CN101356003B - 二氧化硅基材料 - Google Patents

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Abstract

制备用于液相色谱的固定相所使用的有机基改性的二氧化硅基材料，它包括未改性的二氧化硅部分，和含有机基团键合到二氧化硅上的二氧化硅部分。制备有机改性的二氧化硅基材料的方法包括在含水介质内混合二氧化硅基材料和有机基硅烷化合物，并使该混合物反应。还公开了通过官能化有机基改性的二氧化硅基材料制备的固定相分离材料。

Description

二氧化硅基材料
技术领域
本发明涉及有机改性的二氧化硅基材料，和制备有机改性的二氧化硅基材料的方法。本发明还涉及有机改性的二氧化硅基材料制备固定相分离材料的用途，制备固定相分离材料的方法，固定相分离材料，和固定相分离材料在色谱分离方法中的用途。
背景技术
在液相色谱中使用的色谱固定相分离材料常常基于在其上进行了官能化的二氧化硅的多孔载体，以便针对待分离的一些分析物实现所需的分离特征。常见类型的官能化是制备疏水固定相，例如C18-相，其中十八烷基硅烷通常用作官能化试剂并与多孔二氧化硅上的硅烷醇基反应。然而，难以使所有硅烷醇基与官能化试剂反应，这主要归因于位阻。残留的硅烷醇基因其极性性质导致使得该材料对水解非常敏感。因此，通常用例如三甲基氯代硅烷封端残留的硅烷醇基。然而，基于二氧化硅的固定相分离材料，例如常见的封端C18-相因仍然残留的硅烷醇基导致在高pH下仍然相当化学不稳定，以及封端的硅烷醇基仍然对水解敏感这一事实。
对于一些分析物来说，停留时间和容量，在没有引入竞争性相互作用情况下采用的分析物的最大量取决于官能化的实际表面覆盖率。而且，最佳的表面覆盖率是分析物和实际的表面官能化二者的函数。在通常采用的工序下获得表面覆盖率(它是在裸露的、充分再羟化的二氧化硅上的表面键接)典型地高于针对所有分析物的最佳值。
根据现有技术的一种方法，可通过使用不足而不是使用过量的官能化试剂，例如有机基硅烷，实现在二氧化硅上官能团的表面覆盖率的下降。然而，当使用不足的官能化试剂时，难以再现表面覆盖率的水平，这归因于例如残留湿气和化学可获得的表面的精确测定。此外，疏水的有机基硅烷分子常常倾向于形成簇状，这导致形成“岛”，和进而有机基硅烷在二氧化硅表面上的不均匀分布。此外，当使用不足的有机基硅烷用于改性时，仍然存在通常用封端剂，例如低级烷基的有机基硅烷等，例如三甲基氯代硅烷等封端的硅烷醇基。然而，如前所述，封端的硅烷醇基仍然对水解敏感，这意味着在极端的pH值(＜2和＞10)下，化学稳定性甚至低于例如常规的C18-相。此外，难以使得封端完全，这意味着通常仍然残留对水解非常敏感的硅烷醇基存在。残留的硅烷醇基还不利地与分析物，特别是碱性分析物相互作用。
或者，可通过在官能化之前，封端一些硅烷醇基，进行在二氧化硅上官能团的表面覆盖率的降低，正如马绍尔(Marshall)等人在色层学杂志(J.of Chrom.)，361(1986)71-92中所述。此外，在这一情况下，存在与常规的C18相相比，甚至更低化学稳定性的问题，这归因于封端的硅烷醇基的数量增加。
进行了数种尝试提供化学稳定的固定相分离材料。US4017528A公开了制备带有有机基团的多孔二氧化硅，所述有机基团是在骨架结构和表面二者上的部分。US6686035B2公开了一种多孔的无机/有机混杂材料颗粒，它在整个颗粒当中包括聚有机基烷氧基硅氧烷。然而，这两类混杂颗粒的机械稳定性比纯二氧化硅颗粒小得多。US2005/0191503A1公开了制备化学稳定的分离材料的方法，其中聚碳硅烷(polycarbosilane)层共价键合到二氧化硅表面上。US3722181A公开了化学键合到二氧化硅基底上的聚合物固定相。
仍需要机械稳定、化学稳定的二氧化硅基固定相分离材料。
此外，需要在官能化之后，降低在固定相分离材料的二氧化硅表面上残留的硅烷醇基数量的方法，以便增加固定相分离材料的化学稳定性和最小化与分析物的不利相互作用。
还需要以控制的方式具有高度再现性地降低官能团的表面覆盖率的方法。
还需要二氧化硅基固定相分离材料，其中在二氧化硅表面上残留的硅烷醇基的数量低，从而增加固定相分离材料的稳定性和最小化与分析物的不利相互作用。
