本發(fā)明涉及高效液相色譜固定相，具體的說是一種氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

反相液相色譜(RPLC)是當(dāng)前分離分析和分離制備中應(yīng)用最為廣泛的色譜模式，其依靠疏水固定相與溶質(zhì)之間的疏水相互作用實現(xiàn)弱極性和中等極性化合物的高效分離。但是，RPLC對強極性化合物(如寡糖、糖苷和強極性寡肽等)的保留很弱，甚至不保留，因此強極性化合物在RPLC上不能得到很好的分離。用來分離強極性化合物的液相色譜方法主要有離子交換色譜法(IEC)、正相色譜法(NPLC)和親水作用色譜法(HILIC)。它們可以作為RPLC的補充用于強極性化合物的分離。HILIC的概念是Alpert[Alpert,A.J.J.Chromatogr.1990,499,177.]于1990年首次提出的，近年來在分離極性和親水化合物中的作用越來越重要，具有很多獨特的優(yōu)點，例如極性化合物在含水流動相中具有良好溶解性以及可與質(zhì)譜(MS)聯(lián)用等，目前已得到越來越多的應(yīng)用。

目前應(yīng)用于HILIC的固定相類型有：NPLC適用的固定相(比如氨基、腈基和二羥基修飾的硅膠以及空白硅膠等)、酰胺型、碳水化合物/糖型以及雙性離子化合物(ZIC)型等。NPLC所適用的HILIC固定相已市場化多年，取得了較好的市場成績，但是由于自身的不足，限制了這類固定相的廣泛應(yīng)用。比如，氨基柱的鍵合官能團氨丙基通常要比C18柱和C8柱的鍵合官能團更易水解，因此氨基柱的使用壽命稍顯不足[Buszewski,B.,Noga,S.,Anal.Bioanal.Chem.2012,402,231.；Qiu,H.,Liang,X.,Sun,M.,et al.,Anal.Bioanal.Chem.2011,399,3307.]；近年來，混合型HILIC固定相已逐漸引起研究者們的注意。這類固定相的特征就是將多種保留模式同時引入載體表面，使得其在分析化合物時表現(xiàn)出不同的保留行為。為了使得HILIC固定相在制備生產(chǎn)中能夠有更多的實際應(yīng)用，那么必須提高其親水性、選擇性以及穩(wěn)定性等指標(biāo)。

離子液體(ILs)是在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的由離子構(gòu)成的有機熔融鹽，具有很多優(yōu)點，如良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、較低的熔點、優(yōu)良的溶解性以及幾乎沒有蒸汽壓。離子液體的這些優(yōu)良性質(zhì)，引起了科研工作者極大的興趣。Qiu等人開發(fā)了許多咪唑型離子液體固定相[Qiu H.,Jiang S.,Takafuji M.,et al.,Chem.Commun.2013,49,2454.；Qiu H.,Mallik A.K.,Sawada T.,et al.,Chem.Commun.2012,48,1299.；Qiu H.,Mallik A.K.,Takafuji M.,et al.,Analyst2012,137,2553.；Qiu H.,Mallik A.K.,Takafuji M.,et al.,Anal.Chim.Acta 2012,738,95.；Qiu H.,Takafuji M.,Sawada T.,et al.,Chem.Commun.2010,46,8740.]，并發(fā)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的ILs可能會表現(xiàn)出反相、離子交換或HILIC的保留機理。根據(jù)陽離子部分，IL可以分為：季銨鹽類、季鹽類、咪唑類、吡啶類等。目前多將咪唑類和吡啶類ILs用作HPLC固定相的鍵合相[Qiao L.,Wang S.,Li H.,et al.,J.Chromatogr.A 2014,1360,240.]。

作為用途較廣的商品化HILIC柱，氨基柱在分離極性有機化合物方面表現(xiàn)出較出色的分離能力，但是在對單糖、二糖以及三糖等極性化合物的分離方面仍然存在著不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相及其制備和應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：

一種氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相，其特征在于其結(jié)構(gòu)為：

其中，X為-OCH₃或-OCH₂CH₃，Y為F^-、Cl^-、Br^-、I^-、BF₄^-、Tf₂N^-、CF₃SO₃^-、SCN^-、NO₂^-或NO₃^-，n＝2或3。

