DE2125428C2 - Chromatographic packing and process for its manufacture - Google Patents

Chromatographic packing and process for its manufacture

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Description

Die Erfindung betrifft chromatographische Packungen, bei denen Silanole chemisch an ein Substrat gebunden und zu einer stationären organischen Phase polymerisiert sind, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to chromatographic packings in which silanols are chemically bonded to a substrate and are polymerized to a stationary organic phase, as well as a process for their preparation.

Ein früherer Versuch, eine stationäre Phase durch Veresterung von kieselsäurehaltigen chromatographischen Trägern mit Alkoholen chemisch an ein Substrat zu binden, ist von 1. Halasz und I. Sebastian in »Angewandte Chemie International Edition«. Band 8 (!969). Seite 453, beschrieben. Die sich dabei bildende Si-O-C-Bindung war jedoch hydrolytisch unbeständig, und das Produkt bestand aus moiiomolekularen Filmen, die nur adsorptive Wechselwirkungen, aber keine Verteilungswechselwirkungen des gelösten Stoffes ermöglichten.An earlier attempt to chromatographic a stationary phase by esterification of silicic acid Chemically binding carriers to a substrate with alcohols is described by 1. Halasz and I. Sebastian in »Angewandte Chemie International Edition «. Volume 8 (! 969). Page 453. The Si-O-C bond that forms in the process however, it was hydrolytically unstable, and the product consisted of moiiomolecular films which only Adsorptive interactions, but no distribution interactions of the solute allowed.

Gemäß einer Arbeit von W. A. Aye und C. R. Hastings in »Journal of Chromatography«. Band 12 (1969), Seite 319, hat man poly molekulare Silicone in zwei Reihen von Verfahrens*: ufen mit chromatographischen Trägern umgesetzt. In der ersten Reihe von V»rfahrensstufen wird Dimethyldichlorsilan oder Methyltrich'.vrsilan an den Kieselsäureträger gebunden. In der zweiten Reihe von Verfahrensstufen werden Organochiorsib.ne an die genannten Methylchlorsilane gebunden. Da in beiden Reihen von Verfahrensstufen hochgradig reaktionsfreudige Organochlorsilane verwendet werden, läßt sich das Ausmaß der Reaktion in jeder Reihe von Verfahrensstufen schwer unter Kontrolle halten, was gewöhnlich zur Ausbildung von Filmen von unterschiedlicher Dicke führt. Ferner werden in der ersten Reihe von Verfahrensstufen Methylgruppen auf die Substratoberfläche aufgebracht, wodurch die wirksame Polarität der Packung vermindert wird. Dies ist ein eindeutiger Nachteil, wenn Polarität erwünscht ist Ferner gestattet die zweite Reihe von Verfahrensstufen nicht die Verwendung flüchtiger Organochlorsilane, und dadurch wird die Auswahl zwischen den entstehenden stationären Phasen beschränkt. Ferner reagieren diejenigen Organochlorsilane, die man als Ausgangsstoffe benötigen würde, um gewisse funktionell Gruppen (z. B. Aminogruppen) auf die Oberfläche aufzubringen, mit sich selbst und zerstören sich daher selbst. Schließlich mußten die noch verbleibenden aktiven Oberflächenstellen vor der Verwendung zur Chromatographie entaktiviert werden. Bei der Entaktivierung hinterbleibt ein Kieselsäureester, der thermisch und hydrolytisch so unbeständig ist, daß es bei den bei der Gaschromatographic erforderlichen höheren Temperaturen zu einem »Ausbluten« kommt. J5According to a work by W. A. Aye and C. R. Hastings in Journal of Chromatography. Volume 12 (1969), p 319, one has polymolecular silicones in two series of procedures *: with chromatographic supports implemented. In the first series of process stages, dimethyldichlorosilane or methyltrichlorosilane is added to the Silicic acid carrier bound. In the second series of process stages, Organochiorsib.ne is sent to the called methylchlorosilanes bound. As highly reactive in both series of process stages Organochlorosilanes can be used, the extent of the reaction in any series of process steps difficult to control, which usually results in the formation of films of varying thickness leads. Furthermore, in the first series of process steps, methyl groups are applied to the substrate surface applied, thereby reducing the effective polarity of the packing. This is a clear disadvantage if polarity is desired Furthermore, the second set of process steps does not permit use volatile organochlorosilanes, and thereby the choice between the resulting stationary phases limited. Furthermore, those organochlorosilanes that would be needed as starting materials react to to apply certain functional groups (e.g. amino groups) to the surface with themselves and destroy them therefore itself. Finally, the remaining active surface sites had to be used before use deactivated for chromatography. When deactivated, a silicic acid ester remains, the thermally and hydrolytically so unstable that it is required for gas chromatography "bleeding" occurs at higher temperatures. J5

Aus Noil. »Chemie und Technologie der Silikone«, 1968, Seiten 83 bis 85 ist die spontane Kondensation von Organosilanolen bekannt. Die Kondensation von Organosilanolen auf Substrate ist aus aaO, Seite 524 bekannt.From Noil. "Chemie und Technologie der Silicones", 1968, pages 83 to 85 is the spontaneous condensation of Organosilanols known. The condensation of organosilanols on substrates is known from loc. Cit., Page 524.

Aus Journal of Chromatography, 22, (1966) Seiten TS bis 28 und 37 (1968). Seiten 97 bis 98 sind silikonische Chromatographiematerialien bekannt. Bei diesen Materialien besteht aber vermutlich keine Bindung zwischen dem Träge" und der stationären Phase. Anscheinend befindet sich bei diesen Materialien lediglich ein polymerisierter Überzug aus organischem Material auf der TrägeroberHäche. Ein zwingender Hinweis auf die fehlende chemische Bindung zur Polymerschicht findet sich in der vorgenannten Literaturstelle von W. A. Aye und C. R. Hastings (aaO), Seite 320, Absatz 5. Es heiUt dort, daß bei Chromatographiematerialien, wie sie in den zuletzt genannten Veröffentlichungen beschrieben sind, die organische Phase vollständig vom festen Träger extrahiert werden kann und daß daher keine chemischen Bindungen zwischen den beiden Phasen bestehen. Solche Materialien sind infolge der fehlenden Bindung zwischen Träger und stationärer Phase von Nachteil.From Journal of Chromatography, 22, (1966) pages TS through 28 and 37 (1968). Pages 97 to 98 disclose silicone chromatography materials. With these materials, however, there is presumably no bond between the "inert" and the stationary phase. Apparently, with these materials there is only a polymerized coating of organic material on the carrier surface by WA Aye and CR Hastings (loc. cit.), page 320, paragraph 5. It says there that in the case of chromatography materials as described in the last-mentioned publications, the organic phase can be extracted completely from the solid support and therefore no chemical bonds exist between the two phases Such materials are disadvantageous due to the lack of bonding between the support and the stationary phase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine chromatographische Packung zur Verfügung zu stellen, bei der eine organische stationäre Phase mittels einer hydrolytisch und thermisch beständigen Bindung chemisch direkt an ein silicium- oder aluminiumhaltiges Substrat gebunden ist, wobei sich Dicke und Porosität der sich bildenden, chemisch gebundenen stationären Phase steuern lassen.The invention is based on the object of providing a chromatographic packing the one organic stationary phase by means of a hydrolytically and thermally stable bond chemically is bonded directly to a silicon or aluminum-containing substrate, with the thickness and porosity of the forming, chemically bound stationary phase can be controlled.

Gelöst wird diese Aufgabe durch den in den Patentansprüchen definierten Erfindungsgegenstand.This object is achieved by the subject matter of the invention as defined in the patent claims.

Durch Auswahl der Reste R4 und R3' (falls der letztere keine Hydroxylgruppe ist) läßt sich die chemisch gebundene stationäre Phase mit den verschiedensten funktioneilen Gruppen herstellen, so daß man eine chromatographische Packung von beliebiger Selektivität erhält, je nac;i den Erfordernissen der betreffenden chromatographischen Trennung kann man Packungen erhalten, die in ihren Eigenschaften von äußerst polar bis « nicht-polar variierenBy selecting the radicals R4 and R3 '(if the latter is not a hydroxyl group), the chemical Bound stationary phase with a wide variety of functional groups, so that you can have a chromatographic Packing of any selectivity is obtained, depending on the requirements of the chromatographic in question Separation one can get packs which in their properties from extremely polar to « non-polar vary

Die Dicke der sich bildenden stationären Phase wird mit Hilfe der Mengen der Ausgangsstoffe gesteuert. So kann man eine gebundene stationäre Phase in einer Schicht aufbringen, die in ihrer Dicke steuerbar monomolekular oder polymolekular ist. Insbesondere kann man eine polymolekulare Schicht von zuvor festgelegter Dicke, die genaue Diffusionen ermöglicht, an das Substrat binden. t>oThe thickness of the stationary phase that forms is controlled with the aid of the quantities of the starting materials. So a bonded stationary phase can be applied in a layer that is controllable monomolecular in thickness or is polymolecular. In particular, a polymolecular layer of a predetermined thickness can be used, which allows precise diffusions to bind to the substrate. t> o

Durch Umsetzung von Gemischen aus den oben genannten Ausgangsverbindungen mit der Oberfläche und Cokondensation erhält man für besondere Anwendungszwecke geeignete »Gemische«. Die Bestandteil; dieser Gemische werden bestimmt, indem man die Konzentrationen der anfänglichen Reaktionsieilnehmer steuert.By reacting mixtures of the above-mentioned starting compounds with the surface and Co-condensation gives "mixtures" suitable for special purposes. The component; this Mixtures are determined by controlling the concentrations of the initial reactants.

Eine besonders wertvolle Art derartiger Gemische sind solche, mit deren Hilfe der Vernetzungsgrad in der gebundenen und polymerisierten stationären Phase gesteuert werden kann. Höhere Konzentrationen von b5 Ausgangsstoffen, bei denen Rj' eine Hydroxylgruppe bedeutet, führen zu einem höheren Vernetzungsgrad, was von besonderem Wer1. für die Gaschromatographie ist. Andererseits führen höhere Konzentrationen an Verbindungen, bei denen Rj' keine Hydroxylgruppe bedeutet, zu einem geringeren Vernetzungsgrad, was für dieA particularly valuable type of such mixtures are those with the aid of which the degree of crosslinking in the bound and polymerized stationary phase can be controlled. Higher concentrations of b5 starting materials in which Rj 'is a hydroxyl group, leading to a higher degree of crosslinking, which is of particular who first for gas chromatography is. On the other hand, higher concentrations of compounds in which Rj 'does not mean a hydroxyl group lead to a lower degree of crosslinking, which for the

Flüssigkcilschromatographie geeignet ist. Äußerst hohe Vernetzungsgrade erhält man, wenn man eine dieser Verbindungen (die Verbindung, bei der R/ eine Hydroxylgruppe bedeutet, oder die Verbindung, bei der Ri' keine Hydroxylgruppe bedeutet) für sieh allein verwendet.Liquid chromatography is suitable. Extremely high degrees of crosslinking are obtained when one of these Compounds (the compound in which R / represents a hydroxyl group, or the compound in which Ri ' means no hydroxyl group) is used on its own.

Bei Verwendung von Packungen mit der chemisch gebundenen stationären Phase bei der Flüssigkeitschroma-Ί lographie entfällt die Notwendigkeit von Vorsäulen oder der Vorsiiiligung des Trägers mit der stationären Phase. Ferner bleiben wegen der homogenen Verteilung der stationären Phase auf der Oberfläche der Träger hohe Säulenwirkungsgrade erhalten. Diese gebundene stationäre Phase hat eine höhere Beständigkeit der chromatographischen Säulen zur Folge und beseitigt viele Schwierigkeiten, die sich aus dem Verlust an Vcrteilungsflüssigkeit beim Betrieb der herkömmlichen fliissig-flüssig-chromatographischen Säulen ergeben.
H) Substrate für die Gaschromatographie mit der chemisch gebundenen flüssigen stationären Phase haben einen sehr niedrigen Dampfdruck. Daher wird die Lebensdauer der chromatographischen Säule verlängert, und der auf das »Ausbluten« der stationären Phase zurückzuführende »Geräuschpegel« im Nachweissystem ist auf ein Minimum beschränkt. Ferner haben die Packungen eine sehr hohe Wärmebeständigkeit, wie es für die Gaschromatographie bevorzugt wird.
!5 Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.
If packings with the chemically bound stationary phase are used in liquid chromatography, there is no need for guard columns or the precaution of the carrier with the stationary phase. Furthermore, due to the homogeneous distribution of the stationary phase on the surface of the support, high column efficiencies are maintained. This bound stationary phase results in greater durability of the chromatographic columns and eliminates many difficulties which result from the loss of partition liquid in the operation of the conventional liquid-liquid chromatographic columns.
H) Substrates for gas chromatography with the chemically bound liquid stationary phase have a very low vapor pressure. This extends the life of the chromatographic column and keeps the "noise level" in the detection system due to the "bleeding out" of the stationary phase to a minimum. Furthermore, the packings have a very high heat resistance, as is preferred for gas chromatography.
5 To further explain the invention, reference is made to the drawings.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein bevorzugtes chromatographisches Trägermaterial.Fig. 1 is a schematic representation of a cross section through a preferred chromatographic Carrier material.

F i g. 2 ist ein schematischer Querschnitt durch eine chemisch an ein Substrat gebundene polymere stationäre Phase.
.Ό F i g. 3 zeigt die chemische Struktur der polymeren stationären Phase.
F i g. Figure 2 is a schematic cross-section through a polymeric stationary phase chemically bonded to a substrate.
.Ό F i g. 3 shows the chemical structure of the polymeric stationary phase.

Fig. 4 zeigt einen Teil der flüssigkeitschromatograpliischcn Trennung von Sulfonamiden gemäß der Erfindung. Fig. 4 shows part of the liquid chromatographic separation of sulfonamides according to the invention.

F i g. 5 zeigt Vergleichskurven für die Beziehung zwischen der theoretischen Bodenhöhe und der Trägergeschwindigkeit bei der Flüssigkeitschromatographie bei Anwendung der Erfindung und nach dem Stand der >s Technik.F i g. Fig. 5 shows comparative curves for the relationship between the theoretical floor height and the carrier speed in liquid chromatography using the invention and the prior art > s technology.

Fig. 6 ist ein Diagramm der flüssigkeitschromatographischen Trennung von Thiohydroxamaten gemäß der Erfindung.6 is a diagram of the liquid chromatographic separation of thiohydroxamates according to FIG Invention.

F i g. 7 ist ein Diagramm einer flüssigkeitschromatographisc! cn Trennung in einer Säule mit einer gebundenen »Nitril«-Phase gemäß der Erfindung.F i g. 7 is a diagram of a liquid chromatographic diagram. cn separation in a column with a bound "Nitrile" phase according to the invention.

jo Fig. 8 ist ein Diagramm einer gaschromatographischen Trennung mit programmierter Temperatur in einer gebundenen »Äther«-Phase gemäß der Erfindung.FIG. 8 is a diagram of a programmed temperature gas chromatographic separation in a bound "ether" phase according to the invention.