还需要化学稳定的二氧化硅基固定相材料，它保持用有机基硅烷官能化的裸二氧化硅，即常见的二氧化硅基官能化固定相分离材料的全部性能优势。
因此，本发明的目的是提供二氧化硅基材料，它具有高的化学和机械稳定性，且可按照控制的方式在其上进行官能化。本发明的目的还是提供用于色谱的固定相分离材料，它具有高的化学和机械稳定性，且具有高的载荷能力。本发明的目的还是提供固定相分离材料，它具有现有技术的基于纯二氧化硅的表面官能化的二氧化硅的全部性能优势，与此同时化学稳定性较高。
发明内容
令人惊奇地发现，通过下述制备有机改性的二氧化硅基材料的方法，实现本发明的目的，该方法包括通过在含约25-约100重量％水的含水介质内混合二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)，提供反应混合物，和使该混合物反应。合适地，通过任何顺序添加一种或更多种有机基硅烷化合物A到含约25-约100重量％水的含水介质内，并在其内至少部分溶解，和添加二氧化硅基材料(S)，从而提供该反应混合物。
“含水介质”合适地包括至少约30重量％的水，还合适地约30-约100wt％，优选至少约40重量％的水，还优选约40-约100重量％，更优选至少约60重量％的水，还更优选约60-约100重量％，最优选至少约80重量％的水，还最优选约80-约100重量％。
含水介质合适地包括小于约10重量％不与水混溶的任何有机溶剂，优选小于约1重量％，最优选含水介质不含不与水混溶的任何有机溶剂。
“二氧化硅基材料(S)”此处是指二氧化硅或含二氧化硅的材料。优选地，二氧化硅基材料(S)是二氧化硅。
在本发明的一个实施方案中，一种或更多种有机基硅烷化合物(A)合适地溶解在含与水混溶的有机溶剂的含水介质内，其用量为约1-约75重量％，优选约5-约60重量％，最优选约10-约50重量％。有机溶剂合适地为醇，优选一元醇或二元醇。优选的醇的实例是甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇、乙二醇和丙二醇。最优选醇是甲醇或乙醇。在允许反应混合物中各组分反应的时间过程中，在反应混合物中有机溶剂的用量也可变化。在一个这样的实施方案中，反应混合物中的液相包括用量在以上规定极限内的有机溶剂，和在某一反应时间之后，通过添加水，或者蒸发有机溶剂，增加水的含量，和进一步使反应混合物反应。
加入到含水介质中的一种或更多种有机基硅烷化合物(A)的用量以总的反应混合物的重量％计算，合适地为约1-约25重量％，优选约5-约15重量％。
加入到含水介质中的二氧化硅基材料(S)的用量以总的反应混合物的重量％计算，合适地为约1-约50重量％，优选约3-约30重量％，最优选约5-约20重量％。
反应混合物的温度合适地为约40-约300℃，优选约50-约200℃，更优选约75-约175℃，甚至更优选约80-约175℃，甚至更优选约90-约160℃，最优选约100-约150℃。视需要，将反应混合物置于大气压以上的压力下，以便能实现反应混合物的这一温度。
允许反应混合物中的各组分合适地反应至少约1分钟，还合适地约1分钟-约500小时，优选至少约30分钟，还优选约30分钟-约300小时，更优选至少约1小时，还更优选约1小时-约200小时，最优选至少约3小时，还最优选约3小时-约100小时。
在本发明方法的一个实施方案中，反应混合物合适地包括调节pH到碱性侧的碱。反应混合物的pH合适地为约7.5-约13，优选约10-约11.5。碱的选择不是关键的。然而，优选属于氨和有机胺组中的碱。
在允许反应混合物中的各组分反应之后，合适地添加酸，所述酸可以是无机或有机酸。合适地，酸是无机酸，优选硝酸、盐酸或硫酸。
在允许反应混合物中的各组分反应之后，合适地过滤该混合物，并洗涤二氧化硅基材料。作为洗涤介质，优选使用水以及有机溶剂，例如丙酮、四氢呋喃、1，4-或二噁烷。最后，合适地在约50℃-约140℃的温度下干燥有机改性的二氧化硅基材料。
在一个实施方案中，该方法包括在制备有机改性的二氧化硅基材料过程中升高温度。反应混合物的温度合适地从TEMP1升高到较高的温度TEMP2。温度TEMP1和温度TEMP2二者均在已经规定的反应混合物的温度范围内。