所述的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相，其特征在于：所述固定相是將硅烷偶聯(lián)劑鍵合到硅膠載體上，再引入離子液體，進而獲得式一所示氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相。

一種氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相的制備方法為：

1)將硅膠經(jīng)硅烷化試劑處理得硅烷化硅膠；

2)將咪唑與末端為鹵素的烷基胺反應(yīng)得到N-(n-氨基烷基)咪唑，再與硅烷化硅膠反應(yīng)，制得式一所示Y為鹵素的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相；

或，將硅烷化硅膠與咪唑反應(yīng)，再與末端為鹵素的烷基胺反應(yīng)，制得式一所示Y為鹵素的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相；

3)利用上述獲得Y為鹵素的式一所示氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相再與鹽進行離子交換，進而獲得式一氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相，其中Y為BF₄^-、Tf₂N^-、CF₃SO₃^-、SCN^-、NO₂^-或NO₃^-。所述鹽為BF₄^-、Tf₂N^-、CF₃SO₃^-、SCN^-、NO₂^-或NO₃^-陰離子與鋰、鈉或鉀陽離子形成的鹽。

所述步驟1)中，硅烷化試劑為3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-溴丙基三甲氧基硅烷或3-溴丙基三乙氧基硅烷；所述活化硅膠表面硅羥基與硅烷化試劑的摩爾比為1:1.5-1:4。

所述步驟2)中，硅烷化硅膠表面鹵素原子數(shù)量與N-(n-氨基烷基)咪唑數(shù)量或硅烷化硅膠表面鹵素原子數(shù)量與咪唑數(shù)量的摩爾比為1:1.5-1:4。

所述末端為鹵素的烷基胺有如下結(jié)構(gòu)：

其中，R為鹵素，n＝2或3。

所述步驟2)反應(yīng)在以無水甲苯為反應(yīng)溶劑，三乙胺為催化劑的反應(yīng)體系內(nèi)，于無水無氧條件下磁力攪拌回流反應(yīng)24-48hr；反應(yīng)完全后經(jīng)丙酮洗滌、離心機離心3-8次，離心后干燥；其中，甲苯的加入量與活化硅膠的體積質(zhì)量比均為5-10:1(mL/g)；所述三乙胺滴加至反應(yīng)體系內(nèi)，滴加量約為40-120μL。

一種氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相的應(yīng)用：

所述氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相在高效液相色譜中對糖類分離的應(yīng)用。

本發(fā)明獲得的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明固定相是在氨基柱的基礎(chǔ)上引入離子液體并通過化學(xué)方法鍵合而成，混合模式固定相結(jié)構(gòu)新穎；

2.本發(fā)明固定相制備過程中原料易得，操作步驟簡單；

3.本發(fā)明固定相同時擁有離子液體的特性和硅膠在使用過程中的穩(wěn)定性，對多種糖類均能達到較好的分離效果。

4.本發(fā)明獲得固定相對糖類等極性化合物展現(xiàn)出更強大的分離能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例制備的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相制得的色譜柱所測柱效的色譜圖。

圖2為本發(fā)明實施例制備的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相用于分離單糖、二糖和三糖的色譜圖。

圖3為本發(fā)明實施例制備的氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相(a)與商品化經(jīng)典氨基柱(富士氨基硅膠填料)(b)、Waters高效碳水化合物分析柱(經(jīng)典硅膠氨基柱)(c)用于分離糖類化合物的色譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下的實施例內(nèi)容。

實施例1

稱取硅膠4.307g置于100mL三口燒瓶中，用滴液漏斗加入40mL無水甲苯、6.292g 3-氯丙基三甲氧基硅烷，并加入80μL三乙胺作為催化劑。氬氣保護下，回流反應(yīng)24hr。反應(yīng)結(jié)束后過濾，鍵合硅膠用丙酮抽提24hr，干燥后得到4.879g硅烷化硅膠。