Fig. 9 vergleicht mehrere Chromatogranime und zeigt die Selektivität der gebundenen »Äther«-Phase gemäß der Erfindung bei der Gaschromatographie.9 compares several chromatographs and shows the selectivity of the bound "ether" phase according to FIG of the invention in gas chromatography.

F i g. 10 zeigt in Form eines Diagramms die relative »Ausblut«-gcschwindigkeit einer im Sinne der Erfindung gebundenen stationären »Nitril«-Phase im Vergleich zu einer chromatographischen Säule des Standes der Technik.F i g. 10 shows, in the form of a diagram, the relative "bleeding" speed of a device within the meaning of the invention Bound stationary "nitrile" phase compared to a prior art chromatographic column Technology.

Fig. !! zeigt eine thcrmogravimetrische Kurve für eine chemisch gebundene »Nitril«-Packung gemäß der Erfindung.Fig. !! FIG. 13 shows a thermogravimetric curve for a chemically bonded "nitrile" packing according to FIG Invention.

Fig. 12 ist ein Diagramm einer gaschromatographischen Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe mit -to einer gebundenen »Nilrilw-Phase.Fig. 12 is a diagram of a gas chromatographic separation of aromatic hydrocarbons with -to a bound »Nilrilw phase.

Es können chromatographische Packungen mit chemisch gebundenen organischen stationären Phasen mit den verschiedensten funktionellen Gruppen hergestellt werden, wodurch man die verschiedensten chromatographischen Selektivitäten erzielen kann. Packungen mit gebundener Phase für die Gas- und Flüssigkeitschroniatographie können auf den verschiedensten Substraten hergestellt werden. Die Oberfläche des silicium- oder 4ϊ uluminiunihaliigcn Substrats ist mit Silanolen chemisch reaktionsfähig. Kieselsäurehaltige Substrate werden bevorzugt. Beispiele liir geeignete Substrate sind Diaiomeenerde. Kieselsäuregel. Gläser. Sand. Aluminosilicate. Quarz, poröse Kieselsäureperlcn.Tone und Aluminiumoxid.Chromatographic packing with chemically bound organic stationary phases can be used the most varied of functional groups are produced, whereby one of the most varied of chromatographic Can achieve selectivities. Bound phase packs for gas and liquid chromatography can be produced on a wide variety of substrates. The surface of the silicon or The aluminum substrate is chemically reactive with silanols. Silicic acid-containing substrates will be preferred. Examples of suitable substrates are diatomaceous earth. Silica gel. Glasses. Sand. Aluminosilicates. Quartz, porous silica beads, clays and alumina.

Wenn das Substrat in F'orm eines Trägers (d. h. in Teilchenform) vorliegt, ist die Form der Teilchen nicht besonders ausschlaggebend. Beispiele für Teilchenformen sind Ringe. Vielecke. Sättel, Plättchen, Fasern. Hohlröhren. Stäbe und Zylinder. Kugelförmige Träger werden wegen ihres regelmäßigen und reproduzierbaren Verhaltens in der Packung und der Leichtigkeit und Einfachheit ihrer Hantierung bevorzugt.When the substrate is in the form of a carrier (i.e., in particulate form), the form of the particles is not particularly crucial. Examples of particle shapes are rings. Polygons. Saddles, plates, fibers. Hollow tubes. Rods and cylinders. Spherical carriers are because of their regular and reproducible Behavior in the pack and the ease and ease of handling are preferred.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Trägers ist der in F i g. 1 dargestellte Träger von gesteuerter Oberflächenporosität (der in der US-Patentschrift 35 05 785 beschrieben wird und im Handel erhältlich ist). Dieser Träger hat einen undurchlässigen Kern 11. der vorzugsweise aus Glas oder keramischem Material besteht, und einen porösen Überzug 15. der sich aus nacheinander adsorbierten Einzelschichten 13 von Mikroteilchen zusammensetzt. Er besteht aus kugelförmigen Einzelteilchen, die eine große Anzahl von flachen Oberflächenporen 12. aber keine tiefen Poren aufweisen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die Mikroteilchen aus SiO2-Material. Ein derartiger Träger wird nachfolgend als »Träger Z« bezeichnet.A preferred embodiment of a carrier is that in FIG. 1 shown carrier of controlled surface porosity (which is described in US Pat. No. 3,505,785 and is commercially available). This The carrier has an impermeable core 11, which is preferably made of glass or ceramic material, and a porous coating 15. made up of successively adsorbed individual layers 13 of microparticles composed. It consists of spherical individual particles that have a large number of flat surface pores 12. but do not have deep pores. In a particularly preferred embodiment, there are Microparticles made of SiO2 material. Such a carrier is referred to below as “carrier Z”.

Er weist in der Packung ein regelmäßiges und reproduzierbares Verhalten auf. läßt sich leicht und bequem Mi handhaben und besitzt die Eigenschaften, die für mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad durchgeführte Gas- und Fliissigkeitschromatographic erforderlich sind.It shows a regular and reproducible behavior in the pack. can be easily and conveniently Mi handle and possesses the properties necessary for performing at high speed and high efficiency Gas and liquid chromatography are required.

Bei der Erörterung der Substrate beziehen sich die Ausdrücke »Oberfläche«, »verfügbare Oberfläche« usw. auf alle Oberflächen, die vom Äußeren des Substrats her zugänglich sind. In Fig. I gehören dazu z. B. die Oberflächen innerhalb der Poren 12.In discussing substrates, the terms "surface," "available surface," etc. on all surfaces that are accessible from the outside of the substrate. In Fig. I these include, for. B. the Surfaces within the pores 12.

t,-j Ofi i> >i es vorteilhaft, wenn die Oberfläche des Trägers oder Substrats anfänglich stark mit Mctall-hydroxy- oder vorzugsweise mit — SiOH-Gruppen besetzt ist. Dies erreicht man am besten durch Behandeln der Oberfläche mit einer Säure oder Base. Das bevorzugte Verfahren besteht darin, den Träger mehrere Stunden auf dem Dampfbad mit konzentrierter Salpetersäure oder Salzsäure z.u erhitzen. Überschüssige Säure oder Baset, -j Ofi i> > i it is advantageous if the surface of the carrier or substrate is initially heavily covered with metal-hydroxy- or is preferably occupied with - SiOH groups. This is best achieved by treating the Surface with an acid or base. The preferred method is to leave the wearer for several hours Heat on the steam bath with concentrated nitric acid or hydrochloric acid. Excess acid or base

soll von der Oberfläche abgewaschen werden, bevor der Träger für die I'iusoi/ιιημ mil den Silan Keagen/ien getrocknet wird.should be washed off the surface before the carrier for the I'iusoi / ιιημ mil the silane keagen / ien is dried.

Die /.iir ir.r/eugung der chemisch gebundenen organischen stationären l'hase verwendeten Reagenzien sind Silanole der allgeneinen l'ormelThe /.iir i .r r / eugung of chemically bonded organic l'stationary hase reagents used are silanols of allgeneinen l'Ormel

hoho

r;r;

SiSi

HOHO

R4 R 4

in der R]' und R4 die oben angegebenen Bedeutungen haben. Diese Silanole werden vorzugsweise aus Kieselsäureestern der allgemeinen Formelin which R] 'and R 4 have the meanings given above. These silanols are preferably made from silicic acid esters of the general formula

i \i \

SiSi

R.R.

hergestellt, in der Ri und R_> Alkoxygruppen bedeuten. Rj eine Alkoxygruppe oder den Rest R Γ bedeutet und R.i die obige Bedeutung hat.made in the Ri and R_> Mean alkoxy groups. Rj denotes an alkoxy group or the radical R Γ and R.i has the above meaning.

Eine Liste von im Handel erhältlichen Reagenzien ist in Tabelle I angegeben. Tabelle Il nennt andere Reagenzien, die bisher im Handel nicht erhältlich sind. Diese Verbindungen haben die verschiedensten Strukturen. Sie können nach den allgemeinen Methoden synthetisiert werden, die in dein Werk »Chemistry of the Silicones« von R. G. Rochow (Verlag John Wiley & Sons New York, 2. Auflage. 1951) angegeben sind.A list of commercially available reagents is given in Table I. Table II lists other reagents which have not been commercially available up to now. These compounds have a wide variety of structures. she can be synthesized according to the general methods described in your work "Chemistry of the Silicones" by R. G. Rochow (John Wiley & Sons New York Publishers, 2nd Edition, 1951) are given.

1010

1515th

21)21)

Tabelle ITable I.

3030th

Reagensreagent

StrukturformelStructural formula

y-Glycidoxypropyltrimethoxysilanγ-glycidoxypropyltrimethoxysilane

^-(3,4-Epoxycyclohexyl)-äthyltrimethoxysilan^ - (3,4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane

^Mercaptopropyltrimethoxysilan^ Mercaptopropyltrimethoxysilane y-Aminopropyltriäthoxysilany-aminopropyltriethoxysilane

N-jS-Aminoäthyl-y-aminopropyltrimethoxysilanN-jS-aminoethyl-y-aminopropyltrimethoxysilane

[N-XAminoäthyl)-y-amino-(2-methyl)-propyl]-methyldimethoxysilan[N-X-aminoethyl) -y-amino- (2-methyl) -propyl] -methyldimethoxysilane

y-Methacryloxypropyltrimethoxysilan Vinyl-tris-(2-methoxyäthoxy)-silan Dimethyldiäthoxysilan Methyltriäthoxysilany-methacryloxypropyltrimethoxysilane Vinyl tris (2-methoxyethoxy) silane dimethyl diethoxysilane Methyltriethoxysilane

PhenyltriäthoxysilanPhenyltriethoxysilane VtnyltriäthoxysilanVtnyltriethoxysilane AmyltriäthoxysilanAmyltriethoxysilane ÄthyltriäthoxysilanEthyltriethoxysilane MethyltrimethoxysilanMethyltrimethoxysilane CH-CH2-O-(CH2)JSi(OCH3)JCH-CH 2 -O- (CH 2 ) JSi (OCH 3 ) J

(CH2)JSi(OCHj)3 (CH 2 ) JSi (OCHj) 3

HS(CH2)JSi(OCH3)J
NH2(CH2)JSi(OC2H5)J
HS (CH 2 ) J Si (OCH 3 ) J
NH 2 (CH 2 ) J Si (OC 2 H 5 ) J

HjN(CHj)jHNCH2CH(CHj)CH2—Si(OCHj)2 HjN (CHj) jHNCH 2 CH (CHj) CH 2 -Si (OCHj) 2

CH3 CH2=CCH3COO(CHj)3Si(OCH3)JCH 3 CH 2 = CCH 3 COO (CHj) 3 Si (OCH 3 ) J

C2H3Si(OCjH4OCH3),C 2 H 3 Si (OCjH 4 OCH 3 ),

(CHj)2Si(OC2H5)J(CHj) 2 Si (OC 2 H 5 ) J.

CH3Si(OC2H5)JCH 3 Si (OC 2 H 5 ) J.

C6H5Si(OC2H5),C 6 H 5 Si (OC 2 H 5 ),

C2H3Si(OC2Hj)3 C 2 H 3 Si (OC 2 Hj) 3

C5HnSi(OC2H5)JC 5 H n Si (OC 2 H 5 ) J

C2H5Si(OC2H5),C 2 H 5 Si (OC 2 H 5 ),

CH3Si(OCHj)3 CH 3 Si (OCHj) 3

5050

bObO

Fortsetzungcontinuation

Reagensreagent

StrukturformelStructural formula

Phenyltrimethoxysilan DiphenykMäthoxysilan Viny 1-tris -(acetyl )-si lan 3-Chlorpropyl-trimethoxys:lanPhenyltrimethoxysilane DiphenykMethoxysilane Viny 1-tris - (acetyl) -si lan 3-chloropropyl-trimethoxys: lan

N-(N-Methoxycarbonylmethyl-^-äthylamino)-y-aminopropyl-trimethoxysilanN- (N-methoxycarbonylmethyl - ^ - ethylamino) -y-aminopropyl-trimethoxysilane

j8-Cyanäthyl-triäthoxysilan j8-Cyanäthyl-methyldiäthoxysilanj8-cyanoethyl-triethoxysilane j8-cyanoethyl-methyldiethoxysilane

y-(Aminocarbonyl)-propyl-triäthoxysilan „0-Nitroäthyl-triäthoxysilany- (aminocarbonyl) propyl-triethoxysilane "0-nitroethyl-triethoxysilane

(a,>>-Dihydroxypropyl)-methyl-dimethoxysilan(a, >> - Dihydroxypropyl) -methyl-dimethoxysilane

Methylsulfinylmethyl-triäthoxysilan Perfluorpropyl-trimethoxysilanMethylsulfinylmethyl-triethoxysilane Perfluoropropyl trimethoxysilane

p-Sulfamoylphenyl-methyl-dimethoxysilanp-sulfamoylphenyl-methyl-dimethoxysilane

p-iMethoxycarbonyO-phcnyMrimethoxysüap.p-iMethoxycarbonyO-phcnyMrimethoxysüap.

L-(+)-p-[5-(Methoxycarbonyl)-5-aminopentl-yl-sulfamoyl]-phenyl-trimethoxysilanL - (+) - p- [5- (methoxycarbonyl) -5-aminopentl-yl-sulfamoyl] -phenyl-trimethoxysilane

Methylsulfonylmethyl-triäthoxysilanMethylsulfonylmethyl-triethoxysilane

C6H5Si(OCHj)3 C 6 H 5 Si (OCHj) 3

CH2=CHSi(OOCCH3),CH 2 = CHSi (OOCCH 3 ),

CN(CH2^Si(OCHjHs)3 CN(CHx)2Si-(OC2Hs)2 CH1 CN (CH 2 ^ Si (OCHjHs) 3 CN (CHx) 2 Si- (OC 2 Hs) 2 CH 1

H2NOC-(CHi)3-Si(OC2H5), O2N-CH2CH2-Si(OC2Hs)3 H 2 NOC- (CHi) 3 -Si (OC 2 H 5 ), O 2 N-CH 2 CH 2 -Si (OC 2 Hs) 3

HOCH-CH3-CH(OH)-Si(OCH3),HOCH-CH 3 -CH (OH) -Si (OCH 3 ),

CH3 CH 3

CHj-SO-CH2-Si(OC2Hs), F3C-CF2-CF2-Si(OCH3),CHj-SO-CH 2 -Si (OC 2 Hs), F 3 C-CF 2 -CF 2 -Si (OCH 3 ),

NH2SO2-C6H4-Si(OCH,)2 CH3 NH 2 SO 2 -C 6 H 4 -Si (OCH,) 2 CH 3

CH3OOC-C0H4-Si(OCH3); CH3OOCCH(NH2XCHi)4NHSO2C6H4-Si(OCHj)3 CH 3 OOC-C 0 H 4 -Si (OCH 3 ); CH 3 OOCCH (NH 2 XCHi) 4 NHSO 2 C 6 H 4 -Si (OCHj) 3

CHj-SO2-CH2-Si(OC2H5),CHj-SO 2 -CH 2 -Si (OC 2 H 5 ),

Wenn man einen Kieselsäureester als Reagens verwendet, so muß man ihn zunächst /u dem Silanol hydrolysieren, welches sich dann an der Vorpolymerisation mit der Subsiratoberfliiche und anschließend an der Polymerisation beteiligt. Umstände, die die Hydrolyse beeinflussen, sindIf a silicic acid ester is used as a reagent, it must first be hydrolyzed to the silanol, which then takes place in the prepolymerization with the subsurface surface and then in the polymerization involved. There are circumstances that affect hydrolysis

1. ein hoher oder niedriger pH-Wert (Basen oder Säuren).1. a high or low pH (bases or acids).

