MSTFA und MSTFA-D9 – unverzichtbare Werkzeuge für ... - GTFCh

Toxichem Krimtech 2012;79(3):137
MSTFA und MSTFA-D 9 – unverzichtbare Werkzeuge für die
massenspektrometrische Strukturaufklärung
Dieter Urbach
Bundeskriminalamt (BKA), KT 12 – Zentrale Analytik II, 65173 Wiesbaden
1. Einführung
Für die massenspektrometrische Strukturaufklärung ist eine Derivatisierung zu einem unverzichtbaren
Werkzeug geworden. Das Anwendungsspektrum ist nicht nur auf die Derivatisierung
niedermolekularer Verbindungen begrenzt, sondern hat sich allgemein bei der Strukturaufklärung
durchgesetzt, auch für Substanzen im hochmolekularen Bereich [1].
Eines der am häufigsten verwendeten Derivatisierungsmittel für Analysen mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie
(GC/MS) ist N-Methyl-N-tri-methylsilyltrifluoracetamid
(MSTFA). Es wurde von Donike im Jahre 1969 erstmals beschrieben [2]. MSTFA führt unpolare
Trimethylsilyl-Schutzgruppen (TMS) in polare Verbindungen ein und reduziert auf
diese Weise die polaren Wechselwirkungen zwischen den Analytmolekülen. Dadurch werden
die Verdampfung dieser Moleküle bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht und thermische
Zerfallsreaktionen im Injektor oder auf der GC-Säule verhindert. Durch die damit verbesserten
chromatographischen Eigenschaften sind die TMS-Derivate sehr gut für die qualitative
und quantitative GC bzw. die GC/MS-Analyse geeignet. Im Folgenden soll besonders auf die
Leistungsfähigkeit des Derivatierungsmittels MSTFA eingegangen werden, wenn es in Kombination
mit seiner deuterierten Form für die Strukturaufklärung [3] eingesetzt wird.
2. Herstellung der Derivate
Die Herstellung der TMS-Derivate ist einfach. Die Probe wird in einem aprotischen Lösemittel
gelöst, mit MSTFA versetzt und ca. 10 - 20 min bei 60 - 80°C im Sandbad temperiert.
Bei geringem Probeneinsatz kann die Zugabe von wenigen µL MSTFA ausreichend sein. Das
Derivatisierungsmittel muß aber stets im Überschuss zugesetzt werden. Alternativ kann
MSTFA sogar als Lösemittel eingesetzt werden, da es hervorragende Lösungseigenschaften
für die sich bildenden TMS-Derivate besitzt. Ein weiterer Vorteil eines großen Überschusses
an Derivatisierungsmittel besteht darin, dass nach Injektion polare Zentren im GC-System
kurzzeitig deaktiviert werden. Für die quantitative Analyse ist der zusätzliche Einsatz von
Katalysatoren [4] zu empfehlen. Generell können die Lösungen ohne weitere Aufreinigung
direkt auf die GC-Säule injiziert werden. Die Derivatisierungstechnik wird idealerweise in
Kombination mit leicht polaren bis unpolaren GC-Kapillarsäulen verwendet.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität lässt sich MSTFA [5] mit fast allen Verbindungen mit den
funktionellen Gruppen –OH, –COOH, =NH, –NH 2 und –SH umsetzen. Abbildung 1 zeigt die
Reaktion von MSTFA mit einem Alkohol. Hierbei entstehen das Trimethylsilylderivat des
Alkohols und N-Methyltrifluor-acetamid (MTFA).
MSTFA
F
F
F
CH 3
Si
CH 3
O N
CH 3
CH 3
+ R-OH
CH 3
+
R
O
Si
CH 3
F
F
O
F
NH
MTFA
CH 3
Abb. 1. Beispielhafte Reaktion von MSTFA mit einem Alkohol.
CH 3

Toxichem Krimtech 2012;79(3):138
3. MS-Fragmente der MSTFA-Derivate
Alle Verbindungen, in denen die reaktiven Wasserstoffatome in einem Molekül gegen TMS-
Schutzgruppen getauscht werden, zeigen im Massenspektrum ein Trimethylsilyl-Fragmention
mit m/z 73 (Abb. 2). Bei’m deuterierten MSTFA sind alle neun Wasserstoffatome der drei
Methylgruppen der TMS-Gruppe durch neun Deuterium-Atome ersetzt. Deshalb besitzt das
deuterierte TMS-Fragmention eine Masse von 82 u.