在一个实施方案中，该方法包括第一步，其中二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)的反应混合物在温度TEMP1下反应，接着第二步，其中包括将第一步生产的已反应的二氧化硅基材料置于温度TEMP2下，其中TEMP2＞TEMP1。一种替代的方法包括在暴露于第二步的温度TEMP2下之前，洗涤和干燥在第一步中生产的已反应的二氧化硅基材料，之后混合它与含水介质。另一替代方法包括保持第一步生产的已反应的二氧化硅基材料在其中它已经反应且升高温度到TEMP2的溶液内。
进一步的替代方法是使用含有机表面改性剂的二氧化硅基材料作为起始材料，和使该材料置于所述的实施方案的第二步的条件下。含有机表面改性剂的二氧化硅基材料可与一种或更多种有机基硅烷化合物(A)反应，从而在二氧化硅基材料内包括进一步的有机基硅烷部分。在这一情况下，在使该材料置于所述实施方案的第二步的条件下之前进行这一反应步骤。含有机表面改性剂的二氧化硅基材料合适地包括含有机基团的表面改性剂，所述有机基团是C1-C4烷基、C2-C4链烯基或C2-C4炔基。
在一种或更多种有机基硅烷化合物(A)和二氧化硅基材料(S)之间的反应之后，有机改性的二氧化硅基材料可再次与一种或更多种进一步的有机基硅烷化合物(A)反应，所述进一步的有机基硅烷化合物(A)可以相同或不同于前面所使用的，从而在有机改性的二氧化硅基材料内包括进一步的有机基硅烷部分。
温度TEMP1合适地在约50-约100℃范围内，优选约75-约100℃，最优选约90-约100℃。温度TEMP2合适地在约100-约200℃范围内，优选约110-约150℃，最优选约120-约140℃。
在第二步中，反应混合物中的液相合适地包括约80-约100重量％的水，优选约90-约100重量％，最优选约95-约100重量％。
在一个实施方案中，当温度从温度TEMP1升高到温度TEMP2时，在反应混合物的液相内的水含量增加。合适地通过添加水或者蒸发在反应混合物内可能存在的与水混溶的有机溶剂来增加水含量。
将反应混合物置于温度TEMP1合适地至少约1分钟，还合适地约1分钟-约500小时，优选至少约30分钟，还优选约30分钟-约300小时，更优选至少约1小时，还更优选约1小时-约200小时，最优选至少约3小时，还最优选约3小时-约100小时。
将在第一步中生产的有机改性的二氧化硅基材料置于温度TEMP2下合适地至少约1分钟，还合适地约1分钟-约500小时，优选至少约30分钟，还优选约30分钟-约300小时，更优选至少约1小时，还更优选约1小时-约200小时，最优选至少约3小时，还最优选约3小时-约100小时。
一种或更多种有机基硅烷化合物A合适地包括通式(R1)3-n(X)nSiR2-的部分，其中R1是C1-C4烷基、C2-C4链烯基或C2-C4炔基，优选C1-C2烷基，R2是亚甲基，和X是离去基，n＝2或3。一种或更多种有机基硅烷化合物A合适地具有通式(R1)3-n(X)nSiR3，其中R1是C1-C4烷基、C2-C4链烯基或C2-C4炔基，优选C1-C2烷基，R3是C1-C8烷基、C2-C8链烯基或C2-C8炔基，优选C1-C3烷基，最优选C1-C2烷基，和X是离去基，n＝2或3。或者，一种或更多种有机基硅烷化合物A合适地具有通式(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m，其中R4和R5彼此独立地为C1-C4烷基，C2-C4链烯基或C2-C4炔基，优选C1-C2烷基，R6是C1-C8亚烷基、C2-C8亚烯基或C2-C8亚炔基，优选C2-C5亚烷基、C2-C3亚烯基或C2-C8亚炔基，最优选C1-C3亚烷基或C2-C3亚烯基，和X与Y是离去基，n＝2或3，m＝2或3。
优选的R1基的实例是甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、2-丁基、乙烯基、2-丙烯基、1-丙烯基、1-(1-丁烯基)、1-(2-丁烯基)、4-(1-丁烯基)、2-(1-丁烯基)、2-(2-丁烯基)、3-(1-丁烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、1-(1-丁炔基)、1-(2-丁炔基)、4-(1-丁炔基)和3-丁炔基。