2. lösliche Salze von gewissen Metallen, wie Kupfer. Blei. Zink und Eisen, und2. soluble salts of certain metals, such as copper. Lead. Zinc and iron, and

3. die Temperatur.3. the temperature.

Im allgemeinen wird der Kieselsäureester (wenn man nicht gerade Aminosilane herstellen will) unter sauren Bedingungen vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen hydrolysiert. Für die anschließende Vorpolykondensation wird die Hydrolyse vorzugsweise durchgeführt, indem man das Reagens in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel, das einen mehrfachen molaren Überschuß an Wasser enthält, mit einem sauren Katalysator auf Rückflußlemperaiur erhitzt. Das Lösungsmittel soll nicht nur eine gewisse Löslichkeit für Wasser aufweisen, sondern es darf auch mit dem Reagens, mit Wasser oder mit dem Katalysator (Säure oder Base) nicht reagieren. Das Lösungsmittel soll im Bereich von ctsva 25 bis 3OOCC. vorzugsweise von 50 bis 20O0C. sieden. Äther, wie Tetrahydrofuran und Dioxan. sind als Lösungsmittel zufriedenstellend.In general, the silicic acid ester (if one does not want to produce aminosilanes) is hydrolyzed under acidic conditions, preferably at elevated temperatures. For the subsequent prepolycondensation, the hydrolysis is preferably carried out by heating the reagent to reflux temperature with an acid catalyst in a non-aqueous solvent which contains a multiple molar excess of water. The solvent should not only have a certain solubility for water, but it must also not react with the reagent, with water or with the catalyst (acid or base). The solvent should to 3OO C C. boiling in the range of 25 ctsva preferably from 50 to 20O 0 C.. Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. are satisfactory as a solvent.

Die Menge des zu dem nicht-wäßrigen Lösungsmi!: el zu Zwecken der Hydrolyse zuzusetzenden Wassers soll mindestens ein Drittel dos Äquivalents/!es Sikinreagens beiragen und braucht einen lOOfachen Überschuß über dieses Äquivalent nicht zu übersteigen. Mengen von I Äquivalent bis zu einem SOfachen Überschuß über 1 äquivalent sind im allgemeinen ausreichend. Ein sehr großer Überschuß an Wasser verhindert die anschließen-The amount of to the non-aqueous solvent! The water to be added for the purpose of hydrolysis should contribute at least one third of the equivalents / es sikin reagent and need not exceed a 100-fold excess over this equivalent. Amounts of 1 equivalent to a 50-fold excess over 1 equivalent are generally sufficient. A very large excess of water prevents the subsequent

le Tcilp.il> kondensation. Die Hydrolyse wild normalerweise bei erhöhten Icuipcralurcn (vorzugsweise beim •iiL-clcpunki des nichi-waliiigen Lösungsmittels) für einen Zeiirnmn \oi\ eiwa JO min bis mehreren Stunden Inrchgcfiihi I.le Tcilp.il> condensation. The hydrolysis usually occurs with increased icuipcralurcn (preferably with • iiL-clcpunki of the nichi-waliiigen solvent) for a time period of min to several hours Inrchgcfiihi I.

Dieser Arbeitsvorgang wird im allgemeinen lanj.'.-i durchgeführt, als es Im die eigentliche I lydrolvse ei ionlerich ist. mn eine Teilpolykondensalioii herbei/ufiihrcii. Der Wassergehalt und tier pi I Wert der I nsung können. ialls dies für die Teilpolykondensalion erforderlieh isl. aiii bestimmte Werte eingestellt werden: der pll-Wert λ ird mit Ammoniak, Essigsaure oder einem anderen Katalysator auf einen Weil von i bis b eingestellt.This operation is generally carried out as long as it is the actual I lydrolvse ei ionlerich. mn a partial polycondensation. The water content and tier pi I value of the solution can be. If this is necessary for the partial polycondensation. aiii certain values can be set: the pII value λ is set to a range from i to b with ammonia, acetic acid or another catalyst.

Die Teilpolykondensalion tier Silane vor der Umsetzung mit dem Substrat ist wesentlich zur Kr/eugung einer L'hemisch gebundenen stationären Phase von der erforderlichen Dicke und Porösität. Die Auslösung der Polykondensation kann bestimmt werden, indem man eine geringe Menge der silanhaltigen Lösung in Wasser to einbringt. Wenn dabei eine Trübung eintritt, so bedeutet dies, daß die Vorpolykondensalion bis zu dem Punkt fortgeschritten ist, wo bereits ein Teil des Silar.rcagens in Wasser unlöslich ist, und daher ausreicht. Andererseits soll die Vorpolymerisation nicht so weit fortschreiten, daß die Viscosiüit der silanhaltigen Lösung erheblich zunimmt.The Teilpolykondensalion tier silanes before the reaction with the substrate is essential to the curve of a L'hemically bound stationary phase of the required thickness and porosity. The initiation of the polycondensation can be determined by adding a small amount of the silane-containing solution to water brings in. If there is a turbidity, it means that the prepolycondensation up to the point has advanced where part of the silar.rcagen is already insoluble in water and is therefore sufficient. on the other hand the prepolymerization should not proceed so far that the viscosity of the silane-containing solution is considerable increases.

Die Umsei/ms des vorpolykondcnsierten Silans mit dem Substrat und die anschließende Fertigpolykouden- r> sation werden bei Temperaturen von etwa 50 bis J50'C, vorzugsweise von 100 bis 250'1C. durchgeführt. Die für diese Verfahrcnssuife erforderlichen Zeitspannen variieren von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden: gewöhnlich reichen für den bevorzugten Temperaturbereich Zeitspannen von I bis 3 Ski. aus.The Umsei / ms vorpolykondcnsierten of silane with the substrate and the subsequent Fertigpolykouden- r> sation be carried out at temperatures of about 50 to J50'C, preferably from 100 to 250 'C. 1. The times required for this procedure vary from a few minutes to several hours: usually times ranging from 1 to 3 skis for the preferred temperature range. the end.

Andere Verfahren, nach denen Kieselsäureester vorpolykondensierl und mit chromatographischcn Substraten umgesetzt werden können, sind die folgenden:Other methods by which silicic acid esters are prepolycondensed and with chromatographic substrates can be implemented are the following:

1. Man stellt eine saure (pH 3 bis 5) wäßrige Lösung des Reagens her. so daß der lister zu der entsprechenden Silanolverbindung hydrolysiert wird. Ein geeignetes chromatographisches Substrat wird in die Lösung eingebracht und überschüssige Flüssigkeit abfiltriert. Das Gemisch wird zunächst auf Temperaturen unter 100°C erhitzt, um die Polykondensation einzuleiten, und dann erhitzt man weiter, um die Umsetzung mit der Substratoberfläche durchzuführen und die Polykondensation zu der polymeren organischen Phase zu vervollständigen.1. Prepare an acidic (pH 3 to 5) aqueous solution of the reagent. so that the lister becomes the appropriate Silanol compound is hydrolyzed. A suitable chromatographic substrate is added to the solution introduced and excess liquid filtered off. The mixture is first to temperatures below Heated to 100 ° C to initiate the polycondensation, and then heated to continue the reaction with the Carry out substrate surface and the polycondensation to the polymeric organic phase to complete.

2. Der Kieselsäureester wird durch Verdampfen aus einem geeigneten flüchtigen Lösungsmittel auf das chromatographische Substrat aufgebracht. Dann wird der Ester hydrolysiert und vorpolykondensiert, indem man feuchte Luft oder Wasserdampf durch den beschichteten Träger leitet. Anschließend erfolgt die Umsetzung mit der Oberfläche and die Polykondensation durch Erhitzen.2. The silicic acid ester is removed by evaporation from a suitable volatile solvent applied chromatographic substrate. Then the ester is hydrolyzed and prepolycondensed by humid air or water vapor is passed through the coated carrier. Then the Reaction with the surface and the polycondensation by heating.

3. Der in einem flüchtigen, nicht-reaktionsfähigen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, enthaltene Kieselsäureester wird durch Zusatz von wäßriger Salzsäure und Erhitzen des Gemisches auf Rückflußtemperatur hydrolysiert und vorpolykondensiert. Zu dieser Lösung wird das Substrat zugesetzt. Dann wird das flüchtige organische Lösungsmittel bei niedriger Temperatur durch Vakuumdestillation abgetrieben. Man setzt Toluol. Xylol oder ein anderes geeignetes Lösungsmittel in großem Überschuß /u dem nassen Pulver zu und destilliert das azeoirope Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel kontinuierlich ab. bis die Umsetzung und die Polykondensation vollständig ist.3. The silicic acid ester contained in a volatile, non-reactive solvent such as tetrahydrofuran is made by adding aqueous hydrochloric acid and heating the mixture to reflux temperature hydrolyzed and prepolycondensed. The substrate is added to this solution. Then that becomes fleeting Organic solvents driven off at low temperature by vacuum distillation. One sets Toluene. Xylene or another suitable solvent in large excess / u to the wet powder and the azeoirope mixture of water and solvent is continuously distilled off. until implementation and the polycondensation is complete.

4. Zur Knllcrnung des Wassers, welches bei diesen Reaktionen die treibende Kraft ist kann man sieh auch chemischer Mittel bedienen. Durch Zusatz von Reagenzien, die leicht miii Wasser re.igieren. wie Dimethox in ypropan. führt man die gewünschte Vorpolykondensation. die llmsei/umg mit der Subsiraioberfliiche und die anschließende Polykondensation herbei.4. One can also see how the water crystallizes, which is the driving force in these reactions use chemical means. By adding reagents that react easily with water. like Dimethox in ypropan. the desired prepolycondensation is carried out. the llmsei / umg with the subsurface and the subsequent polycondensation.

Zum Schluß kann man sich der Extraktion bedienen, um alles etwaige Silan zu entfernen, das sich nicht an-Ms Substrat gebunden hat. Die in dieser Verfahrenssiufe verwendeten Lösungsmittel sollen ein gewisses Lösungsvermögen für das ungebundene Polykondensat aufweisen, weil dadurch gewährleistet wird, daß das noch auf dem Substrat hinterbleibende Polykondensat tatsächlich chemisch an das Substrat gebunden ist.Finally, extraction can be used to remove any silane that does not attach to-Ms Has bound substrate. The solvents used in this stage of the process should have a certain dissolving power for the unbound polycondensate, because this ensures that it is still on the polycondensate remaining on the substrate is actually chemically bonded to the substrate.

Bei den Verfahrensstufen der Vorpolykondensation, der Umsetzung und der Polykondensation können auch Gemische aus verschiedenen Arten von Silanmolckülen verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich stationäre Phasen herstellen, die »Gemische« aus verschiedenen Eigenschaften aufweisen und sich deshalb für besondere Trennvorgänge eignen.In the process stages of the prepolycondensation, the reaction and the polycondensation can also Mixtures of different types of silane molecules can be used. In this way you can be stationary Produce phases that have "mixtures" of different properties and are therefore suitable for special Separation processes are suitable.

Eine besonders wertvolle Art von »Gemisch« ist ein solches, das den Grad der Vernetzung beim Polykondensationsverfahren steuert. Packungen für die Gaschromatographie müssen im allgemeinen eine hochgradig vernetzte Struktur haben, damit das Polykondensat die beste Beständigkeit bei hohen Temperaturen aufweist. Umgekehrt sollen Packungen für die Flüssigkeitschromatographie eine weniger stark vernetzte polymere Phase aufweisen. Dieser niedrigere Vernetzungsgrad ermöglicht eine bessere Durchdringung des Trägers und ein besseres Eindringen des gelösten Stoffes in die solvatisierte polymere Struktur. Die ehemisch gebundenen stationären Phasen weisen auch insofern besondere chemische und physikalische Eigenschaften auf, als sie in gewissen Lösungsmitteln quellen und gelatinöse, geordnete Strukturen bilden, die als selektive stationäre Gelphasen wirken. wiA particularly valuable type of "mixture" is one that controls the degree of crosslinking in the polycondensation process. Packings for gas chromatography must generally have a highly crosslinked structure so that the polycondensate has the best resistance at high temperatures. Conversely, packings for liquid chromatography should have a less strongly crosslinked polymeric phase. This lower degree of crosslinking enables better penetration of the carrier and better penetration of the solute into the solvated polymeric structure. The previously bound stationary phases also have special chemical and physical properties insofar as they swell in certain solvents and form gelatinous, ordered structures that act as selective stationary gel phases. w i

Das Ausmaß der Vernetzungsreaktion wird durch Zusatz von üialkoxysilicaten der allgemeinen FormelThe extent of the crosslinking reaction is determined by adding alkoxysilicates of the general formula

R'R '

Si-^OR)1 R"Si- ^ OR) 1 R "

zu den üblichen Trialkoxysilicaten der allgemeinen Formel R — Si (OR')j beeinflußt. Durch Zusatz von Dialkoxysilicaten bei der Reaktion wird das Ausmaß der Vernetzung erheblich herabgesetzt, da die andere, an das Siliciumatom gebundene Gruppe (R") an der Polymerisation nicht teilnimmt. Durch den Zusatz der modifizierenden funktionellen Gruppe R" kann man der gebundenen Phase auch vorteilhafte physikalische und chemisehe Eigenschaften verleihen.to the usual trialkoxysilicates of the general formula R - Si (OR ') j. By adding dialkoxysilicates in the reaction, the extent of the crosslinking is considerably reduced, since the other, to the Silicon atom-bonded group (R ") does not take part in the polymerization. By adding the modifying functional group R ″ can also have advantageous physical and chemical properties in the bonded phase Give properties.

Wie sich aiii den nachstehenden Ausführungsbeispielen ergibt, hängt die Reaktion der Silicate mit der Substratoberfläche sehr stark von der Menge dieser Reagenzien ab. Daher ist es durch Steuerung der anfänglichen Mengen dieser Reagenzien möglich, die Dicke des sich auf der Substratoberfläche bildenden Films aus der chemisch gebundenen stationären Phase zu steuern. Wenn man z. B. eine selektive Adsorption durchführen will,As can be seen from the following exemplary embodiments, the reaction of the silicates with the The substrate surface depends very much on the amount of these reagents. Hence it is by controlling the initial Quantities of these reagents possible, the thickness of the film that forms on the substrate surface from the chemically bound stationary phase to control. If you z. B. wants to carry out a selective adsorption,

ίο kann man einen monomolekularen Film herstellen. Bei der üblichen Verteilungschromatographie verwendet man jedoch ein Substrat mit einer polymolekularen Schicht.ίο you can make a monomolecular film. Used in common partition chromatography however, one has a substrate with a polymolecular layer.