+ 3 C
D 3 C
H Si CH 3
Si CD 3
CH 3
CD 3
m/z 73 m/z 82
Abb. 2. Fragmentionen der TMS-Schutzgruppe und der deuterierten TMS Schutzgruppe.
Die Massenspektren der derivatisierten Verbindungen enthalten weitere für die Strukturaufklärung
wertvolle Informationen, auf die im Folgenden eingegangen wird.
4. Sauerstoff-Silylierung
Bei einer einfachen Silylierung von Alkoholen, Säuren und auch der Enol-Form von Ketonen
und Aldehyden [6,7], tritt das Fragmention mit m/z 75 mit unterschiedlichen Intensitäten auf.
Bei Verwendung der deuterierten Form besitzt dieses Fragmention entsprechend die Masse
81 u (Abb. 3).
H O
Si + CH 3
HO
Si + CD 3
CH 3
CD 3
m/z 75 m/z 81
Abb. 3. Fragmentionen von TMS-Derivaten sauerstoffhaltiger Verbindungen.
Abbildung 4 zeigt das Elektronenstoß-Massenspektrum von 2-Phenoxyethanol, 2-Phenoxyethanol-TMS
und des deuterierten Silylderivates. In der Abb. 4b erkennt man, dass durch die
Silylierung das Molekülion des Phenoxyethanols um 72 Masseneinheiten auf die Masse
210 u, sowie auf die Masse 219 u durch die Verwendung von deuteriertem MSTFA, verschoben
wird (Abb. 4c). In den Massenspektren der derivatisierten Verbindungen tritt eine charakteristische
Methylgruppenabspaltung (alpha-Spaltung) ausgehend von den Molekülradikalkationen
auf, die durch die Abspaltung von 15 Masseneinheiten bzw. 18 Masseneinheiten
in der deuterierten Form charakterisiert wird. Allgemein lässt sich daraus ableiten, dass alle
Fragmente in deuterierten Massenspektren im Vergleich zu den Massenspektren des normalen
MSTFA mit einem Massenshift von 6 oder 9 u, Strukturelemente der TMS-Schutzgruppe enthalten.
Dementsprechend verschiebt sich auch das Fragmention m/z 75 im Spektrum der Abb. 4b um
6 u nach m/z 81 im Spektrum 4c und bestätigt damit die Sauerstoffsilylierung (Abb. 3). Die
Intensität dieses Fragments kann allerdings sehr unterschiedlich ausfallen, weist aber beim
Auftreten immer eine Sauerstoffsilylierung sicher nach. Zusätzlich beobachtet man in den
beiden derivatisierten Spektren die typischen Fragmentionen für die Silylierung bei m/z 73
sowie m/z 82, deuteriert silyliert.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):139
Abb. 4. Massenspektrum von a) 2-Phenoxyethanol, b) 2-Phenoxyethanol-TMS und c) 2-Phenoxyethanol-TMS-D
9 .
Sind weitere Sauerstoff- oder Stickstoffatome mit einem oder mehreren reaktiven Wasserstoffatomen
in einem Molekül verfügbar, dann wird zusätzlich das Fragmention mit m/z 147
gebildet (Abb. 5). In diesen Fällen ist u. U. das Dimethylhydroxysilyl-Fragmention (m/z 75)
im Massenspektrum nicht vorhanden.
C
H 3
C
Si
O
H 3 CH 3
Si + CH 3
D 3 C
D 3 C
Si
O
Si + CD 3
CH 3
CD 3
CD 3
m/z 147 m/z 162
Abb. 5. Di-TMS-Ether-Fragmentionen.
5. Carbonsäure-Derivatisierung
Als Beispiel zeigen die Massenspektren der derivatisierten Benzoesäure wiederum deutlich
die Molekülradikalkationen bei den Massen 194 u (Abb. 6a) bzw. 203 u, deuteriert silyliert
(Abb. 6b). Dabei tritt zwischen der mit MSTFA und der deuterierten Form eine Massendifferenz
von 9 u auf, während nach der typischen Methylgruppenabspaltung (179 u in Abb. 6a
bzw. 185 u in Abb. 6b) eine Massendifferenz von sechs Masseneinheiten auftritt. Weiterhin

Toxichem Krimtech 2012;79(3):140
beobachtet man die typischen Fragmente für die Silylierung (73 u bzw. 82 u) und die Sauerstoffsilylierung
(75 u bzw. 81 u) in den Spektren.
