一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相、制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相、制備方法及應(yīng)用，所述固定相結(jié)構(gòu)式如式Ⅰ所示：式Ⅰ。本發(fā)明的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相鍵合量高、鍵合層穩(wěn)定，不僅具有傳統(tǒng)的ODS反相色譜性能，還有一定的親水性，同時，本發(fā)明的固定相還能提供包容絡(luò)合、氫鍵作用，π-π作用及空間匹配等多種作用位點，為難分離物質(zhì)的分離奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法簡單，操作方便，成本低，易于工業(yè)化推廣。
【專利說明】—種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于色譜分離【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相、制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]色譜是當(dāng)今分析化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛分離技術(shù)之一，其主要原理是基于不同組分與固定相或流動相之間作用力的差異使混合物中不同的物質(zhì)會以不同的速度沿固定相移動，最終達(dá)到分離的效果。色譜固定相是色譜分離的“心臟”，對分離的效果起著至關(guān)重要的作用。目前，常用的液相色譜有多種類型，包括反相色譜(RPLC)、正相色譜(NPLC)、親水色譜(HILIC)、離子交換色譜(IEC)等。對于這些傳統(tǒng)的固定相來說，其分離機理與模式單一，一根色譜柱只能利用一種分離模式對樣品進(jìn)行分離純化，如反相色譜C18固定相主要依靠疏水作用分離非極性物質(zhì)，離子交換色譜通過離子交換作用分離離子型化合物，這種單一色譜分離模式極大的限制了色譜柱的使用范圍和分離能力。尤其是面對復(fù)雜樣品如性質(zhì)、組成復(fù)雜的天然產(chǎn)物、食品和環(huán)境樣品中多組分的同時分離，這些傳統(tǒng)的固定相遭遇到了很大的挑戰(zhàn)，很多組分無法得到完全分離，這勢必影響組分的準(zhǔn)確定量?；旌夏Ｊ缴V(Mixed-mode chromatography, MMC)固定相包括兩種或兩種以上的功能基團(tuán)，僅僅通過改變流動相的性質(zhì)和組成即可獲得不同的分離類型，有利于提高分離選擇性和擴大應(yīng)用范圍。與傳統(tǒng)的單一模式固定相相比，混合模式固定相具有高選擇性、高容量、高柱效等優(yōu)點。
[0003]隨著超分子化學(xué)的發(fā)展，葫蘆脲作為一類新的大環(huán)分子被廣泛研究。葫蘆脲(Cucurbituril)是一類以甘脲為構(gòu)筑單元的大環(huán)主體分子，具有剛性空腔結(jié)構(gòu)、兩端開口的桶裝分子，被譽為繼冠醚、環(huán)糊精和杯芳烴之后的“第四代超分子化合物”。由于其獨特的化學(xué)和空間結(jié)構(gòu)，葫蘆脲類化合物綜合了多種已有主體化合物的特色和優(yōu)勢:葫蘆脲結(jié)構(gòu)中含有多個疏水性甘脲單元，構(gòu)成獨特的疏水性內(nèi)部空腔，可以通過疏水作用包結(jié)有機客體小分子；由眾多氮原子、多個羰基所環(huán)繞的端口可稱為陽離子鍵合位點，使其具有極強的主客體鍵合能力；偶極化羰基還可以通過離子-偶極和脲羰基的氫鍵等作用鍵合金屬離子、有機陽離子和分子客體；其空腔結(jié)構(gòu)具有剛性且具有轉(zhuǎn)移選擇性的分子識別能力，可作為分子主體完全或部分地結(jié)合許多結(jié)構(gòu)大小適中的客體分子形成超分子包結(jié)物。因此，葫蘆脲被視為極具潛能的超分子主體和構(gòu)建超分子領(lǐng)域的主體分子之一，其在分子識別、超分子催化以及分子組裝等領(lǐng)域都得到了廣泛研究。利用葫蘆脲的分子識別作用提高色譜分離選擇性是色譜學(xué)與超分子化學(xué)交叉的前沿研究領(lǐng)域，顯示出重要的學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用前景。如果以葫蘆脲作為分離介質(zhì)應(yīng)用于高效液相色譜固定相，對開發(fā)一類新型高選擇性的色譜固定相，豐富超分子化學(xué)色譜固定相的研究內(nèi)容具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相、制備方法及應(yīng)用，可以解決傳統(tǒng)固定相分離機理與模式單一的問題，提供包容多種作用位點的固定相。
[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相，所述固定相結(jié)構(gòu)式如式I所示:
【權(quán)利要求】
1.一種葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相，其特征在于，所述固定相結(jié)構(gòu)式如式I所示:
2.一種如權(quán)利要求1所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，具體制備方法為:將炔丙基葫蘆[6]脲與硅烷化的無機基質(zhì)填料加入有機溶劑中，室溫下反應(yīng)30-36h后得到；所述炔丙基葫蘆[6]脲、硅烷化的無機基質(zhì)填料和有機溶劑的比例為:每Ig炔丙基葫蘆[6]脲和3-4g硅烷化的無機基質(zhì)填料加入100-120ml有機溶劑中；所述炔丙基葫蘆[6]脲結(jié)構(gòu)式如式II所示:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，所述硅燒化的無機基質(zhì)填料為置氣丙基二乙氧基硅烷化娃月父。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，所述疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠為直徑5 μ m、比表面積250-300m2/g的球形硅膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，所述疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠的制備方法，包括以下步驟: (1)活化硅膠的制備: 將多孔硅膠5g浸入體積分?jǐn)?shù)25%的鹽酸溶液75-100ml中，浸泡ll_13h，在磁力攪拌下回流22-26h除去金屬離子，然后用G5砂芯漏斗過濾，重蒸水反復(fù)沖洗至中性，再用丙酮洗滌2-3次，最后在150-170°C條件下干燥8-12h，得到表面均勻分布羥基的活化硅膠； (2)氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 將3-氯丙基三乙氧基硅烷5-7ml與無水甲苯55_65ml混合,在15_25r/min磁力攪拌下加入活化硅膠3-5g，并升溫至110-130°C，在氮氣氣氛保護(hù)下回流22-26h ;然后用G5砂芯漏斗過濾，甲醇、重蒸水、丙酮依次洗滌，最后在50-70°C條件下真空干燥8-12h，得到氯丙基二乙氧基硅烷化娃月父； (3)置氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 在氮氣氣氛保護(hù)下，將氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠3-5g和疊氮化鈉l_2g加入N，N- 二甲基甲酰胺40-60ml中，升溫至100-120°C反應(yīng)7_9h，然后過濾，依次用N，N- 二甲基甲酰胺和四氫呋喃洗滌，得到疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液進(jìn)行過濾，然后依次用N，N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和二氯甲烷洗滌過濾得到的固定相，最后在60-100°C條件下真空干燥12-24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)活化硅膠的制備: 將多孔硅膠5g浸入體積分?jǐn)?shù)25%的鹽酸溶液85ml中，浸泡12h，在磁力攪拌下回流24h除去金屬離子，然后用G5砂芯漏斗過濾，重蒸水反復(fù)沖洗至中性，再用丙酮洗滌2次，最后在160°C條件下干燥10h，得到表面均勻分布羥基的活化硅膠； (2)氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 將3-氯丙基三乙氧基硅烷6ml與無水甲苯60ml混合,在20r/min磁力攪拌下加入活化硅膠5g，并升溫至120°C，在氮氣氣氛保護(hù)下回流24h ;然后用G5砂芯漏斗過濾，甲醇、重蒸水、丙酮依次洗滌2次，最后在60°C條件下真空干燥10h，得到氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠； (3)置氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 在氮氣氣氛保護(hù)下，將氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠5g和疊氮化鈉Ig加入N，N- 二甲基甲酰胺50ml中，升溫至110°C反應(yīng)8h，然后過濾，依次用N，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃洗漆I次，得到置氣丙基二乙氧基硅烷化娃月父; (4)葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備: 將疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠4g、炔丙基葫蘆[6]脲lg、CuBr0.05g、五甲基二乙烯三胺0.1ml和N，N- 二甲基甲酰胺100mL混合，在氮氣氣氛保護(hù)下室溫反應(yīng)30h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)溶液進(jìn)行過濾，然后依次用N，N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和二氯甲烷洗滌I次，最后在60°C條件下真空干燥18h，得到葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)活化硅膠的制備: 