Im letzteren Falle besteht die polymere stationäre Phase im Grunde aus einem dreidimensionalen porösen Netz von wiederkehrenden funklionellen Gruppen mit Silanstruktur.die durch eineIn the latter case, the polymeric stationary phase basically consists of a three-dimensional porous one Network of repeating functional groups with a silane structure

M — O —Si-BindungM - O - Si bond

chemisch an die Trägeroberfläche gebunden sind. F.in scheniatischer Querschnitt durch eine solche poröseare chemically bound to the carrier surface. F. in a Scheniatischer cross-section through such a porous

jo polymere Struktur ist in F i g. 2 dargestellt, in der das Substrat mit 20. die chemisch gebundene stationäre !'hase mit 2!. ein Teil des Polykon.densats ml! 22 und die Poren mit 23 bezeichnet sind. F i s. 3 erläutert schematisch die neuartige Struktur eines Stückes des Polykondcnsats 22.The polymer structure is shown in FIG. 2, in which the substrate with 20. the chemically bound stationary! 'Hase with 2 !. part of the Polykon.densat ml! 22 and the pores are designated by 23. FIG . 3 schematically explains the novel structure of a piece of the polycondensation 22.

Diese chemisch gebundene organische Pha^e weist eine mittlere Dicke von JO bis 10 000 A. vorzugsweise von 50 bis 2000 A. auf. Dieser bevorzugte Bereich umfaßt Dicken, die ausreichen, um die gewünschten chromatographischen Wechselwirkungen zu gewährleisten, aber nicht so groß sind, daß der Wirkungsgrad der chromatographischen Säule infolge des Widerstandes gegen die Massenübertragung des gelösten Stoffes in der polymeren Phase beeinträchtigt wird. Das Volumen der gebundenen sta.ionären Phase soll zu etwa 20 bis 95% und vorzugsweise zu 35 bis 75% aus Poren bestehen. Das Polykondensat soll so porös sein, daß es von der Trägerphase und den Komponenten der Probe durchdrungen werden kann, es soll aber auch genügend vernetzt sein, um zu gewährleisten, daß es die erforderliche mechanische und chemische Beständigkeit aufweist.This chemically bound organic phase has an average thickness of JO to 10,000 A. preferably of 50 to 2000 A. This preferred range includes thicknesses sufficient to achieve the desired chromatographic Ensure interactions, but not so great that the efficiency of the chromatographic Column due to the resistance to mass transfer of the solute in the polymer Phase is impaired. The volume of the bound stationary phase should be around 20 to 95% and preferably consist of 35 to 75% pores. The polycondensate should be so porous that it is of the Carrier phase and the components of the sample can be penetrated, but it should also be sufficiently crosslinked to ensure that it has the required mechanical and chemical resistance.

Gewöhnlich ist in der Chromatographie das Substrat ein aus Einzclteilchen bestehender Träger. Diese Teilchen sind mit der stationären Phase überzogen und in Säulen gepackt. Gemäß der Erfindung wird diese stationäre Phase chemisch an die Trägerteiichen gebunden, die dann in der üblichen Weise in Säulen gepackt werden. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Formen der Chromatographie anwendbar. Die stationäreUsually in chromatography the substrate is a particulate carrier. These Particles are coated with the stationary phase and packed in columns. According to the invention this stationary phase chemically bound to the carrier parts, which are then packed in columns in the usual way will. However, the invention is also applicable to other forms of chromatography. The stationary

j', Phase kann an ein Substrat aus Kieselsäuregel gebunden werden. Wenn man eine Kapillarrohre ohne teilchenförmigen Träger als Säule verwendet, kann die stationäre Phase direkt an die Säulenwandung selbst gebunden werden.j ', phase can be attached to a silica gel substrate. If you have a capillary tube without particulate When the carrier is used as a column, the stationary phase can be bound directly to the column wall itself will.

Die Stoffe der gebundenen Phase eignen sich auch für die »Flüssigkeitsverieilungsw-Dünnschichtchromatographie. Dieses Verfahren besteht darin, daß man ein geeignetes Pünnschichtadsorptionsmittel. wie feinteiliges Kieselsäuregel (mit Teilchengrößen von 5 bis 10 μιη) oder feinteilige Diatomeenerde, mit einem der gebundenen Polykondensate beschichtet. Dieses chroniatographiseh aktive Material wird in der üblichen Art in dünnen Schichten auf Planen aulgetragen. Die Platten sind gewöhnlich Hache Glasplatten: man kann aber auch andere Stoffe und Formen verwenden. Gemische der zu untersuchenden Verbindungen weiden dann auf diese Diinnschichtplatlen aufgetupft und entwickelt, wobei man sich der üblichen Verfahren für die auf Flüssigkeitsadsorption beruhende Dünnschichtchromalographie bedient. Diese Methode ermöglicht die Durchführung der Dünnschichichromatographic an verhältnismäßig unlöslichen Verbindungen mit polaren Lösungsmitteln in einer Flüssig-flüssig-Verteilungsarbeitsweise. Die Methoden der Flüssig-flüssig-Diinnsehichtchromatographie sind im allgemeinen schwierig, und chromatographischc Trennungen von schwer löslichen Verbindungen nach der Flüssig-flüssig-Verteüungsmethode sind im allgemeinen ohne Verwendung einer chemisch gebundenen stationären Phase unmöglich.The substances in the bonded phase are also suitable for liquid distribution thin-layer chromatography. This method consists of having a suitable thin film adsorbent. like fine-grained Silica gel (with particle sizes of 5 to 10 μm) or finely divided diatomaceous earth, with one of the bound Polycondensate coated. This chroniatographically active material is thin in the usual way Layers carried out on tarpaulin. The plates are usually flat glass plates: others can be used Use fabrics and shapes. Mixtures of the compounds to be examined then graze on these thin-layer plates spotted and developed, following the usual procedures for on liquid adsorption based thin-layer chromatography. This method enables thin-layer chromatography to be carried out of relatively insoluble compounds with polar solvents in a liquid-liquid partition procedure. The methods of liquid-liquid thin-layer chromatography are im generally difficult, and chromatographic separations of poorly soluble compounds according to the Liquid-liquid dispersion methods are generally without the use of a chemically bound stationary one Phase impossible.

Bei der Flüssigkeitschromatographie bietet die Verwendung von Packungen mit gebundenen stationären Phasen weitere verfahrenstechnische Vorteile gegenüber der Verwendung von Säulen mit den herkömmlichen mechanisch festgehaltenen flüssigen Phasen. Maxima können gesammelt und der betreffende Bestandteil kann leicht für die weitere Kennzeichnung isoliert werden, indem man einfach das flüchtige Trägersystem zumIn liquid chromatography, the use of packings with bound stationary Phases further procedural advantages over the use of columns with the conventional mechanically retained liquid phases. Maxima can be collected and the component in question can Can be easily isolated for further identification by simply adding the volatile carrier system to the

v> Verdampfen bringt. Dies ist möglich, weil die Probe nicht durch eine weniger flüchtige stationäre Phase verunreinigt ist. die bei den üblichen Flüssig-flüssig-Systemcn gewöhnlich in solchen Mengen vorhanden ist. daß der Träger mit ihr gesättigt ist. Ferner ist es praktisch, den Ablauf von dem Detektor zur weiteren Verwendung ohne eine Behandlung im Kreislauf in den Vorratsbehälter zurückzuführen, da der Träger nicht mit einer stationären Phase ins Gleichgewicht gebracht zu werden braucht.v> evaporation brings. This is possible because the sample does not have a less volatile stationary phase is contaminated. which is usually present in such quantities in the usual liquid-liquid systems. that the wearer is saturated with it. It is also convenient to keep the drain from the detector for further use returned to the reservoir without a treatment in the circuit, since the carrier does not have a stationary phase needs to be brought into equilibrium.

1,1! Packungen mil chemisch gebundenen stationären Phasen siiul ideal für die Gradientenelution und für strömung'.programmierte ilüssigkeit.schromatographische Trennungen. Polarität und Strömungsgeschwindigkeit des Trägcrlosungsmiitcls können während einer Analyse stufenweise oder kontinuierlich geändert w erden, ohne die Säule zu schädigen. So ist es möglich, eine Probe aus Bestandteilen mit sehr unterschiedlichen Veitoilungsvcrhülliiisscii in einem ein/igen chronialographiseheii Vorgang so zu chromalographiercn. daU alle Bestandteile1.1! Packings with chemically bound stationary phases are ideal for gradient elution and for flow programmed Liquid chromatographic separations. Polarity and flow velocity of the carrier solution can be changed gradually or continuously during an analysis, w ithout damaging the column. It is thus possible to produce a sample from components with very different Veitoilungsvcrhülliiisscii to be chromalographed in a single chronialographical process. that all components

tr, der Probe eluiert weiden. Die »Regenerierung« der Packung mil der gebundenen Phase nach einer Gradientenelution Iii 1.11 sich leicht bewerkstelligen.tr, the sample eluted graze. The "regeneration" of the packing with the bound phase after a gradient elution III 1.11 can be done easily.

Beispiel 1example 1

Herstellung einer »Äther«/»Trager Z«-
Packung für Flüssigkeitschromatographie
Production of an »ether« / »carrier Z« -
Packing for liquid chromatography

25 g Träger Z (siehe oben) mit Teilchengrößen von weniger als 40 um und 150 ml konzentrierte Salpetersäure werden in einem 250 ml fassenden Becherglas 2 Std. unter gelegentlichem Umrühren auf dem Dampfbad erhitzt Der so erhaltene Träger wird durch wiederholtes Aufschlämmen in destilliertem Wasser säurefrei gewaschen. Dann wird das Material auf einer Glasfritten-Vakuumnutsche an der Luft getrocknet und 1 Std. im Umluftofen auf 125°C erhitzt.25 g of carrier Z (see above) with particle sizes of less than 40 µm and 150 ml of concentrated nitric acid are heated in a 250 ml beaker for 2 hours on the steam bath, stirring occasionally The carrier obtained in this way is washed acid-free by repeated suspension in distilled water. Then the material is air-dried on a glass frit vacuum suction filter and in a convection oven for 1 hour heated to 125 ° C.

Ein 100-ml-Rundkolben wird mit 25 ml frischem Tetrahydrofuran (Reagensgütegrad), 6,65 ml einer Lösung von /-Glycidoxypropyltrimethoxysilan in Tetrahydrofuran von einer Konzentration von 50 mg/ml und 0,75 ml 0,01-normaler Salzsäure beschickt Dieses Gemisch wird 30 min gelinde am Rückflußkühler erhitzt. Dann wird das Hydrolysegemisch zu 25 g des mit Säure behandelten Träger Z in einer flachen Eindampfschale zugesetzt. Das flüchtige Lösungsmittel wird unter Rühren des Gemisches unter einem langsamen Stickstoffstrom abgedampft. Das hinterbleibende trockene Pulver wird 1 Std. im Umluftofen auf 125°C erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Gemisch in einen 500-ml-Rundkolben überführt, der 1501 Dioxan enthält. Dieses Gemisch wird 30 min unter gelindem Rühren auf Rückflußtemperatur erhitzt. Nach dem Dekantieren des Lösungsmittels von dta; Träger setzt man 150 ml Methanol von Reagensgütegrad zu dem Kolben zu. Das so erhaltene Gemisch wird 10 min auf Rückflußtemperatur erhitzt. Man dekantiert das Lösungsmittel, setzt weitere 150 ml absolutes Methanol zu und erhitzt das Gemisch wieder !Omin auf ROckfkiß'.enipenUur. Das Lösungsmittel wird wieder dekantiert und der hinterbleibendc Träger an der Luft auf einer Glasfritiennutsehc getrocknet. Dann wird der Träger 30 minim Umluftofen bei 125"CgCIrOCkIiCl.A 100 ml round bottom flask is filled with 25 ml of fresh tetrahydrofuran (reagent grade), 6.65 ml of a solution of / -glycidoxypropyltrimethoxysilane in tetrahydrofuran at a concentration of 50 mg / ml and 0.75 ml 0.01 normal hydrochloric acid charged. This mixture is heated gently under the reflux condenser for 30 minutes. Then it will be the hydrolysis mixture was added to 25 g of the acid-treated carrier Z in a shallow evaporation dish. The volatile solvent is evaporated while stirring the mixture under a slow stream of nitrogen. The dry powder that remains is heated to 125 ° C. in a convection oven for 1 hour. After cooling down the mixture is transferred to a 500 ml round bottom flask containing 150 liters of dioxane. This mixture is 30 min heated to reflux temperature with gentle stirring. After decanting the solvent from dta; Support is added to 150 ml reagent grade methanol to the flask. The mixture thus obtained is Heated to reflux temperature for 10 min. The solvent is decanted and a further 150 ml absolute Methanol is added and the mixture is heated again! The solvent will again decanted and the remaining carrier dried in the air on a glass frying nutshell. Then the Carrier 30 minimally convection oven at 125 "CgCIrOCkIiCl.

Die in einem handelsüblichen Gerät durchgeführte Elementaranalyse der so erhaltenen, gebundenen »Äther«-Phase zeigt einen Kohlenstoffgehalt von 035 und 033% und einen Wasscrstoffgehalt von 0.062 und 2=> 0,063%. Unter der Annahme, daß sich die Reaktion in der unten angegebenen Form abspielt, zeigen die Ergebnisse der Elementaranalyse, daß sich auf dem Träger Z 0.77% Polymerisat befinden, was 88% der Theorie entspricht.The elemental analysis of the bound in this way carried out in a commercially available device "Ether" phase shows a carbon content of 035 and 033% and a hydrogen content of 0.062 and 2 => 0.063%. Assuming that the reaction takes place in the form given below, show the Results of the elemental analysis that there are 0.77% polymer on the carrier Z, which is 88% of theory is equivalent to.

(C2HsO)5-Si-(CH2)JO-CH2CH — CH2 (C 2 HsO) 5 -Si- (CH 2 ) JO-CH 2 CH - CH 2

OHOH

H2O(H+) 1 I /°\ > —Si —OH + HO-Si-Si(CHj)3-O-CH2CH — CH2 H 2 O (H + ) 1 I / ° 1> - Si - OH + HO - Si - Si (CHj) 3 - O - CH 2 CH - CH 2

0 OH0 OH

—Si —OH—Si —OH

-H3O-H 3 O

—Si —0 ——Si —0 -

O — Si—OHO-Si-OH

Si-(CHj)3-O-CH2-CH -CH2 Si (CHj) 3 -O-CH 2 -CH -CH 2

-H2O-H 2 O

— Si —O O- Si - O O

— -Si (CH2),-- -Si (CH 2 ), -

-Si- oder-Si- or

OH 0-CH2-CH-CH2 OH 0-CH 2 -CH-CH 2

5 —Si—G —5 —Si — G -

O —Si—OHO — Si — OH

0 OH0 OH

Si-(CHa-O-CH2-CH-CH2-O-Si- (CHa-O-CH 2 -CH-CH 2 -O-

Mit dem Abtastelekironenmikroskop hergestellte Aufnahmen dieses Materials mit der gebundenen Phase zeigen keine Unterschiede gegenüber dem als Ausgangsmaterial verwendeten. unDeschichteten Träger Z, wor-15 aus sich ergibt, daß das Silan mit der MikroteilchenoberflLche reagiert hat und die dabei entstandene stationäre Phase die Poren nicht verstopft.Images of this material with the bound phase produced with the scanning electron microscope show no differences compared to the one used as the starting material. uncoated carrier Z, wor-15 This shows that the silane has reacted with the microparticle surface and the resulting stationary Phase does not clog the pores.

