咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及色譜分離技術(shù)，特別是一種咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相及其制備 方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 液相色譜分析是以液體為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶 劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相栗入裝有固定相的色譜柱，在色譜柱內(nèi)各成分 被分離后，進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對試樣的分析。該方法已成為化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、 農(nóng)學(xué)、商檢和法檢等學(xué)科領(lǐng)域中重要的分離分析技術(shù)。色譜分析技術(shù)是當(dāng)今分析化學(xué)以及 藥物分析領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛分離分析手段之一，其主要原理是基于物質(zhì)在固定相與流動相 間分配系數(shù)的差別而進(jìn)行的分離，按分離原理可分為吸附、分配、空間排斥、離子交換、親合 及手性色譜法等諸多類別。色譜固定相是色譜分離的"心臟"，對分離的效果起決定性的作 用。目前，根據(jù)分離原理的不同，常用的液相色譜包括反相色譜(RPLC)、正相色譜(NPLC)、親 水色譜(HILIC)、離子交換色譜（IEC)等類型。對于這些傳統(tǒng)的固定相來說，其分離機(jī)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ODS固定相主 要依靠疏水作用分離非極性物質(zhì)，其在分離強(qiáng)極性物質(zhì)時存在一定的局限性;而離子交換 色譜主要用來分離離子型化合物。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 影響目標(biāo)化合物的定性和定量分析?；旌夏Ｊ缴V(Mixed-mode chromatography，MMC)固 定相是指同時具有多種分離模式和分離機(jī)理的分離材料，其通常包括兩種或兩種以上的功 能基團(tuán)。在分析檢測時，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模式，有利 于提高分離選擇性和擴(kuò)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(diǎn)。
[0003]隨著超分子化學(xué)的發(fā)展，杯芳烴作為一類新的大環(huán)分子被廣泛研究。杯芳烴是一 類以苯酚為構(gòu)筑單元的大環(huán)主體分子，具有剛性空腔結(jié)構(gòu)、兩端開口的杯狀分子，被譽(yù)為繼 冠醚和環(huán)糊精之后的"第三代超分子化合物"。由于其獨(dú)特的化學(xué)和空間結(jié)構(gòu)，杯芳烴類化 合物綜合了多種已有主體化合物的特色和優(yōu)勢:杯芳烴結(jié)構(gòu)中含有多個疏水性苯酚單元， 構(gòu)成獨(dú)特的疏水性內(nèi)部空腔，可以通過疏水作用包結(jié)有機(jī)客體小分子；由眾多羥基所環(huán)繞 的端口可為陰陽離子提共鍵合位點(diǎn)，使其具有極強(qiáng)的主客體鍵合能力；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，杯芳烴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。利用杯芳烴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。如果以杯芳烴作為分離介質(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。但至今并未見有如何利用杯芳烴作為分離介質(zhì)應(yīng)用 于高效液相色譜固定相的公開報導(dǎo)。

【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咪唑杯[4]芳 烴鍵合硅膠固定相及其制備方法與應(yīng)用，可有效解決咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相的制 備與應(yīng)用問題。
[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，所述的咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相其分子結(jié)構(gòu)式I 為：
[0006] 式I
[0007] 其制備方法是:將咪唑杯[4]芳烴Ig與巰丙基三乙氧基硅烷化硅膠3-4g加入乙腈 溶劑50-60ml中，再加入催化劑偶氮二異丁腈O.lg，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在催化劑的催化下55-65°C 反應(yīng)20-24h，過濾，依次用甲苯、甲醇、水和丙酮各洗滌一次，60-70°C下真空干燥10-12h，即 得；