將多孔硅膠5g浸入體積分?jǐn)?shù)25%的鹽酸溶液75ml中，浸泡llh，在磁力攪拌下回流26h除去金屬離子，然后用G5砂芯漏斗過濾，重蒸水反復(fù)沖洗至中性，再用丙酮洗滌2次，最后在170°C條件下干燥12h，得到表面均勻分布羥基的活化硅膠； (2)氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 將3-氯丙基三乙氧基硅烷7ml與無水甲苯55ml混合,在15r/min磁力攪拌下加入活化硅膠4g，并升溫至130°C，在氮氣氣氛保護(hù)下回流22h ;然后用G5砂芯漏斗過濾，甲醇、重蒸水、丙酮依次洗滌2次，最后在70°C條件下真空干燥8h，得到氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠； (3)置氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 在氮氣氣氛保護(hù)下，將氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠4g和疊氮化鈉2g加入N，N- 二甲基甲酰胺40ml中，升溫至100°C反應(yīng)7h，然后過濾，依次用N，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃洗漆I次，得到置氣丙基二乙氧基硅烷化娃月父; (4)葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備:將疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠3.5g、炔丙基葫蘆[6]脲lg、CuBr0.05g、五甲基二乙烯三胺0.1ml和N，N- 二甲基甲酰胺120ml混合，在氮氣氣氛保護(hù)下室溫反應(yīng)36h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)溶液進(jìn)行過濾，然后依次用N，N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和二氯甲烷洗滌I次，最后在100°C條件下真空干燥12h，得到葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)活化硅膠的制備: 將多孔硅膠5g浸入體積分?jǐn)?shù)25%的鹽酸溶液100mL中，浸泡13h，在磁力攪拌下回流22h除去金屬離子，然后用G5砂芯漏斗過濾，重蒸水反復(fù)沖洗至中性，再用丙酮洗滌3次，最后在150°C條件下干燥8h，得到表面均勻分布羥基的活化硅膠； (2)氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 將3-氯丙基三乙氧基硅烷5ml與無水甲苯65ml混合,在25r/min磁力攪拌下加入活化硅膠3g，并升溫至110°C，在氮氣氣氛保護(hù)下回流26h ;然后用G5砂芯漏斗過濾，甲醇、重蒸水、丙酮依次洗滌2次，最后在50°C條件下真空干燥12h，得到氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠； (3)置氣丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備: 在氮氣氣氛保護(hù)下，將氯丙基三乙氧基硅烷化硅膠3g和疊氮化鈉1.5g加入N，N-二甲基甲酰胺60ml中，升溫至120°C反應(yīng)9h，然后過濾，依次用N，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃洗滌I次，得到疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠； (4)葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相的制備: 將疊氮丙基三乙氧基硅烷化硅膠3g、炔丙基葫蘆[6]脲lg、CuBr0.05g、五甲基二乙烯三胺0.1ml和N，N- 二甲基甲酰胺IlOml混合，在氮氣氣氛保護(hù)下室溫反應(yīng)33h，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)溶液進(jìn)行過濾，然后依次用N，N-二甲基甲酰胺、水、甲醇和二氯甲烷洗滌I次，最后在80°C條件下真空干燥24h，得到葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相。
10.一種如權(quán)利要求1所述的葫蘆[6]脲鍵合硅膠固定相在液相色譜分離有機化合物中的應(yīng)用。
【文檔編號】C07B63/00GK103920477SQ201410175412
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】胡鍇, 龔海燕, 羅曉, 孔沈燕, 崔永霞, 吳明俠, 劉偉, 陳志紅 申請人:河南中醫(yī)學(xué)院