Die Porosität der polymeren stationären Phase selbst ergibt sich aus Bestimmungen der spezifischen Oberfläche des Trägers Z. der mit den folgenden Mengen an gebundener »Äthcr«-Phase überzogen ist:The porosity of the polymeric stationary phase itself results from determinations of the specific surface of the carrier Z. which is coated with the following amounts of bound "ether" phase:

SjKv.ifi.itiic Oberfläche.SjKv.ifi.itiic surface.

ff Unbeschichtetcr Träger Z 1.0ff Uncoated carrier Z 1.0

1 y> 0.38% »Äther« 0.111 y> 0.38% "ether" 0.11

^I I.Iä% »Äther« 0.19^ I I.Iä% "ether" 0.19

I I,b5% »Äther« 0.42I I, b5% "ether" 0.42

% Die rasche Abnahme der spezifischen Oberfläche, die auftritt, wenn Träger Z mil einer geringen Menge % The rapid decrease in specific surface area that occurs when Carrier Z is in a small amount

si JO Polykondensat beschichtet wird, spricht dafür, daß das Polykondensat zunächst in den Poren zwischen densi JO polycondensate is coated indicates that the polycondensate is initially in the pores between the

I Mikroteilcheii reagiert. Der Anstieg der spezifischen Oberfläche, der dann auftritt, wenn die Menge des an denI microparticle reacts. The increase in the specific surface area that occurs when the amount of the

I Träger gebundenen Polykondnsats sich vergrößert, zeigt an. daß die gebundene stationäre Phase tatsächlichI carrier-bound polycondensation increases, indicates. that the bound stationary phase actually

% porös ist. Ferner Iä3t sich die stationäre Phase nicht mit siedenden organischen Lösungsmitteln extrahieren, die % is porous. Furthermore, the stationary phase cannot be extracted with boiling organic solvents

'i| normalerweise ein beträchtlich.- Lösungsvermögen für das Polykondensat haben würden, woraus folgt, daß das'i | would normally have a considerable dissolving power for the polycondensate, from which it follows that the

;| J5 Polykondensat mit der Träger-Z-Oberfläche reagiert hat.; | J5 polycondensate reacted with the carrier Z surface.

% Eine typische chromatographische Trennung unter Verwendung einer Träger Z-Packung mit gebundener % A typical chromatographic separation using a carrier Z-packing with bound

';; »Äther«-Phase ist in Fig. 4 dargestellt. Dieses Gemisch aus aromatischen Suifonamiden wurde in 6.5 min in';; The "ether" phase is shown in FIG. This mixture of aromatic sulfonamides was converted into

r| einer 1 m langen und 2.1 mm weiten Säule unter Verwendung von 5% Chloroform in Hexan als Träger bei 27"Cr | a 1 m long and 2.1 mm wide column using 5% chloroform in hexane as support at 27 "C

I bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,66 cmj/min. einem Säulencinlaßdruck von 59.3 bar und einer Emp-I at a flow rate of 2.66 cm j / min. a column inlet pressure of 59.3 bar and a receiving

fij 40 findlichkeit des Ultraviolettdetektors von 0.05 Extinktion (Bereichsendwert) getrennt. Die hierbei verwendciefij 40 sensitivity of the ultraviolet detector separated from 0.05 extinction (full-range value). The here used

•| Vorrichtung ist in einer Arbeit von Joseph J. Kirkland in »journal of Chromatographie Science«. Band 7 (19b9).• | Device is in a work by Joseph J. Kirkland in "journal of Chromatography Science". Volume 7 (19b9).

>M Seite 7, beschrieben. > M page 7.

:K Die Säule mit der gebundenen »Äther«-Phasc. die zur Trennung dieser Sulfonamide verwendet wird, wird: K The column with the bound »ether« -Phasc. which is used to separate these sulfonamides is

% durch das Chloroform in dem Träger nicht beeinträchtigt. Wenn diese Trennung in der bisher üblichen Weise % not affected by the chloroform in the vehicle. If this separation in the usual way

:i| t5 vorgenommen worden wäre, würde das polare Lösungsmittel ein erhebliches Lösungsvermögen für die stationä-: i | t5 had been made, the polar solvent would have a significant solvent power for the stationary

fif re Flüssigkeit gehabt haben, woraus sich die Notwendigkeit einer Vorsättigung des Trägers mit der stationärenfif re liquid, from which the need for presaturation of the carrier with the stationary

j! Phase und der Verwendung einer eine Packung mit der stationären Phase enthaltenden Säule zum vorherigenj! Phase and the use of a column containing a packing with the stationary phase to the previous one

"% Insgleichgcwichtbringen ergeben hätte. Bei Verwendung der Säule mit der gebundenen Phase ist keine dieser "% Balance. If the column is used with the bound phase, none is

p Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.p Precautions required.

fjf 50 Die Säule mit der gebundenen »Äthcr«-Phase erweist sich bei hohen Trägergeschwindigkeiten als stabil. Diefjf 50 The column with the bound "ether" phase proves to be stable at high carrier speeds. the

% Säule wurde bei einer linearen Trägergeschwindigkeit von 20.8 cm/sec (Säulencinlaßdruck 206 bar betrieben, % Column was operated at a linear carrier speed of 20.8 cm / sec (column inlet pressure 206 bar,

Pf ohne daß sich bei der nachfolgenden Verwendung irgendeine Änderung in den chromatographischen Eigcn-Pf without any change in the chromatographic properties in subsequent use.

"4 schäften bemerkbar gemacht hätte. Herkömmliche Säulen zur Flüssig-flüssig-Chromatographie lassen sich nur "4 shafts noticeable. Conventional columns for liquid-liquid chromatography can only be

]H mit äußerster Schwierigkeit in ihrem Zustand aufrechterhalten, weil die sich bei diesen Strömungsgeschwindig- ] H can be maintained in their state with extreme difficulty, because at these flow velocities the

i i 55 keiten entwickelnden hohen Scherkräfte zum Verlust an stationärer flüssiger Phase aus der Packung führen.The high shear forces that develop lead to the loss of the stationary liquid phase from the packing.

• Der Wirkungsgrad der trockengepackten Säule mit der gebundenen »Älher«-Phase ist nahezu gleichwertig• The efficiency of the dry-packed column with the bound »ether« phase is almost equivalent

■ demjenigen von vergleichbaren Säulen für die Flüssig-flüssig-Chromatographie. die mechanisch festgehaltene■ that of comparable columns for liquid-liquid chromatography. the mechanically held one

.; stationäre Phasen enthalten..; stationary phases included.

F i g. 5 zeigt Vergleichskurven für die Beziehung zwischen der theoretischen Bodenhöhe (Trennstufenhöhe)F i g. 5 shows comparison curves for the relationship between the theoretical floor height (separation step height)

;.'; hi HIi1I tier linearen Triigci^oschwimligkoii für zwei Säulen, die uns den gleichen anfänglichen Trägern Z mit;. '; hi HIi 1 I tier linear Triigci ^ oschwimligkoii for two columns that give us the same initial beams Z with

Teilchengrößen von Π bis 44 μιιι hergestellt sind. Die eine Säule enthält I"/» mechanisch festgehaltenes/Particle sizes from Π to 44 μιιι are made. One column contains I "/» mechanically held /

,y-Oxydipropionitril als stationäre !'hase, während die andere 0.44% »Äther« in der gebundenen Phase enthüll."y-Oxydipropionitrile as stationary!" hase, while the other reveals 0.44% "ether" in the bound phase.

Die Werte der theoretischen Bodeiihölie für die Säule mit der gebundenen Phase sind etwas höher als diejenigen für die herkömmliche fliissig-fliissig-ehmmiilographisehc Säule, wenn man Acetophenon und Benzylalkohol alsThe theoretical body values for the column with the bound phase are slightly higher than those for the conventional liquid-liquid-ehmmilographic column, if acetophenone and benzyl alcohol are used as

ii'> gelöste Stoffe verwendet, von denen Acetophenon wesentlich verzögert und lien/ylalkohnl mälJit.' /urüekgL-hiil-ii '> used dissolved substances, of which acetophenone is significantly delayed and lien / ylalkohnl malJit.' / urüekgL-hiil-

\ ten wird. \ ten will.

Nachdem die ursprünglichen Werte für die theoretische Boclenhöhe erhallen worden wiircn, wurde die Säule mil der gebundenen »Ätherc-I'hase bei Kinlaf.idrücken bis zu 54 3.2 har und linearen TrägcrgeschvvindigkcitcnAfter the original values for the theoretical bowl height were obtained, the column was With the bound ether phase at kinetic pressure up to 54 3.2 har and linear carrier velocities

)is 40 cm/sec betrieben. Selbst unter diesen extremen Bedingungen zeigte die Säule kaum eine Ik-einträehti- ;ung. was sich aus den mit 25 bezeichneten Punkten der Kurven der I" i g. 5 ergibt. Das Arbeiten mit herkömmli- :hen fli'issig-flQssig-chromatographischen Säulen bei Trägergeschwindigkeiten von 40 cni/sec ist sehr schwierig, .veil es dabei zu Verlusten an der mechanisch festgehaltenen stationären Phase kommt.) is operated 40 cm / sec. Even under these extreme conditions, the column showed hardly any Ik-infiltration ; approx. which results from the points marked with 25 on the curves of I "i g. 5. Working with conventional : It is very difficult to use liquid-liquid-chromatographic columns at carrier speeds of 40 cni / sec. .veil this leads to losses of the mechanically retained stationary phase.

Der besondere Wert der gebundenen »Äthcr«-Phase für flussigkeitschromatographische Trennungen ergibt ·ΐ iich ferner aus Fig. 6. Das hier angegebene synthetische Gemisch aus Thiohydroxamaten wurde in einer 1 m angen. 2,1 mm weiten Säule mit Träger Z mit Korngrößen von 37 bis 44 μιπ mit einem Gehalt von 0.94% an gebundener »Äther«-Phase bei 27°C mit 10% Chloroform in Hexan als Träger getrennt. Durch herkömmliche Flüssig-flüssig-Chromatographie lassen sich diese Verbindungen wegen ihrer Polyfunktionalität und ihrer hohen Polarität schwer voneinander trennen. Sie werden von den meisten herkömmlichen stationären Phasen stark to zurückgehalten und erfordern einen polaren Träger, um sie in einer praktisch in Betracht kommenden Zeitspanne zu elüieren. Die Löslichkeit der stationären Phase in diesem schnell wandernden polaren Träger macht es äußerst schwierig, die Leistung einer solchen Säule konstant zu halten. Bei Verwendung der Packung mit der gebundenen »Äther«-Phassr gibt es keine derartigen Schwierigkeiten, und man kann Träger von jeder beliebigen Polarirät verwenden, um hochgradig polare Verbindungen zu chromatographieren.The special value of the bound »ether« phase for liquid chromatographic separations results in · ΐ iich also from Fig. 6. The synthetic mixture of thiohydroxamates given here was in a 1 m Approx. 2.1 mm wide column with carrier Z with grain sizes from 37 to 44 μιπ with a content of 0.94% Bound "ether" phase separated at 27 ° C with 10% chloroform in hexane as a carrier. By conventional Liquid-liquid chromatography classifies these compounds because of their polyfunctionality and their high level Difficult to separate polarity. They are strongly affected by most conventional stationary phases retained and require a polar carrier to take them to a convenient length of time to elute. The solubility of the stationary phase in this rapidly migrating polar carrier makes it extremely difficult to keep the performance of such a column constant. When using the package with the bound "ether" -Phassr there are no such difficulties, and one can wear any one Use polar device to chromatograph highly polar compounds.

Beispiel 2Example 2

Herstellung einer gebundenen »//-Cyan-Production of a bound »// - cyan

äthyl«-/»Träger Z«-Phaseethyl "/" carrier Z "phase

25 ml Dioxan von Reagensgütegrad 5,5 ml e":aer Lösung von /-Cyanäthyltriäthoxysilan in Dioxan l.iit einer Konzentration von 70 mg/ml und 2 ml 0,1 -normale Salzsäure werden in einem 250-m!-Rundkolben gemischt und 1 Std. am Rückflußkühler erhitzt. Das hydrolysiert Gemisch wird auf 25 g (wie oben beschrieben, mit Säure gewaschenen) Träger Z mit Korngrößen unterhalb 37 μΓΠ gegossen und das Lösungsmittel unter ständigem Umrühren unter dem Strom eines Warmluftgebläses abgetrieben. Das trockene Pulver wird 1 Std. im Umluftofen auf 150°C erhitzt. Das behandelte Material wird in einen 500-ml-Rundkolben überführt und 15 min mit 200 ml absolutem Methanol auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das etwas trübe Lösungsmittel wird dekantiert und der Träger wieder mit 200 ml frischem absolutem Methanol 15 min auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das klare Lösungsmittel wird dekantiert und der Träger nochmals 15 min mit 200 ml frischem absolutem Methanol auf so Rückflußtemperatur erhitzt. Das klare Lösungsmittel wird wieder dekantiert und der behandelte Träger auf einer Glasfrittermuische getrocknet und 30 min im Umluftofen auf 1500C erhitzt.25 ml of dioxane of reagent grade 5.5 ml e ": aer solution of / -Cyanäthyltriäthoxysilan in dioxane 1.iit a concentration of 70 mg / ml and 2 ml of 0.1 normal hydrochloric acid are mixed in a 250-m! -Round flask and The hydrolyzed mixture is poured onto 25 g (as described above, washed with acid) carrier Z with grain sizes below 37 μΓΠ and the solvent is driven off with constant stirring under the current of a warm air blower. The dry powder is removed for 1 hour . Heated in a convection oven to 150 ° C. The treated material is transferred to a 500 ml round-bottomed flask and refluxed with 200 ml of absolute methanol for 15 minutes min heated to reflux. the clear solvent was decanted and the support for another 15 min with 200 ml of fresh absolute methanol to the reflux temperature so heated. the clear solvent w ird again decanted and dried, the treated support on a Glasfrittermuische and heated for 30 minutes in a convection oven at 150 0 C.