优选的R3基的实例是甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、2-丁基、乙烯基、2-丙烯基、1-丙烯基、1-(1-丁烯基)、1-(2-丁烯基)、4-(1-丁烯基)、2-(1-丁烯基)、2-(2-丁烯基)、3-(1-丁烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、1-(1-丁炔基)、1-(2-丁炔基)、4-(1-丁炔基)和3-丁炔基。
优选的R4和R5基的实例是甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、2-丁基、乙烯基、2-丙烯基、1-丙烯基、1-(1-丁烯基)、1-(2-丁烯基)、4-(1-丁烯基)、2-(1-丁烯基)、2-(2-丁烯基)、3-(1-丁烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、1-(1-丁炔基)、1-(2-丁炔基)、4-(1-丁炔基)和3-丁炔基。
优选的R6基的实例是亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-亚丙基、亚丁基、2-亚丁基、亚乙烯基、2-亚丙烯基、1-亚丙烯基、1-(1-亚丁烯基)、1-(2-亚丁烯基)、4-(1-亚丁烯基)、2-(1-亚丁烯基)、2-(2-亚丁烯基)、3-(1-亚丁烯基)、1-亚丙炔基、3-亚丙炔基、1-(1-亚丁炔基)、1-(2-亚丁炔基)、4-(1-亚丁炔基)和3-亚丁炔基。
对于所有的有机基硅烷化合物A来说，可以使用所有类型的离去基X和Y，但它们合适地为卤素、烷氧基或烷基胺，优选氯、甲氧基或乙氧基。
合适的有机基硅烷化合物A的实例包括单烷基三烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和乙基三乙氧基硅烷，二烷基二烷氧基硅烷，例如二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和二乙基二乙氧基硅烷、单烷基三卤代硅烷，例如甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷和二烷基二卤代(dihaloeno)硅烷，例如二甲基二氯硅烷和二乙基二氯硅烷。合适的有机基硅烷化合物A的进一步的实例包括双(三甲氧基甲硅烷基)甲烷、双(三乙氧基甲硅烷基)甲烷、双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、双(三甲氧基甲硅烷基)丙烷、双(三乙氧基甲硅烷基)丙烷、双(三乙氧基甲硅烷基)丁烷、双(三乙氧基甲硅烷基)丁烷、双(三卤素甲硅烷基)甲烷、双(三卤素甲硅烷基)乙烷、双(三卤素)丙烷、双(三卤素甲硅烷基)丁烷。优选使用甲基三烷氧基硅烷、二甲基二烷氧基硅烷、乙基三烷氧基硅烷或双(三烷氧基甲硅烷基)乙烷，其中烷氧基是甲氧基或乙氧基。
本发明进一步涉及通过以上所述的方法可获得的有机改性的二氧化硅基材料。
本发明进一步涉及有机改性的二氧化硅基材料，它包括未改性的二氧化硅部分和含有机基团键合到二氧化硅上的二氧化硅部分，其中该有机基团合适地属于烷基、链烯基、炔基、亚烷基、亚烯基或亚炔基中的组。
有机改性的二氧化硅基材料合适地包括从表面到二氧化硅基材料内以逐渐降低的浓度方式分布的有机基团。
有机改性的二氧化硅基材料合适地包括未改性的二氧化硅部分，以及含烷基、链烯基或炔基键合到在-OSi≡基内包括的硅原子上和/或亚烷基、亚烯基或亚炔基键合到各自包括在-OSi≡基内的两个硅原子上的部分。烷基合适地为C1-C4烷基，优选C1-C3烷基，最优选C1-C2烷基。链烯基合适地为C2-C4链烯基，优选C2-C3链烯基。炔基合适地为C2-C4炔基，优选C2-C3炔基。亚烷基合适地为C1-C8亚烷基，优选C1-C5亚烷基，最优选C1-C3亚烷基。亚烯基合适地为C2-C8亚烯基，优选C2-C5亚烯基，最优选C2-C3亚烯基。亚炔基合适地为C2-C8亚炔基，优选C2-C5亚炔基，最优选C2-C3亚炔基.
