專利名稱：四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固相萃取材料，尤其是涉及一種鍵合量高，鍵合層穩(wěn)定的四氮雜杯[2] 芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料；還涉及其該材料的制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
復(fù)雜體系痕量組分的快速分離和準(zhǔn)確測(cè)定是當(dāng)今分析化學(xué)家面臨的重要而艱 巨的任務(wù)，樣品前處理是整個(gè)分析過程的瓶頸，是分析化學(xué)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題之一。 隨著樣品基質(zhì)的越來越復(fù)雜，分析物含量越來越低，發(fā)展高效、簡(jiǎn)單、綠色的樣品制備與 前處理技術(shù)一直是重要的研究課題。由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合的固相萃取 (Solid-Phase Extraction, SPE)是近年發(fā)展起來的一種樣品預(yù)處理主流技術(shù),基于分析 物在溶液和SPE材料兩相間分配或作用力差異來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分析物的保留，經(jīng)洗脫劑洗脫 分析物，即可達(dá)到分離、純化、富集的目的。分析物與SPE材料之間的相互作用，取決于該材 料與分析物的物理化學(xué)性質(zhì)，主要包括物理吸附、疏水作用、氫鍵、靜電作用等。與液液萃取 相比，固相萃取具有操作快速、簡(jiǎn)便、回收率高、使用有機(jī)溶劑少、同步實(shí)現(xiàn)分離、純化、富集 等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、環(huán)境等領(lǐng)域。目前，SPE的主要研究方向是 新裝置的研發(fā)和新型吸附材料的合成應(yīng)用。
目前，SPE材料主要包括鍵合硅膠(C18、C8、苯基、氨基、腈基等)、高分子聚合物、離 子交換樹脂、碳納米管、配位吸附材料、磁性材料、免疫吸附和分子印跡材料等。鍵合硅膠和 高分子有機(jī)聚合物SPE材料由于作用力單一(如PS-DVB，C18，C8僅僅通過疏水作用對(duì)溶質(zhì) 進(jìn)行保留，鍵合氨基硅膠僅依靠弱陰離子交換作用或極性吸附達(dá)到保留作用)而無法滿足 富集多種類、性質(zhì)特異樣品的要求。因此，將具有特異識(shí)別作用位點(diǎn)的功能基團(tuán)連接到基體 材料上以制備具有特異識(shí)別作用的固相萃取介質(zhì)成為促進(jìn)固相萃取技術(shù)發(fā)展的重要研究 內(nèi)容。
目前，大環(huán)超分子冠醚、環(huán)糊精和杯芳烴已經(jīng)先后被用于制備分離材料，用于有機(jī) 物和無機(jī)物的固相萃取和分離，而四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪作為一種新的大環(huán)主體化合 物，氮原子取代了傳統(tǒng)杯芳烴中橋連亞甲基，杯芳烴的兩個(gè)苯酚基團(tuán)被三嗪環(huán)所取代，作為 連接橋的氮原子可以采用sp2、Sp3或介于這兩者間的多種雜化狀態(tài)，能與相鄰的芳雜環(huán)形 成不同程度的共軛作用，在與客體分子作用時(shí)，大環(huán)主體分子還可以通過自身構(gòu)象的調(diào)整 以達(dá)到與客體之間最佳的匹配，改善其對(duì)客體分子的親和力和選擇性。從分子結(jié)構(gòu)上來 看，四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪有潛在的色譜配體作用位點(diǎn)，如芳環(huán)(疏水作用和J1-JI作 用)、電負(fù)性雜原子(氫鍵作用，與陽離子的配位作用)、大環(huán)空腔(包結(jié)作用)，可質(zhì)子化氮原 子(陰離子交換作用)。因此，將四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合于固相支持體上可以得到 一種具有特殊識(shí)別能力的固相萃取材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠的新型固相萃取填 料；另一目的在于提供該固定相的制備方法和應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪這一具有多點(diǎn)識(shí)別能力的 新型超分子化合物鍵合到無機(jī)基質(zhì)硅膠表面，制成一種固相萃取填料，用于復(fù)雜體系中特 定目標(biāo)物(水中多環(huán)芳烴、硝基芳香化合物等)的萃取富集。本發(fā)明采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述的四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料，其特征在于具有如下結(jié)構(gòu)式
2.制備如權(quán)利要求1所述的四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料的方法，其特征在于，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)先以3-氨丙基三乙氧基硅烷與活化硅膠在甲苯及N2保護(hù)下回流反應(yīng)制得3-氨丙基三乙氧基硅烷化硅膠；然后在無水碳酸鉀及無水N，N- 二甲基甲酰胺存在下，N2保護(hù)下，將3-氨丙基三乙氧基硅烷化硅膠與四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪加熱反應(yīng)，制得四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料。
3.如權(quán)利要求2所述的制備四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料的方法，其特征在于，所述的活化硅膠為粒徑40-60um的活化硅膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料的應(yīng)用，其特征在于，將其用于環(huán)境水樣中金屬離子或/和有機(jī)化合物的萃取富集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料的應(yīng)用，其特征在于，金屬離子優(yōu)選銅離子；有機(jī)化合物優(yōu)選多環(huán)芳烴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料及其制備方法和應(yīng)用。具有如下結(jié)構(gòu)式其制備方法先以氨丙基三乙氧基硅烷修飾硅膠，制得氨基硅膠，然后將氨基硅膠與四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪反應(yīng)，即可制得四氮雜杯[2]芳烴[2]三嗪鍵合硅膠固相萃取材料。采用本方法合成的鍵合材料具有鍵合量較高，鍵合層穩(wěn)定，適用面較廣等特點(diǎn)。該填料可以從水中同時(shí)萃取有機(jī)物和二價(jià)無機(jī)銅離子，對(duì)多環(huán)芳烴和Cu2+的回收率達(dá)到90%，富集倍數(shù)達(dá)到500倍，該材料可多次反復(fù)使用，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C02F1/26GK103007905SQ20121045899
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者張書勝, 趙文杰, 常紅, 蔣瓊, 鄧志芬, 盧靜 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)