Bei der Elementaranalyse ergibt die gebundene Phase 0.230 und 0,232% Kohlenstoff, 0,032 und 0,034% Wasserstoff und 0.087 und 0.089% Stickstoff. Diese Werte zeigen, daß das Packungsmaterial 0.83% Siliconpolymerisat (berechnet auf Grund der unten angegebenen Struktur) enthält, was 90% der T heorie entspricht. Die r> Stickstoffadsorption (nach der Strömungsmethode) ergibt eine spezifische Oberfläche von 0.44 m-Vg.In the elemental analysis the bound phase gives 0.230 and 0.232% carbon, 0.032 and 0.034% Hydrogen and 0.087 and 0.089% nitrogen. These values show that the packing material is 0.83% silicone polymer (calculated on the basis of the structure given below), which corresponds to 90% of the theory. The r> Nitrogen adsorption (according to the flow method) gives a specific surface area of 0.44 m-Vg.

(CjH5O),—Si — CHjCHjCN(CjH 5 O), - Si - CHjCHjCN

ι ?H ι? H

H2O(H+) I I
> —Si —OH + HO-Si-CH2CH2CN
H 2 O (H + ) II
> -Si-OH + HO-Si-CH 2 CH 2 CN

I II I

OHOH

— Si—O-- Si — O-

O
Si-CH2CH2CN
O
Si-CH 2 CH 2 CN

-H,0-H, 0

Ein Beispiel für die Selektivität dieser Packung mit der gebundenen »Nilril«-Phise für die Flüssigkeitsciiroma- -:=, tographie ergibt sich aus F i g. 7. Dieses synthetische Gemisch aus verhältnismäßig unlöslichen substituierten Acetaniliden und Sulfonamiden wird in etwa 5 min bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit eines Gemisches aus gleichen Teilen Isopropylchlorid und Hexan zerlegt. Der Wert dieses sehr stark polaren Trägers bei der herkömmlichen Flüssig-flüssig-Chromatographie ist in Anbetracht seiner hochgradigen Mischbarkeit mit den meisten flüssigen stationären Phasen fraglich, Es ist bemerkenswert, aaß diese Packung mit dem chemisch t>o gebundenen Nitrit Verbindungen, die Wasserstoffbindungen eingehen können, selektiv zurückhält. Verbindungen mit sauren — NH2-Gruppen werden besonders verzögert, und gewisse substituierte Phenole, wie 4-Acetamidophenol. werden ebenfalls hochgradig zurückgehalten.An example of the selectivity of this packing with the bound "Nilril" phase for liquid sciroma -: =, tography is shown in FIG. 7. This synthetic mixture of relatively insoluble substituted acetanilides and sulfonamides is broken down into a mixture of equal parts of isopropyl chloride and hexane in about 5 minutes at a high flow rate. The value of this very strongly polar carrier in conventional liquid-liquid chromatography is questionable in view of its high degree of miscibility with most liquid stationary phases.It is noteworthy that this packing with the chemically bound nitrite ate compounds that can form hydrogen bonds , selectively withholds. Compounds with acidic - NH2 groups are particularly retarded, and certain substituted phenols such as 4-acetamidophenol. are also highly withheld.

Das Maximum für «-Cyanacetanilid in F i g. 7 hat bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 4,35 cm-Vmin eine theoretische Bodenhöhe von 1,89 mm, was 8.0 theoretischen Böden/sec (oder 4,ö effektiven Böden/sec) ent- b5 spricht Beim Betrieb mit einer linearen Trägergeschwindigkeit von 1 cm/sec oder weniger zeigt diese Säule für ähnliche gelöste Stoffe eiue theoretische Bodenhöhe von weniger als 1 mm.The maximum for «-cyanacetanilide in FIG. 7 has a flow rate of 4.35 cm-Vmin theoretical tray height of 1.89 mm, which equates to 8.0 theoretical trays / sec (or 4, ö effective trays / sec) b5 When operating at a linear carrier speed of 1 cm / sec or less, this column shows for similar solutes have a theoretical floor height of less than 1 mm.

Der Wirkungsgrad der llüssigkeitschromatographischen Säulen mit gebundener Phase hängt von der Art undThe efficiency of the liquid chromatographic columns with bound phase depends on the type and

der Polarität des verwendeten Trägers ab. Säulen mit einer Packung mit einer gebundenen »Nitril«-Phase zeigen bei Verwendung von Hexan als Träger einen schlechten Wirkungsgrad. Wenn jedoch die Polarität des Trägers erhöhl wird, steigt auch der Wirkungsgrad der Säule (gleiches Verteilungsverhältnis der gelösten Stoffe).the polarity of the carrier used. Columns with a packing with a bound "nitrile" phase show a poor efficiency when using hexane as a carrier. However, if the polarity of the If the carrier is increased, the efficiency of the column also increases (same distribution ratio of the dissolved Fabrics).

Beispiel 3Example 3

Herstellung einer gebundenen »F.ster«-/
»Träger Zw-Phase
Production of a bound »F.ster« - /
»Carrier Zw phase

IOIO

Ein 100 ml fassender Rundkolben wird mit 25 ml reinstem Dioxan. 2 ml 0,1-normaler Salzsäure und 4 ml einer Lösung vonv-Methacrylo.xy-propyltrimethoxysilan in Dioxan von einer Konzentration von 70 mg/ml beschickt. Das Gemisch wird I Std. gelinde am Rückflußkühler erhitzt. Dieses Hydrolysegemisch wird dann in einer flachen Abdampfschale zu 20 g Träger Z mit Korngrößen unter 37 μηι zugesetzt und das Lösungsmittel unter gelindemA 100 ml round bottom flask is filled with 25 ml of the purest dioxane. 2 ml of 0.1 normal hydrochloric acid and 4 ml of one Solution of v-methacrylo.xy-propyltrimethoxysilane in dioxane charged at a concentration of 70 mg / ml. The mixture is gently refluxed for 1 hour. This hydrolysis mixture is then in a flat Evaporation tray to 20 g of carrier Z with grain sizes below 37 μηι added and the solvent under mild

!■> Rühren unter dem Strom eines Warnilultgebläses abgetrieben. Dann wird das Gemisch I h im Umluftofen auf 150 C erhitzt. Der behandelte Träger wird in einen 500 ml-Rundkolben überführt, der 200 ml absolutes Methanol enthält. Das Gemisch wird 15 min auf Rückflußtemperatur erhitzt, das klare Lösungsmittel dekantiert und diese F.xirakiionsmcihode noch zweimal mit je 200 ml frischem absolutem Methanol wiederholt. Nach der iiriücn r.xtrükiir.n wire! (.!as Material auf einer Glnsiriüenniüsche abiüirier! ;::id :::'. der l.tif! geiriiekne!. Dann! ■> Stirring driven off under the current of a warning blower. The mixture is then heated to 150 ° C. in a forced-air oven for 1 hour. The treated support is transferred to a 500 ml round bottom flask containing 200 ml of absolute methanol. The mixture is heated to reflux temperature for 15 min, the clear solvent is decanted and this F.xirakiionsmcihode is repeated twice with 200 ml of fresh absolute methanol each time. After the iiriücn r.xtrükiir.n wire! (.! abiüirier the material on a glue line!; :: id ::: '. the l.tif! geiriiekne !. Then

:n wird der behandelte Träger 30 min bei 1 r>0 C im Umlufiofen getrocknet. : n the treated carrier is dried for 30 min at 1 r > 0 C in a convection oven.

Die Klementaranalvse der gebunden·.·!! »I-lsier«-1 'Imsc ergibt einen Kohlenstoffgehalt von 0.441% und einen Wasscrsioffgehalt von 0,077%, woraus folg!, daß sich 1.07'Vo Polymerisatphase der union angegebenen Zusammensetzung auf dem Träger befinden (was auf Grund der Kohlensioffanalyse %% der Theorie entspricht). Die spezifische Oberfläche des Produktes, bestimmt durch Sückstoffadsorption (nach der Strömungsmethode) beträgt 0,52 m-7g.The Klementaranalvse of the bound ·. · !! "I-lsier" -1 'Imsc gives a carbon content of 0.441% and a Hydrogen content of 0.077%, from which it follows that 1.07% of the polymer phase has the specified composition are on the carrier (which corresponds to %% theory based on the carbon analysis). the specific surface of the product, determined by nitrogen adsorption (according to the flow method) 0.52m-7g.

H2O(H+)H 2 O (H + )

— Si—(CH2),— OOC(CHj)=CH2 - Si - (CH 2 ), - OOC (CHj) = CH 2

OHOH

I II I

* —Si —OH + HO — Si— (CH2)J- OOC(CK3)=CHj
OH
* - Si - OH + HO - Si - (CH 2 ) J-OOC (CK 3 ) = CHj
OH

-H2O-H 2 O

—Si —O-—Si —O-

Si-(CH2)J-OOC(CHj)=CH2 OHSi- (CH 2) J-OOC (CHj) = CH 2 OH

Be is pi el 4Example 4

Herstellung einer gebundenen »Äthcr«- Phase für die GaschromatographieProduction of a bound "ether" phase for gas chromatography

vt 50 g Träger Z mil Korngrößen von 105 bis 149 μηι (durch Stickstoffadsorption bestimmte spezifische Oberfläche 0,46 m-7gj werden im Muffelofen 1 Std. auf 725"C erhitzt und dann im F.xsikator gekühlt Dann wird das Material gemäß Beispiel I mit .Salpetersäure behandelt. vt 50 g of carrier Z with grain sizes of 105 to 149 μm (specific surface area 0.46 m-7gj determined by nitrogen adsorption are heated to 725 ° C. for 1 hour in a muffle furnace and then cooled in a desiccator . Treated nitric acid.

F.in 100-mi-Rundkolben wird mil 20 ml hochgradig reinem Dioxan, IO ml einer Lösung von p'-Glycidoxypropyltrimethoxysilan mit einer Konzentration von 100 mg/ml und 5 ml 0,1-normaler Salzsäure beschickt. DasIn a 100 ml round bottom flask, add 20 ml of highly pure dioxane, 10 ml of a solution of p'-glycidoxypropyltrimethoxysilane charged with a concentration of 100 mg / ml and 5 ml of 0.1 normal hydrochloric acid. That

Oi Gemisch wird I h am RückfluBkiihler erhitzt und dann zu dem oben beschriebenen, mit Säure behandelten Träger Z mit Korngrößen von 105 bis 149 μπι zugesetzt. Das flüchtige Lösungsmittel wird aus der Lösung unter Rühren des Gemisches unter dem Strom eines Warmluftgebläses abgetrieben. Das so erhaltene Material wird 1 Std. im Umluftofen auf 150"C erhitzt. Dann wird der Träger in einen 500-ml-Rundkolben eingebracht und mit 200 ml absolutem Methanol 15 min unter gelindem Rühren auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das LösungsmittelThe mixture is refluxed for 1 hour and then treated with acid as described above Carrier Z with grain sizes of 105 to 149 μπι added. The volatile solvent is taking out of the solution Stirring the mixture driven off under the flow of a hot air blower. The material thus obtained is Heated for 1 hour in a convection oven to 150 "C. The carrier is then placed in a 500 ml round-bottomed flask and with 200 ml of absolute methanol were heated to reflux temperature for 15 min with gentle stirring. The solvent

oo wird dekantier! und die Extraktion noch zweimal mit je 200ml frischem absolutem Methanol wiederholt. Das dreimal extrahierte Material wird auf einer Glasfrittennuischc abfiltriert, an der Luft getrocknet und dann JO min im IIniluftofen auf 150X erhitzt. Die Elementaranalyse der Probe ergibt 0.50% Kohlenstoff, was 1.1% Polymerisat auf der Träger Z-Oberflädie oder 82% der Theorie entspricht.oo is decanting! and the extraction is repeated twice with 200ml fresh absolute methanol each time. That Material extracted three times is filtered off on a glass frit wrench, air dried and then JO min heated to 150X in an in-air oven. The elemental analysis of the sample shows 0.50% carbon, which is 1.1% Polymer on the carrier Z-Oberflädie or 82% of theory.

Die Verwendung der Packung mit der gebundenen »Äther«-Phase für eine gaschromatographische TrennungThe use of the packing with the bound »ether« phase for a gas chromatographic separation

... im' mi t" i si. S i-il.Hiien. Diese Γίνιιηιιΐη: wird in einer Glassäiile w.n \ m Länge.6.35 mm Außendurchmesser und J.lSm lichter Weile unter Verwendung von Helium als Träger.sas bei einer Trägerga.sströmungsgesehwindigkeit von 50 cm'/min und einer Empfindlichkeit des Flammeniotiisationsdeiektors beim Bereichsendwert von 1 - 10" A mit einem handelsüblichen Gaschromatographen durchgeführt. 0,2 ul des Probegemisches werden... im 'mi t "i si. S i-il.Hiien. This Γίνιιηιιΐη: is placed in a glass column with a length of 6.35 mm outside diameter and a length of time using helium as a carrier .flow rate of 50 cm '/ min and a sensitivity of the Flammeniotiisationsdeiector at the range end value of 1 - 10 "A carried out with a commercially available gas chromatograph. 0.2 µl of the sample mixture will be

bei einer anfänglichen Siuilenieniperatiir von 100"C eingespritzt, und die Temperatur der SiHiIe wird kontiniiierlieh um 1.33 C/min erhöht. Die Vielseitigkeit dieser Säule ermöglicht die Trennung sowohl von niedrigsiedenden Verbindungen (Hexan) als mich von sehr hochsiedenden Verbindungen (Phlhalsäure-di-n-buiylesiei). Das »Aushliiien« dieser Säule Miii der gebundenen »AihciK-Phasc bei hohen Ί emperaluren ist minimal, was sich aus dem geringen Ansteigen der (iniiullinie des Chiiimalogiamnis bei Annäherung an J(MVC bei diesem mil einer ', ein/igen Säule arbeilenden,iiiikompcnsiericii System ergibt.injected at an initial temperature of 100 "C, and the temperature of the layer becomes continuous increased by 1.33 C / min. The versatility of this column allows the separation of both low boiling points Compounds (hexane) than me of very high-boiling compounds (phthalic acid-di-n-buiylesiei). The "Aushliiien" This column Miii of the bound »AihciK-Phasc at high emperaluren is minimal, what emerges from the slight increase in the (iniiulline of the Chiiimalogiamnis on approaching J (MVC with this mil one ', a / igen pillar arbeilenden, iiiikompcnsiericii system results.