优选的烷基、链烯基或炔基的实例是甲基、乙基、丙基、2-丙基、丁基、2-丁基、乙烯基、2-丙烯基、1-丙烯基、1-(1-丁烯基)、1-(2-丁烯基)、4-(1-丁烯基)、2-(1-丁烯基)、2-(2-丁烯基)、3-(1-丁烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、1-(1-丁炔基)、1-(2-丁炔基)、4-(1-丁炔基)和3-丁炔基。
优选的亚烷基、亚烯基或亚炔基的实例是亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-亚丙基、亚丁基、2-亚丁基、亚乙烯基、2-亚丙烯基、1-亚丙烯基、1-(1-亚丁烯基)、1-(2-亚丁烯基)、4-(1-亚丁烯基)、2-(1-亚丁烯基)、2-(2-亚丁烯基)、3-(1-亚丁烯基)、1-亚丙炔基、3-亚丙炔基、1-(1-亚丁炔基)、1-(2-亚丁炔基)、4-(1-亚丁炔基)和3-亚丁炔基。
为未改性的二氧化硅的部分合适地包括有机改性的二氧化硅基材料的最里面部分，即离表面距离最远的部分。
“未改性的二氧化硅”此处是指不包括任何键合到二氧化硅上的有机基团的二氧化硅，即二氧化硅没有因与任何有机化合物反应而改性。有机基团的实例是烷基和亚烷基。在“未改性的二氧化硅”中，硅原子合适地键合到至少一个，优选4个-OSi≡基上，其中-OSi≡基上的硅原子没有进一步键合到任何有机基团上，从而形成未改性的二氧化硅区域。
二氧化硅基材料(S)以及有机改性的二氧化硅基材料合适地为颗粒，优选多孔颗粒形式。多孔颗粒的体均粒度合适地为约0.5-约500微米，优选约1-约200微米，最优选约1.5-约50微米。颗粒优选基本上为球形。多孔颗粒的平均孔径合适地为约1-约5000埃，优选约10-约3000埃，最优选约50-约2000埃。
或者，二氧化硅基材料(S)和有机改性的二氧化硅基材料合适地为单片材料形式。单片材料合适地具有约10-约3000埃，优选约50-约2000埃的中孔尺寸。
有机改性的二氧化硅基材料的孔径合适地为二氧化硅基材料(S)的孔径的约70-约100％，优选约80-约100％，最优选约90-约100％。
二氧化硅基材料(S)和有机改性的二氧化硅基材料的孔体积合适地为约0.1-约4毫升/克，优选约0.3-约2毫升/克，最优选约0.5-约1.5毫升/克。
二氧化硅基材料(S)和有机改性的二氧化硅基材料的比表面积(BET方法)合适地为约1-约1000平方米/克，优选约25-约700平方米/克，最优选约50-约500平方米/克。
本发明还涉及含本发明的有机改性的二氧化硅基材料的固定相分离材料，和制备该固定相分离材料的方法。该固定相分离材料合适地包括以一个或更多个官能团形式的表面官能化。一个或更多个官能团合适地属于二醇取代的烷基、氨基取代的烷基、氰烷基、氟代烷基、苯基、氟代苯基、苯烷基和C1-C30烷基优选C4、C8和C18烷基中的组。
可使用固态硅(29Si)核磁共振(NMR)光谱法测定二氧化硅基材料的结构。这是已知的方法，它公开于例如阿尔伯特k.(Albert K.)“固定相核磁共振研究(NMR investigation of stationary phases)”，分离科学杂志(J.Sep.Sci.)2003，26，215-224中。具有有机基团连接到硅上以及两个-OSi≡基连接到硅上的硅原子据说具有T2结构。具有有机基团连接到硅上以及三个-OSi≡基连接到硅上的硅原子据说具有T3结构(图1)。
有机改性的二氧化硅基材料中具有T2结构的硅原子的含量与具有T3结构的硅原子的含量之比合适地小于约1，还合适地为约0-约1，优选约0.1-约0.9，优选约0.15-约0.75，最优选约0.2-约0.6，这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定。
固定相分离材料中具有T2结构的硅原子的含量与具有T3结构的硅原子的含量之比合适地小于约0.75，还合适地为约0-约0.5，优选小于约0.5，还优选约0-约0.5，最优选小于约0.3，还优选约0-约0.3，这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定。
T1结构代表具有有机基团连接到硅上且仅仅一个-OSi≡基连接到硅上的硅原子。T1结构基本上不存在于本发明有机改性的二氧化硅基材料内，且还基本上不存在于本发明的固定相分离材料内。
