流反應6-8小時，咔唑與丙烯酸丁酯的摩爾比為1:5，咔唑、醋酸鈀、碳酸銀的摩爾比為1:1:1，咔唑與乙腈的固液比為1:60g/mL，冷卻至室溫，用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓蒸餾除去溶劑，硅膠柱柱層析分離提純(洗脫劑：石油醚:乙酸乙酯＝25:1)，得淺黃色固體；