Die ungewöhnliche Selekiivitiii der ehemisch gebundenen polymeren »ÄlherM-l'ackimg für gaseliromaiographisclie Ί 'enmmgen ist in I'ig. 1I erlauieii. Die obere Kurve /eigl die l'renniing eines (ionisches aus aliphaii sehen Kohlenwasserstoffen und 4IJioiubiphenyl in einer Säule mil 1.1% an einen !'rager/, gebundenem »Äther« bei einer Arbeitstemperatur von 275"C. Die unlere Kurve bezieht sich auf die Chromatographie des in gleichen Gemisches unter gleichen Bedingungen an einer Säule mit 1 % eines aliphatischen Polyäthers jedoch bei einer Temperatur von 200°C. Die Trennungsfaktoren für diese Verbindungen in der bei 275"C arbeitenden Säule mit der gebundenen »Äther«-Phase sind im Vergleich zu denjenigen an aliphatischen! Polyäther bei 2000C sehr hoch. Ein ähnliches Diagramm ist für die aromatische Verbindung 4-Brombiphcnyl ersichtlich; ihre Retentionszeit an der »Äther«-Säule bei 2750C beträgt !,4 min, während die Reientionszeit an aliphatischen Polyäther bei der gleichen Temperatur nur 0.25 min beträgt.The unusual selection of the formerly bound polymeric »ÄlherM-l'ackimg for gaseliromaiographisclie« enmmgen is evident. 1 I erlauieii. The upper curve / the l'renniing of an (ionic from aliphaii see hydrocarbons and 4IJioiubiphenyl in a column with 1.1% to a! 'Rager /, bound "ether" at a working temperature of 275 "C. The lower curve refers to the Chromatography of the same mixture under the same conditions on a column with 1% of an aliphatic polyether but at a temperature of 200 ° C. The separation factors for these compounds in the column operating at 275 "C with the bound" ether "phase are in comparison ?. to those of aliphatic polyether at 200 0 C very high A similar diagram of the aromatic compound 4-Brombiphcnyl visible, and their retention time on the "ether" column at 275 0 C, 4 min while the Reientionszeit of aliphatic! Polyether at the same temperature is only 0.25 min.

BeispielsExample

Herstellung einer gebundenenMaking a bound

»//-Cyanäihy!«-/»Träger Z«-Phase für die Caschromatographie»// - Cyanäihy!« - / »Carrier Z« phase for caschromatography

F.in 100 ml fassender Rundkolben wird mit 25 ml reinstem Dioxan. 2 ml 0.1-normaler Salzsäure und 5.0 ml einer Lösung von p'-Cyanäthyltriäthoxysilan in Dioxan von einer Konzentration von 70 mg/ml beschickt. Das Gemisch wird 1 Std. am Rückflußkühler erhitzt und dann in einer flachen Hindampfsehale /\\ 25 g mil Säure >s behandeltem Träger Z mit Korngrößen von 125 bis 149 μιη zugesetzt. Das Lösungsmittel wird unter Rühren des Gemisches unter dem Strom eines Warmluftgebläses abgetrieben. Dann wird das Gemisch 1 Std. im Umluftofen auf I5O'C erhitzt. Hierauf wird das Material dreimal unter Erhitzen am Rückflußkühler mil je 300 ml absolutem Methanol extrahiert, wie es in den vorherigen Beispielen beschrieben ist. Die Klemenlaranalyse des Endproduktes ergibt 0.205 und 0.205% Kohlenstoff, 0.025 und 0.020% Wasserstoff und 0.076 und 0.071% Stickstoff, was jo 0,72% . olymerisat auf der Oberfläche des Trägers Z oder 86% der Theorie entspricht.In a 100 ml round bottom flask, 25 ml of the purest dioxane is added. 2 ml of 0.1 normal hydrochloric acid and 5.0 ml of a solution of p'-Cyanäthyltriäthoxysilan in dioxane charged at a concentration of 70 mg / ml. The mixture is 1 hr., And then heated at reflux in a flat Hindampfsehale / \\ 25 g mil acid> s treated carrier Z μιη added with grain sizes from 125 to 149. The solvent is driven off while stirring the mixture under the flow of a hot air blower. The mixture is then heated to 150.degree. C. in a forced-air oven for 1 hour. The material is then extracted three times with refluxing with 300 ml of absolute methanol each time, as described in the previous examples. The Klemenlar analysis of the end product gives 0.205 and 0.205% carbon, 0.025 and 0.020% hydrogen and 0.076 and 0.071% nitrogen, which is 0.72%. polymerizate on the surface of the support Z or 86% of theory.

Die sehr hohe Temperaturbeständigkeit der Packung mit der gebundenen »/!/-Cyanäthylw-Phase ergibt sich aus Fig. 10. Diese Abbildung zeigt die Hintergrundstromstärke eines Flammenionisationsdeiektors. der mit einem Bereichsendwert von I · ΙΟ-1* A betrieben wird, wenn eine Glassäule von 6.35 mm Außendurchmesser und 3,!8 mm lichter Weite mit der gebundenen »/i-Cyanäthyl«-Phase mit einer Programmierung von 100 bis 300°C betrieben wird. Das gleiche Diagramm zeigt den Hintergrundstrom, den man unter den gleichen Bedingungen (auf der Skala etwas nach oben versetzt, um die Unterschiede zu zeigen) mit einer ähnlichen Säule erhält, in der 1% eines 25% Cyanäthylgruppen enthaltenden Methylsiliconpolymeren mechanisch auf einem Träger Z mit Korngrößen von 125 bis 149 μ verteilt ist. Beide Säulen werden vor Beginn des Versuchs Ib Stunden bei 25O0C konditioniert. Während die gebundene »Nitrilw-Packung im wesentlichen kein »Ausbluten« bei 275"C zeigt, beginnt die herkömmliche Säule schon bei etwa 225°C einen beträchtlichen Hinlergrundstrom zu zeigen. Die »Nitril«-Säule ist bis mindestens 300"C beständig, während die bekannte Packung wegen der hochgradigen »Ausblutung« nicht bis zu dieser Temperatur verwendet werden kann.The very high temperature resistance of the pack with the bound »/! / - cyanoethyl phase is shown in FIG. 10. This figure shows the background current strength of a flame ionization detector. which is operated with an end-of-range value of I · ΙΟ- 1 * A if a glass column of 6.35 mm outer diameter and 3.8 mm clear width with the bound »/ i-cyanoethyl« phase with a programming of 100 to 300 ° C is operated. The same diagram shows the background current obtained under the same conditions (shifted slightly up the scale to show the differences) with a similar column in which 1% of a methyl silicone polymer containing 25% cyanoethyl groups is mechanically supported on a carrier Z. Grain sizes from 125 to 149 μ are distributed. Before the start of the experiment, both columns are conditioned at 250 ° C. for 1 hour. While the bound "nitrile" packing shows essentially no "bleeding" at 275 "C, the conventional column already begins to show a considerable background current at around 225 ° C. The" nitrile "column is stable up to at least 300" C the well-known pack cannot be used up to this temperature because of the high degree of "bleeding".

Die Wärmebeständigkeit der stationären Phase aus chemisch gebundenem »Nitril« ergibt sich ferner aus der thermogravimetrischcn Kurve der Fig. II. Diese Werte werden mil einem thermogravinietrisehen Analysierge- 4 > räl erhalten, welches mit einer F.rhitzungsgeschwindigkeil von IO"(7min und einer l.uflsirönumgsgeschwindigkeit von 85 cmVmin betrieben wird. Die Kurve zeigt den Gewichtsverlust einer lOOmg-Probe an dem »Nitri!«-Material als Funktion der Temperatur. Diese Untersuchung zeigt, daß die organische polymere Phase bis etwa 325°C im wesentlichen beständig ist und sich dann bei höheren Temperaturen langsam zu zersetzen beginnt. 51)The thermal stability of the stationary phase made of chemically bound "nitrile" is also derived from the thermogravimetric curve of FIG. II. These values are measured using a thermogravimetric analyzer räl obtained, which with a heating speed of IO "(7min and a slow speed of 85 cmVmin is operated. The curve shows the weight loss of a 100 mg sample of the "Nitri!" Material as a function of temperature. This investigation shows that the organic polymer phase up to is essentially stable at about 325 ° C and then slowly decomposes at higher temperatures begins. 51)

Das Ausmaß der Säulen-»ausblutung« bei 300°C ist in Tabelle III für die Stoffe mit den gebundenen »Ätherwund »Nitril«-Phasen mit herkömmlichen, mechanisch festgehaltenen flüssigen Phasen verglichen. Bei allen Messungen wird Träger Z als Träger verwendet, und alle Säulen werden vor der Messung 16 Std. bei 25O0C konditioniert, mit Ausnahme der Säule mit aliphatischen! Polyäther. die bei 200° C konditioniert wird. Die Selektivität der Packung mit der gebundenen »Äther«-Phase läßt sich grob mit derjenigen des aliphatischen Polyäthers vergleichen. Die Werte der Tabelle III zeigen die hohe Wärmebeständigkeit von aliphatischem Polyäther und der gebundenen »Äther«-Phase auf dem Träger Z. Ein ähnlicher Vergleich wird zwischen dem gebundenen »Nitrilw-Material und dem Methyitsiliconpolymeren, einem 25% Nitrilgruppen enthaltendem Polymerisat, angestellt. Die bessere Wärmebständigkeit des gebundenen Polymerisats ist offensichtlich. Wie sich aus dem Wert der letzten Zeile derTabelle III ergibt, findet bei niedrigeren Polymerisatkonzentrationen sogar noch to eine geringere Säulen-»ausblutung« stattThe extent of the column "bleeding" at 300 ° C is compared in Table III for the substances with the bound "ether wound" nitrile "phases with conventional, mechanically retained liquid phases. For all measurements, carrier Z is used as a carrier, and all the columns are conditioned prior to measurement of 16 hrs. At 25O 0 C, with the exception of the column with aliphatic! Polyether. which is conditioned at 200 ° C. The selectivity of the packing with the bound "ether" phase can roughly be compared with that of the aliphatic polyether. The values in Table III show the high heat resistance of aliphatic polyether and the bonded "ether" phase on carrier Z. A similar comparison is made between the bonded "nitrile material" and the methyl silicone polymer, a polymer containing 25% nitrile groups. The better thermal stability of the bound polymer is evident. How derTabelle results from the value of the last line III, is at lower Polymerisatkonzentrationen even to a lower column "bleed" instead

Tabelle 111Table 111

»Ausblutungstt-geschwindigkeitcn von gaschromatographischen Säulen"Bleeding rates of gas chromatographic columns

Träger: »Träger Z« mit Korngrößen von 105 bis 149 μηιCarrier: "Carrier Z" with grain sizes from 105 to 149 μm

' l'hnse'l'hnse

Ik'ludiing.Ik'ludiing. »Ausblutungsu-gcsehwin-»Ausblutungsu-gcsehwin- Gew.-"/«Weight- "/" digkciibei J00-'Cdigkciibei J00-'C (A beim Bercichsendwcrl)(A at Bercichsendwcrl) 1.01.0 5 χ 10-'»5 χ 10- '» 1.11.1 7 χ IO "'7 χ IO "' 1,01.0 2 χ IO "2 χ OK " 0,720.72 I χ IO -"'I χ IO - "' 0,120.12 1 χ 10 " 1 χ 10 "

111 aliphatiseherPolyäthcr 111 aliphatic polyethers

gebundene »Äther«-Phasc Methylsiliconpolymeres gebundene »Nitril«-Phase gebundene »Nitril«-Phasebound "ether" phase methyl silicone polymer bound "nitrile" phase bound "nitrile" phase

Die stationäre Phase aus chemisch gebundenem »Nitril« zeigt im Vergleich zu der ähnlichen, aber herkömmlichen stationären Phase bei der Gaschromalographie sehr hohe spezifische Retentionen für polare Verbindungen: die Elutionstcmperaturen für polare Verbindungen, die an einer Packung mit einer gebundenen »Ni- ;- tr:!«- Phase durch. Gaschromntngrnnhie mit programmierter Temperatur Chromatographien werden, sind hoch.The stationary phase of chemically bound »nitrile« shows, in comparison to the similar but conventional stationary phase in gas chromatography, very high specific retentions for polar compounds: the elution temperatures for polar compounds which are attached to a pack with a bound »Ni ; - tr:! «phase through. Gas chromatographs with programmed temperature chromatographies are high.

;;. 2o Diese charakteristische Eigenschaft ist eine Funktion der hohen Polarität der polymeren Phase und kann zur;;. 2o This characteristic is a function of the high polarity of the polymeric phase and can lead to

':jj Durchführung gewisser selektiver Trennungen von Vorteil sein. F i g. 12 zeigt die Zerlegung von Gemischen aus': jj It may be advantageous to carry out certain selective separations. F i g. 12 shows the decomposition of mixtures from

tj; aromatischen Kohlenwasserstoffen in einer Säule, die nur 0,12% gebundene Nitrilphase auf Träger Z enthält.tj ; aromatic hydrocarbons in a column that contains only 0.12% bound nitrile phase on carrier Z.

Nach der Einspritzung der Probe wird die Säule 1 min auf 25°C gehalten und dann für einen Temperaturanstieg 3j um 15° C/min auf 100"C programmiert.After injecting the sample, the column is held at 25 ° C for 1 minute and then for a temperature rise 3j programmed at 15 ° C / min to 100 "C.

ψ 25 Die Stabilität der Packungen mit gebundener Phase bei hohen Temperaturen ermöglicht chromatographische ψ 25 The stability of the packings with the bound phase at high temperatures enables chromatographic

q Trennungen innerhalb weiter Temperaturbereiche, ohne daß die Säule dabei eine Änderung erleidet. Beiq Separations within wide temperature ranges without changing the column. at

i! Anwendung der Erfindung ist es möglich, chromatographische Phasen von hochgradiger Polarirät herzustellen.i! Using the invention it is possible to produce chromatographic phases of a high degree of polarity.

[ι; die bei hohen Temperaturen eine Beständigkeil aufweisen, die bisher nur mil stationären Phasen aus unpolaren[ι; which have a resistance wedge at high temperatures, which so far only have non-polar stationary phases

■j .Siliconvcrbindunj;cn(wic Polydimcihylsilo\an. Polyuiethyiphcnvlsilovan usw.)erhalten werden konnten.A silicone compound (such as polydimethylsilo, polyhydric silicate, etc.) could be obtained.

Λ inΛ in

■^ B e i s ρ i e I b■ ^ B e i s ρ i e I b

i; Gebundene lonenaustauschcrphase für die Γ Hissigkeiis-i; Bound ion exchange phase for the hot water

«I Chromatographie«I chromatography

50 ml einer 10-gewichisprozeniigen wäßrigen Lösung von v-Aminupropyltriäthoxysilan werden 2 Std. bei Raumtemperatur stehen gelassen und dann zusammen mit 25 g mit Säure behandeltem Träger Z mit Korngrößen unterhalb 37 μηι in ein weiihalsiges Gefäß eingegeben. Dann wird die Lösung mit verdünnter F.ssigsäure auf einen pH-Wert von 6 eingestellt. Der Raum über der Lösung wird mehrmals mit der Wasserstrahlpumpe evakuiert, um den Träger gründlich zu entgasen und die Trägeroberfläche vollständig von der Lösung durchfeuchten zu lassen. Das Gemisch wird in eine Glasfrittennutsche überführt und die überschüssige Lösung abfiltriert. Der feuchte Filterkuchen wird in einer Eindampfschale 1 Std. im Umluftofen auf 125°C ert :tzt. Die so erhaltene Probe wird dreimal mit je 200 ml frischem absolutem Methanol am Rückflußkühler erhitzt, wobei das Lösungsmittel nach jeder Behandlung dekantiert wird. Die extrahierten Perlen werden auf einer Glasfrittennutsche abfiltriert, an der Luft getrocknet und dann 30 min im Umluftofen auf 125° C erhitzt.50 ml of a 10 percent by weight aqueous solution of γ-aminupropyltriethoxysilane are left to stand for 2 hours at room temperature and then placed in a white-necked vessel together with 25 g of carrier Z with grain sizes below 37 μm. Then the solution is adjusted to pH 6 with dilute F. acetic acid. The space above the solution is evacuated several times with the water jet pump in order to thoroughly degas the carrier and to allow the carrier surface to be completely moistened by the solution. The mixture is transferred to a glass frit filter and the excess solution is filtered off. The moist filter cake is ert in an evaporating dish for 1 hour in a convection oven at 125 ° C. TZT. The sample obtained in this way is refluxed three times with 200 ml of fresh absolute methanol each time, the solvent being decanted after each treatment. The extracted pearls are filtered off on a glass frit suction filter, air-dried and then heated to 125 ° C. in a convection oven for 30 minutes.