T1含量与有机改性的二氧化硅基材料内所有的(T1+T2+T3)的含量之比合适地为约0-约0.05，优选约0-约0.01，最优选约0-约0.001。T2含量与有机改性的二氧化硅基材料内所有的(T1+T2+T3)的含量(这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定)之比合适地为小于约0.40，还合适地为约0.10-约0.40，优选小于约0.35，还优选约0.15-约0.35。T3含量与有机改性的二氧化硅基材料内所有的(T1+T2+T3)的含量(这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定)之比合适地大于或等于约0.60，还合适地为约0.60-约0.90，优选大于约0.65，还优选为约0.65-约0.85。
T1含量与固定相分离材料内所有的(T1+T2+T3)的含量之比合适地为约0-约0.05，优选约0-约0.01，最优选约0-约0.001。T2含量与固定相分离材料内所有的(T1+T2+T3)的含量(这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定)之比合适地为小于约0.40，还合适地为约0-约0.40，优选小于约0.30，还优选约0-约0.30，最优选小于约0.25，还最优选为约0-约0.25。T3含量与固定相分离材料内所有的(T1+T2+T3)的含量(这通过固态核磁共振(NMR)谱法来测定)之比合适地为大于或等于约0.70，还合适地为约0.70-约1，优选大于约0.75，还优选为约0.75-约1。
具有4个-OSi≡基连接到硅上的硅原子据说具有Q4结构(图2)。纯的二氧化硅包括基本上Q4硅。具有1个羟基连接到硅上和另外3个-OSi≡基连接到硅上的硅原子据说具有Q3结构(图3)。Q4和Q3结构可通过固态硅核磁共振(NMR)谱法来测定。
有机改性的二氧化硅基材料和固定相分离材料合适地包括具有Q4结构的硅原子。
有机改性的二氧化硅基材料的表面合适地包括硅原子，它是没有任何有机基团连接到其上的二氧化硅基材料的一部分。
在完全官能化和/或封端有机改性的二氧化硅基材料的硅烷醇基之后的Q3含量与在官能化和/或封端有机改性的二氧化硅基材料之前的Q 3含量之比合适地为约0.01-约0.99，优选约0.10-约0.95，最优选约0.25-约0.90。
固定相分离材料的孔径合适地为二氧化硅基材料(S)的孔径的约20-约100％，优选约30-约95％，最优选约40-约90％。
固定相分离材料的孔体积合适地为约0.1-约4毫升/克，优选约0.2-约2毫升/克，最优选约0.3-约1.2毫升/克。
固定相分离材料的比表面积(BET方法)合适地为约1-约1000平方米/克，优选约25-约700平方米/克，最优选约50-约500平方米/克。当材料被官能化时，比表面积(BET方法)通常下降。因此，官能化的有机改性的二氧化硅基材料通常具有比有机改性的二氧化硅基材料本身低的比表面积(BET方法)。
有机改性的二氧化硅基材料和固定相分离材料合适地具有大致等于二氧化硅基材料(S)的机械强度。
可通过将材料填充在柱子内，使碱性溶液泵送经过该柱子和测定在洗出液内的硅含量(通过元素分析)，从而测量有机改性的二氧化硅基材料和固定相分离材料在碱性环境内的稳定性。有机改性的二氧化硅基材料和固定相分离材料(其优选C18、C8或C4官能化)的碱性稳定性合适地为小于约0.035[ppm Si/平方米/克]，或者约0-约0.035[ppm Si/平方米/克]，优选小于约0.025[ppm Si/平方米/克]，或约0-约0.025[ppm Si/平方米/克]，这以在洗出液内单位比表面积(BET方法)上的ppm硅为单位(ppm Si/平方米/克)，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mM NaOH穿过填充约2.5克有机改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。有机改性的二氧化硅基材料和固定相分离材料(其优选C18、C8或C4官能化)的碱性稳定性合适地小于约0.2[ppm Si/平方米/克]，或为约0-约0.2[ppm Si/平方米/克]，优选小于约0.15[ppm Si/平方米/克]，或约0-约0.15[ppm Si/平方米/克]，这以在洗出液内单位比表面积(BET方法)上的ppm硅为单位(ppm Si/平方米/克)，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mMNaOH穿过填充约2.5克有机改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