Im Massenspektrum der silylierten Benzoesäure fällt besonders die hohe Intensität des Ions
mit m/z 135 auf. Eine Zuordnung zu einem Strukturteil ist ohne die Einbeziehung des Spektrums
des deuterierten MSTFA-Derivates nicht einfach. Fragment m/z 135 (Abb. 6a) wird im
Massenspektrum der deuterierten Verbindung um sechs Masseneinheiten nach m/z 141 (Abb.
6b) verschoben. Aufgrund dieser Massenverschiebung muss man davon ausgehen, dass das
Fragment m/z 141 noch Si(CD 3 ) 2 (28 u + 2 x 18 u = 64 u) beinhaltet. Zieht man nun die 64
Masseneinheiten der Dimethylsilylgruppe von der Masse des Fragmentions ab, dann ergibt
sich daraus ein rechnerischer Rest von 77 u, der nur vom Aromaten stammen kann.
100
80
Abb. 6a
O
C +
C +
105
135
-44 u
179
O
O
CH 3
Si + CH 3
60
77
40
H 3 C
HO
Si + CH 3
Si + CH 3
CH 3
180
O
O
CH 3 Si
CH 3
CH 3
20
100
0
80
CH3
136 194
51 75
181
45
106 137
43 73 89
+6 u +6 u
185
Abb. 6b
141
105
Relative Abundance
60
40
20
0
77
D3C
Si + CD 3
HO
Si 186
+ CD 3
CD +9 u
3
CD 3
142
+6 u
51 82
187
50 81
106
76 93
143
40 60 80 100 120 140 160 180 200
m/z
+9 u
203
Abb. 6. Massenspektrum von a) Benzoesäure-TMS und b) Benzoesäure-TMS-D 9 .
Die Massendifferenz von 44 u zwischen den Ionen der Methylgruppenabspaltung m/z 185
und m/z 141 kann dann nur durch eine Neutralteilchenabspaltung von Kohlendioxid (CO 2 )
hervorgerufen werden. Diese Abspaltung tritt bei den meisten monosilylierten Säuren auf und
ist mit einer Umlagerungsreaktion verbunden (Abb. 7), wie man nach Derivatisierung mit
deuteriertem MSTFA erkennen kann.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):141
O
O
CD 3
O
Si
CD 3 CD 3
CD 3
- CD 3 - CO 2
O
CD 3 Si + Si + CD 3
CD 3
m/z 203 m/z 185 m/z 141
Abb. 7. MS-Fragmente der Benzoesäure-TMS-D 9 .
6. Derivatisierung einer Enol-Form
Ketone und Aldehyde können bei Keto-Enol-Tautomerie ebenso mit MSTFA reagieren. Bei
Derivatisierung der Enol-Form des Benzylmethylketons (Abb. 8) entstehen zwei Derivate, die
sich chromatographisch trennen lassen. Normalerweise unterscheiden sich die resultierenden
Massenspektren der beiden Isomere jedoch sehr wenig. Diese Reaktionen sind in der Regel
ohne Katalysator unvollständig, sodass im Chromatogramm auch noch das underivatisierte
Keton erscheint.
CH 3
CH 3
O
CH 3
OH
CH 2
+ MSTFA
O
CH 3
Si
CH 3
CH 3
CH 2
OH
O
CH 3
Si
CH 3
CH 3
Abb. 8. Silylierung der Enol-Form von Benzylmethylketon.
7. Derivatisierung von Stickstoffverbindungen
Amine mit einem oder zwei austauschbaren Wasserstoffen, wie z. B. Amphetamin (Abb. 9),
zeigen häufig im Massenspektrum nicht eindeutig die Molmasse an. Das [M] +* Ion, m/z 135
zeigt nur eine geringe Intensität und ist kleiner als das [M-1] + Ion (m/z 134), das scheinbar die
Molmasse andeutet. Bei der Strukturaufklärung einer unbekannten Verbindung kann es dadurch
in Kombination mit der Stickstoffregel zu einer Fehlinterpretation kommen, denn die
Masse 134 u deutet dann darauf hin, dass die Struktur kein Stickstoffatom oder eine gerade
Anzahl von Stickstoffatomen beinhaltet. Wenn man davon ausgeht, dass sie kein Stickstoff
enthält, dann wäre auch eine sauerstoffhaltige Verbindung denkbar.