稱取4.129g咪唑和10.007g無水碳酸鉀于250mL三口燒瓶中，用滴液漏斗加入50mL丙酮，攪拌下用滴液漏斗加入7.886g溶于50mL丙酮的3-氯丙胺鹽酸鹽，再加入50mL丙酮，氬氣保護下，回流反應(yīng)6hr。反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液用水泵減壓旋蒸去除丙酮，然后改用油泵蒸餾產(chǎn)品，收集145-155℃的餾分，制得N-(3-氨基丙基)咪唑。

稱取4g硅烷化硅膠置于100mL三口燒瓶中，加入40mL無水甲苯、4.424g所述N-(3-氨基丙基)咪唑，加入40μL三乙胺作為催化劑。氬氣保護下，回流反應(yīng)24hr。反應(yīng)結(jié)束后離心，產(chǎn)物用丙酮洗滌、離心5次,干燥至恒重。得到4.359g氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相。固定相的結(jié)構(gòu)為：

利用高效液相色譜儀，以萘為檢測物測定保留時間和柱效，流動相為甲醇，等度洗脫，檢測波長為DAD 254nm，流速為1.0mL/min。對所制得的色譜柱進行柱效測定，結(jié)果見圖1。

實施例2

與實施例1不同之處在于，稱取實施例1所得的4g硅烷化硅膠和4.127g咪唑置于100mL三口燒瓶中，加入40mL無水甲苯，氬氣保護下，回流反應(yīng)12hr，再加入7.462g 3-氯丙胺鹽酸鹽繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后離心，產(chǎn)物用丙酮洗滌、離心5次,干燥至恒重。得到4.257g制得氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相。

實施例3

利用上述實施例制得的色譜柱在親水作用色譜模式下分離單糖、二糖和三糖。利用高效液相色譜示差折光檢測法，以乙腈/水(85/15,v/v)作為流動相，等度洗脫，流速為1.0mL/min，檢測溫度為30℃。色譜圖如圖2所示(1為鼠李糖，2為木糖，3為果糖，4為甘露糖，5為葡萄糖，6為蔗糖，7為麥芽糖，8為乳糖，9為海藻糖，10為蜜二糖，11為棉籽糖，12為松三糖)。

由圖2可見，本發(fā)明的色譜柱能夠一次性完全分離12種糖類化合物，顯示出優(yōu)異的分離能力。

實施例4

利用上述實施例制得的色譜柱(a)與商品化經(jīng)典氨基柱(富士氨基硅膠填料)(b)、Waters高效碳水化合物分析柱(經(jīng)典硅膠氨基柱)(c)在親水作用色譜模式下分離糖類化合物。利用高效液相色譜示差折光檢測法，以乙腈/水(85/15,v/v)作為流動相，等度洗脫，流速為1.0mL/min，檢測溫度為30℃。色譜圖如圖3所示(1為鼠李糖，2為木糖，3為果糖，4為甘露糖，5為葡萄糖，6為蔗糖，7為麥芽糖，8海藻糖)。

由圖3可見，本發(fā)明的色譜柱較其它兩種經(jīng)典氨基柱表現(xiàn)出更強的親水性和對糖類化合物更強的保留能力。

實施例5

將實施例1所得氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相與雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰反應(yīng)進行離子交換進而獲得相應(yīng)的固定相。

稱取5g實施例1所得氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相、5g雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰置于200mL單口燒瓶中，加入50mL去離子水，攪拌反應(yīng)12hr。反應(yīng)結(jié)束后，依次用甲苯，乙醇和甲醇各洗滌3次，60℃下干燥10hr即得固定相。固定相結(jié)構(gòu)為：

實施例6

將實施例1所得氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相與四氟硼酸鈉反應(yīng)進行離子交換進而獲得相應(yīng)的固定相。

稱取5g實施例1所得氨基咪唑類離子液體型親水作用色譜固定相、3g四氟硼酸鈉置于150mL單口燒瓶中，加入50mL二氯甲烷，攪拌反應(yīng)24hr。反應(yīng)結(jié)束后過濾，依次用水和乙醇各洗滌3次，60℃下干燥10hr即得固定相。固定相結(jié)構(gòu)為：

以上所述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護范圍。