Diese schwache Anionenausiauscherpackung kann verwendet werden, um die verschiedensten sauren Verbindungen oder andere Stoffe voneinander zu trennen, die auf diesem basischen chromatographischen Medium zurückgehalten werden. Die Aniinofunktionalität kann auch mit Hilfe bekannter organischer Reaktionen zu einem stark basischen Tetraalkylammoniumderivat quaternisiert werden. Die quatornisierte Form wirki als starker Anioncnaustauseher.This weak anion exchange can be used to create a wide variety of acidic compounds or to separate other substances from each other on this basic chromatographic medium be held back. The amino functionality can also be increased with the help of known organic reactions quaternized a strongly basic tetraalkylammonium derivative. The equatorial form acts as strong anion exchanger.

Beispiel 7Example 7

Gebundene Phase für die Kapillar-Gaschromatographic Bound phase for capillary gas chromatography

Eine 100 m lange und 0.25 mm weite Glaskapillare wird durch Hindurchleiten von konzentrierter Salpetersäure unter gleichzeitigem Erhitzen über einem Dampfbad gereinigt. Dann wird die Kapillare gründlich mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um sämtliche Säure zu entfernen, mit reinstem Aceton gespült und mit trockenem Stickstoff getrocknet. Hierauf werden durch die Kapillare 50 ml einer 5-gewichisprozentigen LösungA 100 m long and 0.25 mm wide glass capillary is made by passing concentrated nitric acid through it cleaned while heating over a steam bath. Then the capillary is thoroughly using Washed out distilled water to remove all acid, rinsed with the purest acetone and washed with dried with dry nitrogen. Then 50 ml of a 5 percent by weight solution are poured through the capillary

bti von Amyltriäthoxysilan geleitet und dann trockener Stickstoff an die Kapillare angeschlossen und die überschüssige Lösung unter Stickstoffdruck ausgeblasen. Die Strömung des trockenen Stickstoffs durch die Kapillare wird fortgesetzt, bis alles überschüssige Lösungsmittel verdampft ist. worauf ein dünner !'ihn von Amyliriätho\ysilan auf der inneren Oberfläche der Glaskapillare hinterbleibt. Dann leitet man einen Strom leuchter Luft (relative I Viieliligkcit SW») durch die kapillar«:, his tier Silanester vollständig hydrolysiert ist. was daran /ti erkennen ist,bti of Amyltriäthoxysilan and then connected dry nitrogen to the capillary and the excess Blow out the solution under nitrogen pressure. The flow of dry nitrogen through the capillary is stopped continued until all excess solvent has evaporated. whereupon a thin one! 'him of Amyliriätho \ ysilan remains on the inner surface of the glass capillary. Then you pass a stream of luminous air (relative I Viieliligkcit SW ") through the capillary":, until the silane ester is completely hydrolyzed. what can be seen in it / ti,

r.. d:iU sich, uus doi Kapillare keil! Ath.iiinl inch'" enlwic!·. .ll. I lieraul wird du- kapillare in einen I H) ( licil.fen (>fen eingesetzt, und ein Strom trockenen Suckstnfls wird mehrere Stunden langsam dutch die Kapillar«: {.'cleitct.r .. d: iU sich, uus doi capillary wedge! Ath.iiinl inch '"enlwic! ·. .Ll. I lieraul becomes du- capillary into an I H) (licil.fen (> fen and a stream of dry sugar is drawn slowly through the capillary for several hours.

Diese Säule mit der an die Kapillare gebundenen Phase eignet sich besonders /um Zerlegen von kompliziert zusammengesetzten Gemischen aus aliphatischen und substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen.This column with the phase bound to the capillary is particularly suitable / for dismantling complicated composite mixtures of aliphatic and substituted aromatic hydrocarbons.

Beispiele 8 bis 12Examples 8 to 12

In Tabelle !V ist eine Anzahl von chromatographischen Packungen mit gebundener Phase angegeben, die .ich den beschriebenen Methoden und aus den beschriebenen Kcugcn/icii hergestellt werden können. Ferner lennt die Tabelle die Anwendiings/weekc der verschiedenen chroniaiographischcii Packungen.Table I V lists a number of chromatographic packings with bound phase which .I can be prepared using the methods described and from the Kcugcn / icii described. Further The table lists the applications / weekc of the various chroniaiographical packs.

!ahelle IV! ahelle IV Trägercarrier Reagensreagent Poly konPoly con Anwendunguse iei-ie- densat.densat. der Packungthe pack piclpicl CJcw.-%CJcw .-% Diatonieenerdc.Diatonia earthc. PhcnyltriäthoxysilanPhcnyltriethoxysilan 5.05.0 I loehtempcratur-Gas-I low temperature gas 88th 74-149 um74-149 µm ehroniaiographieEhroniaiographie Kieselsäuregel.Silica gel. //-(3.4-Epoxycyclo-//-(3.4-Epoxycyclo- 10.010.0 Flüssigkeit s-AdsorpLiquid s-adsorp 99 37 —44 μπι37-44 μm hcxyl)-athyli>\ysilanhcxyl) -athyli> \ ysilane tions-Veneilungs-tion distribution chromatographiechromatography »Texturierte«"Textured" 3-Chlorpropyl-3-chloropropyl 0.750.75 nüssigkeits-Vertei-nutty distribution IOIO Giäiprflcn,Giäiprflcn, tt HIHtMWA γ JII(IIltt HIHtMWA γ JII (IIl !l!ng">«."hrr>ni:iiographie! l! ng ">«. "hrr> ni: iiographie 44-o3 μ in44-o3 μ in »Träger Ζ«»Carrier Ζ« L-( + )-p-[5-iMethoxycarbonyl)-L- (+) -p- [5-i-methoxycarbonyl] - '.()'. () flüssigkeitschromato-liquid chromato- IlIl 5-aniinopent-1 -yl-sulfamoyl]-5-aniinopent-1 -yl-sulfamoyl] - graphische Trennunggraphic separation phenyl-trimethoxysilanphenyl trimethoxysilane von optisch aktivenof optically active IsomerenIsomers Kieselsäuregel.Silica gel. /-Glycidoxypropyl-/ -Glycidoxypropyl- 10.010.0 Flüssigkeits-Vertei-Liquid distribution 1212th 5-Ι0μηι5-Ι0μηι trimethoxysilantrimethoxysilane lungs-Dünnschicht-lung thin-film chromatographiechromatography Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Chromatographische Packung aus einem ein mehrwertiges Metall enthaltenden Substrat und einer stationären Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Phase aus einem Polykondensat mit wiederkehrenden Einheiten der allgemeinen Formel1. Chromatographic packing comprising a substrate containing a polyvalent metal and a stationary phase, characterized in that the stationary phase consists of a polycondensate with repeating units of the general formula -Si-R-Si-R ίο Iίο I 15 (R = einwertiger aliphatischer oder aromatischer I'ohlenwasserstoffrest mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen,15 (R = monovalent aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with 1 to 13 carbon atoms, der gegebenenfalls durch Mercapto-, Epoxy-, Amino-, Ester-, substituierte Amino-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-. Nitro-, Hydroxy-, Sulfinyl-, Fluor-, Sulfamoyl-, Sulfonyl-, Cyan- und/oder Chlorreste substituiert ist; A = - O - oder R)
besteht, und das Substrat aus einem silicium- oder aluminiumhaltigen Material besteht, ferner, daß die
which is optionally substituted by mercapto, epoxy, amino, ester, amino, alkoxy, alkoxycarbonyl. Nitro, hydroxy, sulfinyl, fluorine, sulfamoyl, sulfonyl, cyano and / or chlorine radicals is substituted; A = - O - or R)
consists, and the substrate consists of a silicon or aluminum-containing material, further that the
30 statiociilre Phase chemisch an die Oberfläche des Substrats durch eine30 static phase chemically to the surface of the substrate through a M — O — Si - BindungM - O - Si bond 2525th gebunden ist (M = Si oder Al,
— Si
is bound (M = Si or Al,
- Si
= Teil einer der wiederkehrenden Einheilen der stationären Phase), und daß die stationäre Phase eine mittlere Dicke von etwa 30 bis lOOOOÄ aufweist und das Polykondensat 5 bis 80% des Volumens der stationären Phase bei'ägt.= Part of one of the recurring units of the stationary phase), and that the stationary phase is a has an average thickness of about 30 to 10000 Å and the polycondensate 5 to 80% of the volume of the stationary phase. ;5 2. Chromatographische i-'ackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Phase aus; 5 2. Chromatographic i-'ackung according to claim 1, characterized in that the stationary phase consists of I mindestens zwei copolykondensicrten Teilen besteht.I consists of at least two copolycondensed parts. 'S 3. Besondere Ausführung der chromatographischen Packung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,'S 3. Special design of the chromatographic packing according to claim 2, characterized in that κ daß A in dem ersten der Teile die Bedeutung — O — hat und daß A in dem zweiten der Teile einenκ that A in the first of the parts has the meaning - O - and that A in the second of the parts has one $ einwertigen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen bedeu- A monovalent aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with 1 to 13 carbon atoms is g 40 tet, der gegebenenfalls durch Mercapto-, Epoxy-, Amino-, Fstcr-. substituierte Amino-. Alkoxy-, Alkoxycar-g 40 tet, which is optionally replaced by mercapto-, epoxy-, amino-, Fstcr-. substituted amino. Alkoxy, alkoxycar §. bonyl-, Nitro-, Hydroxy-, Sulfinyl-. Fluor-, Sulfamoyl-. Sulfonyl . Cyan- und/oder Chlorresic substituiert ist. §. bonyl, nitro, hydroxy, sulfinyl. Fluoro, sulfamoyl. Sulfonyl. Cyan and / or Chlorresic is substituted. i/i 4. Chromalographischc Packung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Kicsel-i / i 4. Chromalographischc pack according to claim!, characterized in that the substrate made of Kicsel- £ säuregcl oder aus kicscl.siiurchaliigcn Teilchen besteht.It consists of acidic or natural particles. Si 5. Chromalographische Packung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre Phase eineSi 5. Chromalographic packing according to claim I. characterized in that the stationary phase is a Si r. mittlere Dicke von etwa 50 bis 2000 Λ aufweist.Si r. has an average thickness of about 50 to 2000 Λ. ir 6. Chromatographische Packung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Poly kondensat 25 bisir 6. Chromatographic packing according to claim I. characterized in that the poly condensate 25 to 65% des Volumens der stationären Phase beträgt. , ά 65% of the volume of the stationary phase. ft 7. Verfahren zur Herstellung von ehromalographisehen Packungen gemäß Anspruch I. durch Behandelnft 7. A process for the production of Ehromalographisehen packs according to claim I. by treatment £] der Oberfläche des silicium- oiler aluininiumhalligen Substrats mil einer Lösung eines Silanols der allgemci£] the surface of the silicon-oiler aluininiumhalligen substrate with a solution of a silanol of the general jr-i' so nen Formeljr-i 'such a formula I ho r;I ho r; Ii SiIi Si HO R4 HO R 4 *i (R4 = einwertiger aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffrest, der gegebenenfalls durch Mercapto-, Epoxy-, Amino-, Ester-, substituierte Amino-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-, Nitro-, Hydroxy-, Sulfinyl-,* i (R4 = monovalent aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, which may be replaced by mercapto, Epoxy, amino, ester, substituted amino, alkoxy, alkoxycarbonyl, nitro, hydroxy, sulfinyl, bo Fluor-, Sulfamoyl-, Sulfonyl-, Cyan- und/oder Chlorrcste substituiert ist: R1' = Hydroxyl oder R4)bo fluorine, sulfamoyl, sulfonyl, cyano and / or chlorine residues is substituted: R 1 '= hydroxyl or R4) und Polykondensieren des Silanols durch Erhitzen der Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im wesentlichen niehiwäßrige saure oder basische Lösung verwendet.die weniger Wasser als das etwa lOOfachc tier Äquivalente ties polykondensierbarcn Silanols enthält und diese Lösung vor der Behandlung des Substrats durch F.rhitzen teilweise vorpolykondensiert.and polycondensing the silanol by heating the solution, characterized in that an im essential non-aqueous acidic or basic solution used.die less water than about lOOfachc contains animal equivalents of polycondensable silanol and this solution before treatment of the substrate partially pre-polycondensed by heating. ι,· S. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß man die Losung des polykondensierharcuι, · S. The method according to claim 7, characterized in that the solution of the polycondensation resin Silanols bei der ersten Wärmebehandlung auf eine Tem petal iir mil er KM) C 'erhitzt.During the first heat treatment, the silanols are heated to a temperature less than KM) C '. L). Abiiiulcniii)' ilcs Verfahrens nach Anspruch 7 oder H, il.nliiivh gekennzeichnet, dall man die I osiiny des polykondensierbarcn Silanols vor der anfänglichen Wärmebehandlung mil der < )berlläche ties silicium- <«ki L ). Abiiiulcniii) 'ilcs method according to claim 7 or H, il.nliiivh characterized, that the Iosiiny of the polycondensable silanol before the initial heat treatment with the surface of the silicon <«ki aluniiniumhaitigen Substrats in Berührung bringt.aluminum-containing substrate brings into contact. 10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9. dadurch gekennzeichnet, d;ili man vor der /weiten Wärmebehandlung den überwiegenden Teil des Lösungsmittels der Lösung entfernt.10. The method according to claim 7 to 9, characterized in that d; ili one before the / wide heat treatment most of the solvent removed from the solution. ! 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dall man als nichl-wäßrige Lösungsmittel Älher oder Tetrahydrofuran verwendet.! 1. The method according to claim 10, characterized in that the non-aqueous solvent is ether or tetrahydrofuran is used. 12. Verwendung von chrumatographischen Packungen geinüU Anspruch 1 bis b in cliromatographisehcn Trennvorrichtungen zur Durchführung chromatographischer Trennverfahren.12. Use of chrumatographic packings according to claims 1 to b in cliromatographic separation devices for performing chromatographic separation processes.
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