Auch das Fragmention mit der Masse 44 u, das den Basispeak in dem Massenspektrum der
Abb. 9 bildet, lässt sich strukturell nicht eindeutig zuordnen. Es könnte sich sowohl um das in
Abb. 10 beschriebene stickstoffhaltige Ion handeln oder auch um ein Radikalkation eines Aldehyds,
das durch eine McLafferty-Umlagerung [8] gebildet wird.
Durch die Derivatisierung der Aminofunktion des Amphetamins mit MSTFA und der alpha-
Spaltung in der Ionenquelle entsteht aus dem Ion 44 u das Ion mit der Masse 116 u (Abb. 10
und 11). Im Gegensatz dazu würde sich ein Aldehyd ohne Katalysator nur unvollständig derivatisieren
lassen. Da an dieser Stelle keine McLafferty-Umlagerung mehr möglich ist, würde
aus m/z 44 ein ungerades Fragment entstehen und zusätzlich m/z 75 zu sehen sein.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):142
100
44
90
80
NH 2
Relative Abundance
70
60
50
40
91
CH 3
30
20
10
0
65
39 115 120
42 63 77 89
103 117
45 51
73
80 134
30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
m/z
Abb. 9. Massenspektrum von Amphetamin.
NH +
CH 3
OH +
Si
CH 3 CH 3 CH 3
CH 3 CH 2
+
NH 2
m/z 44 m/z 116 m/z 44
Abb. 10. Fragment eines Amins ohne und
mit Silylierung nach alpha-Spaltung und
eines Aldehyds nach McLafferty-Umlagerung.
Das Fragmention 44 u wird eindeutig in die Masse 116 u überführt. Dies wird nach MSTFA-
D 9 -Derivatisierung durch die Bildung des Fragmentions m/z 125 bestätigt. Ebenfalls treten
auch nicht die für die Sauerstoffsilylierung typischen Ionen bei m/z 75 bzw. m/z 81 auf.
Durch die Derivatisierung wird in dem vorliegenden Fall aber leider auch nicht die Molmasse
sichtbar. Nahezu alle silylierten Verbindungen zeigen ausgehend von der Molmasse die Abspaltung
einer Methyl-Gruppe aus der eingeführten TMS-Schutzgruppe (Abb. 4, 6 und 11).
Ausgehend von dieser Beobachtung und dem Auftreten der Ionen bei m/z 192 im TMS-Derivat,
sowie m/z 198 im D 9 -TMS-Derivat (mit einer Massenverschiebung von 6 Masseneinheiten)
erkennt man in Abb. 11, dass die Molmasse des derivatisierten Amphetamins bei Masse
207 u bzw. bei 216 u liegen muss.
Des weiteren kann man durch das Spektrum des TMS-D 9 -Derivates erkennen, dass eine weitere
alpha-Spaltung einer Methylgruppe, die kein Deuterium enthält, an dem alpha-Kohlenstoffatom
der Aminofunktion stattfindet und das Fragmention 201 u bildet. Dieses Ion beinhaltet
noch alle neun Deuteriumatome der Schutzgruppe.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):143
100
116
x5
80
Abb. 11a
M + . = 207 u
91 116
192
60
40
73
192
NH
CH 3
Si
CH 3
CH 3
CH 3 192
Relative Abundance
20
100
0
80
60
40
20
0
45 100
91
175
59
65
135
206
125
Abb. 11b
+9 u
+9 u
82
+6 u
+9 u
198
+9 u
50
65 91
106
141
181
201
215
40 60 80 100 120
m/z
140 160 180 200
M + . = 216 u
91 125
198
NH
CD 3
Si
CD 3
CH 3
CD 3 201
Abb. 11. Massenspektrum von a) Amphetamin-TMS, b) Amphetamin–TMS-D 9 .
8. Identifizierung einer unbekannten Verbindung nach Derivatisierung mit MSTFA und
MSTFA-D 9
Zur Demonstration der Leistungsfähigkeit der Derivatisierungstechnik soll abschließend ein
Beispiel einer unbekannten Verbindung behandelt werden, die sich scheinbar in der underivatisierten
Form zersetzt und nicht chromatographisch trennen lässt. Nach der Silylierung mit
MSTFA zeigt das Chromatogramm zwei Peaks, deren Massenspektren in (Abb. 12a und 13a)
dargestellt sind.