制备固定相分离材料的方法包括通过使有机改性的二氧化硅基材料与一种或更多种含官能团的官能化试剂反应，表面官能化本发明的有机改性的二氧化硅基材料，所述官能团例如是二醇取代的烷基、氨基取代的烷基、氰烷基、氟代烷基、苯基、氟代苯基、苯烷基或C1-C30烷基，优选C4、C8和C18烷基。合适地，官能化试剂是含官能团的有机基硅烷。二氧化硅的表面官能化是已知的工序，且在例如“硅胶和键合相-它们在液晶中的生产、性能和用途(Silica Gel and BondedPhases-Their Production，Properties and Use in LC.)”RaymondP.W.Scott，John Wiley & Sons Ltd.，1993，England，UK，第159-160页中公开了合适的工序的细节。合适地在非水介质，例如甲苯中进行表面官能化。
在使有机改性的二氧化硅基材料与官能化试剂反应之后，优选进行封端步骤。作为封端剂，优选使用三甲基氯代硅烷或二甲基二氯硅烷。
本发明进一步包括固定相分离材料在色谱分离方法中的用途。这种色谱分离方法可以是例如高压液相色谱(HPLC)、超临界流体色谱法(SFC)和模拟移动床(SMB)。
本发明还涉及用于色谱的分离填充柱，它包括本发明的固定相分离材料。
本发明还涉及制备用于色谱的填充柱的方法，该方法包括在柱内填充本发明的固定相分离材料的步骤。
本发明进一步包括从混合物中分离化合物的方法，该方法包括使该混合物与本发明的固定相分离材料接触。
在下述实施例中描述本发明，然而，下述实施例不应当解释为限制本发明的范围。
实施例
实施例1(制备有机改性的二氧化硅基材料)
在室温下将21.50毫升甲基三甲氧基硅烷加入到300毫升Milli-Q-水中。加入30.00g平均粒度为5微米、平均孔径为120埃和比表面积为320平方米/克的二氧化硅颗粒(Kromasil
Figure S2006800474779D00131
)，并加热该混合物到95℃。保持该温度3小时。之后降低温度到80℃，随后添加21毫升25％NH3(aq)。保持该温度2小时。之后，降低温度到室温，并添加21毫升65％HNO3(aq)。加热该混合物到95℃并保持这一温度88小时，之后过滤该混合物并用Milli-Q-水、四氢呋喃(THF)和丙酮洗涤。最终在90℃下干燥该材料4小时。
通过元素分析测定碳含量为3.9重量％。
实施例2(制备有机改性的二氧化硅基材料)
将40.5毫升(33-36)乙基三甲氧基硅烷加入到具有50克平均粒度为5微米、平均孔径为120埃和比表面积为320平方米/克的二氧化硅颗粒(Kromasil
Figure S2006800474779D00141
100埃)的500毫升Milli-Q-水中。加热该混合物到98℃，并保持该温度16小时。冷却该温度到40℃以下，过滤并用Milli-Q-水和丙酮洗涤。在90℃下干燥该材料4小时。
通过元素分析测定碳含量为7.1重量％。
实施例3(制备有机改性的二氧化硅基材料)
将实施例2的产品分散在Milli-Q-水中，并将该混合物放入高压釜中，升高温度到130℃并保持72小时。然后冷却温度到40℃以下，过滤并用Milli-Q-水和丙酮洗涤。在90℃下干燥该材料4小时。
通过元素分析测定碳含量为7.1重量％。
实施例4(制备固定相分离材料)
使用标准工序(即使用在甲苯内的氨基为基础的催化剂)，使用二甲基十八烷基氯代硅烷将实施例1制备的有机改性的二氧化硅基材料进行官能化变为C18-相。在官能化之后，使用三甲基氯代硅烷封端所得相。
测定到来自C18官能度的碳含量为8.6重量％。
实施例5(制备固定相分离材料)
按照与实施例4所述相同的方式官能化实施例3制备的有机改性的二氧化硅基材料。
测定来自C18官能度的碳含量为7.3重量％。
实施例6-14(制备有机改性的二氧化硅基材料)
使用30至40毫升的(or)有机基硅烷，和相同量的其他组分，根据实施例2和实施例3制备进一步的有机改性的二氧化硅基材料。作为有机基硅烷，使用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷。所得材料在一些情况下以与实施例4所述相同的方式进行C18-官能化。C18官能化试剂或者是二甲基十八烷基氯代硅烷(“C18”)或者是甲基十八烷基二氯硅烷(“二-C18”)。表1概述了所使用的组分、其用量和是否使用实施例3的高压釜化步骤。