[0008] 所述的疏丙基二乙氧基硅烷化娃I父的制備方法是：
[0009] (1)制備活化硅膠：
[0010] 將多孔硅膠3g浸入體積濃度15%的鹽酸30-40ml中，浸泡5-6h，攪拌下回流11-12h，除去金屬離子，用G5砂芯漏斗過濾，用重蒸水反復(fù)沖洗至中性，依次用甲醇、丙酮洗滌 2-3次，120°C下真空干燥6-8h，得到表面均勻分布羥基的活化硅膠；
[0011] 所述的多孔硅膠為直徑5μπι、比表面積為270-300m2/g的球形硅膠；
[0012] (2)制備巰丙基三乙氧基硅烷化硅膠：
[0013] 將3-巰丙基三乙氧基硅烷3-4ml與無水甲苯25-30ml混合，在15-25r/m磁力攪拌下 加入活化硅膠2.5-3g，并升溫至90-100°C，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流22-24h;然后用G5砂芯漏斗過 濾，依次用甲醇、重蒸水、丙酮洗滌1-2次，50-60°C下真空干燥10_12h，得到巰丙基三乙氧基 硅烷化硅膠；
[0014] 所述的巰丙基三乙氧基硅烷化硅膠為直徑5μπι、比表面積為270-300m2/g的球形硅 膠；
[0015] 所述的咪唑杯[4]芳烴結(jié)構(gòu)式Π 為：
[0016]
式Π
[0017 ]咪唑杯[4 ]芳烴的制備方法是:在裝有攪拌器和冷凝器的三口燒瓶中，將I -烯丙基 咪唑0.6g和25,27_二(溴丁基)-對叔丁基杯[4]芳烴2.5g加入到50mL乙腈中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下于 60°C反應(yīng)72h，蒸干溶劑，即得咪唑杯[4 ]芳烴；
[0018] 所述的咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相在液相色譜分離有機(jī)化合物中的應(yīng)用。
[0019] 本發(fā)明制備方法簡單，易操作，成本低，有效用于液相色譜分離有機(jī)化合物，易于 工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相制備流程圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明咪唑杯[4]芳烴的制備流程圖。
[0022]圖3為本發(fā)明巰丙基三乙氧基硅烷硅膠與咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相紅外光 譜圖。
[0023] 圖4為烷基苯混合物樣品在本發(fā)明固定相上的色譜分離圖。
[0024] 圖5為堿基和核苷類化合物在本發(fā)明固定相上的色譜分離圖。
[0025] 圖6為陰離子在本發(fā)明固定相上的色譜分離圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0027] 實(shí)施例1
[0028]本發(fā)明在具體實(shí)施中，其方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)：將巰丙基三乙氧基硅烷化硅膠 3.5g、咪唑杯[4]芳經(jīng)Ig、乙腈50ml混合，加入0.1 g偶氮二異丁腈，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，55-65°C反應(yīng) 20-24h，過濾，然后依次用甲苯、甲醇、水和丙酮各洗滌一次，60-70°C下真空干燥10_12h，即 得。
[0029] 實(shí)施例2
[0030]本發(fā)明在具體實(shí)施中，其方法也可由以下步驟實(shí)現(xiàn):將咪唑杯[4]芳烴Ig與巰丙基 三乙氧基硅烷化硅膠3.3g加入乙腈溶劑55ml中，再加入催化劑偶氮二異丁腈O.lg，氮?dú)獗?護(hù)下，在催化劑的催化下55-65°C反應(yīng)20-24h，過濾，依次用甲苯、甲醇、水和丙酮各洗滌一 次，60_70°C下真空干燥l〇-12h，即得。
[0031] 實(shí)施例3
[0032]本發(fā)明在具體實(shí)施中，其方法還由以下步驟實(shí)現(xiàn):將咪唑杯[4]芳烴Ig與巰丙基三 乙氧基硅烷化硅膠3 . Sg加入乙腈溶劑58ml中，再加入催化劑偶氮二異丁腈0.1 g，氮?dú)獗Ｗo(hù) 下，在催化劑的催化下55-65°C反應(yīng)20-24h，過濾，依次用甲苯、甲醇、水和丙酮各洗滌一次， 60 -70°C下真空干燥10_12h，即得。
[0033] 上述制備的咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相可有效用于液相色譜分離有機(jī)化合 物，實(shí)現(xiàn)咪唑杯[4]芳烴鍵合硅膠固定相在液相色譜分離有機(jī)化合物中的應(yīng)用，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)得 到了充分證明，有關(guān)資料如下：
[0034] 經(jīng)紅外光譜法分析鑒定，確定為咪唑杯[4 ]芳經(jīng)鍵合硅膠固定相(結(jié)構(gòu)式為式I)， 并對咪唑杯[4]芳經(jīng)進(jìn)行核磁共振數(shù)據(jù)分析，鑒定為Jh NMR(400MHz ,CDCh，ppm): δρρ