Die beiden Massenspektren unterscheiden sich in der Molmasse um 72 u, der Differenz einer
TMS-Gruppe. Die Fragmente m/z 75 und m/z 147 in beiden Spektren deuten auf mindestens
zwei austauschbare Wasserstoffe und Sauerstoffsilylierung hin. Die ungeraden Molmassen
zeigen nach der Stickstoffregel eine ungerade Anzahl von Stickstoffatomen im Molekül an.
Die Molmasse der Ausgangssubstanz kann aber aus beiden Spektren nicht errechnet werden,
da die Anzahl der ausgetauschten aktiven Wasserstoffe nicht erkennbar ist.
Die Derivatisierung mit deuteriertem MSTFA führt zu den in Abb. 12b und 13b dargestellten
Massenspektren. Im Massenspektrum der ersten Substanz mit dem Molekülradikalkationen
bei m/z 385 (Abb. 12a), wird dieses um 27 Masseneinheiten nach m/z 412 verschoben (Abb.
12b). Das bedeutet, dass in das Molekül drei TMS-Schutzgruppen eingeführt wurden. Daraus
lässt sich die Molmasse der Ausgangsverbindung errechnen, (385 u – 3 x 72 u = 169 u) die
somit 169 g/mol beträgt. Bei der zweiten Verbindung wird das Molekülradikalkation von
m/z 457 um 36 u nach Masse 493 u verschoben. Auch in diesem Fall führen die Berechnungen
der Molmasse (457 u - 4 x 72 u = 169 u) auf eine Molmasse von 169 g/mol.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):144
100
Abb. 12a
211
240
268
80
60
73
144
225
40
42
160
20
100
0
75 135
147 195
45 254
103
295
258
Abb. 12b
286
370
385
Relative Abundance
80
60
40
20
0
42
+6 u
50
82
81
+9 u
112
+15 u
150
+9 u
50 100 150 200 250 300 350 400
m/z
Abb. 12. MS-Spektren der ersten unbekannten Verbindung a) silyliert, b) deuteriert silyliert.
Gesucht wird nun eine Substanz, die vermutlich vier aktive Wasserstoffe besitzt, davon einen
oder mehrere an Sauerstoff und vermutlich einen an Stickstoff gebunden. Die Reaktion von
MSTFA mit aktiven N-Wasserstoffen ist ohne Katalysator unter den oben beschriebenen Reaktionsbedingungen
nicht immer vollständig, besonders bei sterischer Hinderung. Daraus resultieren
die beiden unterschiedlichen Derivatisierungsstufen der Ausgangssubstanz.
+15 u
226
+18 u
169
241
+24 u
142 162
394
+27 u
207
272
313
412
100
Abb. 13a
340
80
60
232
312
40
73
298
20
100
0
80
147
42 225
442 457
115 195
283
75
414
+9 u
82
+18 u
Abb. 13b
250
367
+27 u
Relative Abundance
60
40
20
0
339
+15 u
325
162
42
+33 u +36 u
81
50
124
307
493
475
65 447
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
m/z
Abb. 13. MS-Spektren der zweiten unbekannten Verbindung a) silyliert, b) deuteriert silyliert.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):145
Mit der errechneten Molmasse von 169 u wurde eine Recherche in verschiedenen Datenbanken
durchgeführt. Die Überprüfung der erhaltenen Vorschläge in Verbindung mit den Informationen
aus den Massenspektren führt zu dem Herbizid Glyphosat (Abb. 14).
O
OH
NH
O
OH
P
OH
Abb. 14. Das Herbizid Glyphosat (M = 169 u C 3 H 8 NO 5 P).
.
Eine Überprüfung einzelner Fragmente, auch in Verbindung mit der Stickstoffregel und der
Massenverschiebung der deuterierten Derivate, bestätigt das Ergebnis (Abb. 15).
Glyphosat-TMS 3 M = 385 u C 12 H 32 NO 5 PSi 3 Glyphosat-TMS 4 M = 457 u C 15 H 40 NO 5 PSi 4
H 3
C
H 3
C
Si
H 3
C
O
O
160
211
O
O
NH
P
O
268
H 3
C
Si
H 3
C
CH 3
CH 3
Si
CH 3
CH 3
H 3
C
H 3
C
Si
H 3
C
O
H 3
C
H 3
C
CH 3
O
Si
O
O
N
P
340
232
O
H 3
C
Si
H 3
C
CH 3
CH 3
Si
CH 3
CH 3
Abb.15. Strukturformeln der unterschiedlichen Silylierungsstufen von Glyphosat.
9. Schlussfolgerung
Nicht jedes Labor besitzt Massenspektrometer mit MS/MS-Möglichkeiten oder hochauflösende
Geräte. Mit Hilfe des Derivatisierungsmittels MSTFA und seiner deuterierten Form
ist es möglich, mit niederauflösenden Massenspektrometern zusätzliche Informationen für
eine erfolgreiche Strukturaufklärung unbekannter Verbindungen zu gewinnen. Natürlich gibt
es auch andere Derivatisierungsreagenzien die ähnliche Ergebnisse liefern. Der Vorteil von
MSTFA allerdings besteht darin, dass sich die Retentionszeiten der silylierten und der deuteriert
silylierten Derivate nur um wenige Sekunden unterscheiden. Die deuterierten Derivate
eluieren etwas früher, befinden sich aber im gleichen Zeitfenster. Diese Eigenschaft kann entscheidend
sein, wenn nur eine geringe Konzentration einer aufzuklärenden Substanz neben
vielen Matrixbestandteilen enthalten ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei derivatisierbaren Verbindungen meistens auf eine weitere
Messung mit schonender Ionisierung, z. B. chemische Ionisierung, verzichtet werden kann, da
nahezu in allen Fällen nach Derivatisierung mit MSTFA und seiner deuterierten Form die
Molmasse der Ausgangssubstanz errechnet werden kann.

Toxichem Krimtech 2012;79(3):146
10. Referenzen
[1] Spengler B, Lützenkirchen F, Kaufmann R. On-target deuteration for peptide sequencing
by laser mass spectrometry. Org. Mass Spectrom. 1993;28:1482-1490.
[2] Donike M. N-Methyl-N-trimethylsilyl-trifluoracetamid, ein neues Silylierungsmittel aus
der Reihe der silylierten Amide. J Chromatogr 1969;42:103.
[3] Urbach D. Improved detection and identification using MSTFA/MSTFA-D9 derivatization.
Reporter, Sigmar-Aldrich 2012, U.S. Vol. 30.1, 14-15.
[4] Donike M, Zimmermann J. Zur Darstellung von Trimethylsilyl-, Triethylsilyl- und tert.
Butyl-dimethylsilyl-enoläthern von Ketosteroiden für gaschromatographische und massenspektrometrische
Untersuchungen. J.Chromatogr 1980;202:483-486.
[5] Blau K, King G. Handbook of Derivatives for Chromatographie. Verlag Heyden 1977:
152-194.
[6] Ende M, Luftmann H. Unerwartete Reaktionsprodukte von N-Methyl-N-trimethylsilyltrifluracetamid
(MSTFA) mit Aldehyden. Tetrahedron 1984;40:5167-5170.
[7] Little JL. Artifacts in trimethylsilyl derivatisation reactions and ways to avoid them. J
Chromatogr A 1999;844:1-22.
[8] McLafferty FW, Turecek F. Interpretation von Massenspektren. Spektrum Akademischer
Verlag Heidelberg 1995: 82-84.
Abstract
Derivatization is commonly used to identify and quantify known and unknown compounds
using mass spectrometry. It is not limited to small molecules. Even peptides can be derivatized
for these purposes.
Silylation has been proven to be a helpful tool for GC/MS analysis of organic compounds.
One of the favored utilized reagents is N-Methyl-N-(trimethylsilyl)-trifluoroacetamide
(MSTFA), because it can be used to derivatize most of the functional groups with exchangeable
hydrogens commonly found in organic compounds. Thus, a nonpolar trimethylsilyl
(TMS) substituent will be added to the analytes, which improves the chromatographic separation
and the thermal stability in the injector or on the column. Specific fragment ions in mass
spectra indicate either it is an O- or N-silylation. In some cases it is unclear precisely how
many of the molecule functional groups are affected by the derivatization reaction, especially
when dealing with unknown compounds. Using deuterated MSTFA (MSTFA-D 9 ) helps to
overcome this problem because the molecular mass of the MSTFA-D 9 derivative increases by
exactly 9 mass units for each derivatized functional group. Thus, it is possible to calculate the
molecular mass of the original compound by taking the mass shift in the MSTFA/MSTFA-D 9
spectra into account. A further advantage is that both derivatives - TMS and TMS-D 9 - elute
within the same time frame which facilitate the interpretation.