表1
  实施例   有机基硅烷   高压釜化   有机改性的材料内的碳含量[％]   官能化
  6   甲基三甲氧基硅烷   否   2.9   C18
  7   甲基三甲氧基硅烷   是   3.1   C18
  8   乙基三甲氧基硅烷   否   6.9   -
  9   乙基三甲氧基硅烷   否   6.9   C18
  10   乙基三甲氧基硅烷   是   7.2   -
  11   乙基三甲氧基硅烷   是   7.2   C18
  12   双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷   是   2.6   -
  13   双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷   是   2.6   C18
  14   丙基三甲氧基硅烷   是   6.4   C18
实施例15(固定相分离材料的化学稳定性试验)
尺寸为250×4.6毫米的柱子填充有约2.5克根据实施例4和6制备的固定相分离材料。作为参考，另一柱子填充有含C18-官能化的二氧化硅颗粒的常规C18相(Kromasil 100-5-C18)。
在高压液相色谱(HPLC)设备中，乙腈/50mM HOAc-NEt3 50∶50用作移动相。pH为12。在分析过程中，流速为1毫升/分钟。和在其间为0.1毫升/分钟。温度为25℃。在规则的时间间隔处测试分析物甲苯、去甲替林、丙米嗪和阿米替林。
对所有分析物测定容量因子，k`，它是相对保留行为的量度。
表2-4示出了结果。Δk`/Δt是在最后40分钟内的k`变化。
表2.本发明的固定相(实施例2)
 时间(h)   k`甲苯   Δk`/Δt   k`去甲替林   Δk`/Δt   k`丙米嗪   Δk`/Δt   k`阿米替林   Δk`/Δt
 0   7.62   -   12.15   -   19.55   -   24.58   -
 40   7.74   0.003   13.76   0.040   20.96   0.035   26.33   0.044
 80   7.68   -0.0015   14.09   0.0082   21.16   0.0050   26.56   0.0058
 120   7.66   -0.0005   14.26   0.0042   21.25   0.0022   26.68   0.0030
表3.本发明的固定相(实施例5)
  时间(h)   k`甲苯   Δk`/Δt   k`去甲替林   Δk`/Δt   k`丙米嗪   Δk`/Δt   k`阿米替林   Δk`/Δt
  0   7.22   -   11.41   -   18.92   -   23.73   -
  40   7.37   -0.0038   13.42   0.050   20.90   0.050   26.21   0.062
  80   7.36   -0.0002   13.78   0.0090   21.13   0.025   26.55   0.0085
  120   7.33   -0.0008   14.00   0.0055   21.31   0.0045   26.77   0.0055
表4.常规的C18-相(Kromasil)
 时间(h)   k`甲苯   Δk`/Δt   k`去甲替林   Δk`/Δt   k`丙米嗪   Δk`/Δt   k`阿米替林   Δk`/Δt
 0   8.45   -   15.22   -   25.18   -   32.67   -
 40   8.61   0.0040   19.94   0.12   27.76   0.064   35.89   0.080
 80   8.61   0   21.69   0.044   28.49   0.018   36.69   0.020
 120   8.62   0.0002   22.88   0.030   29.07   0.014   37.37   0.017
对于常规的C18相来说，结果表明对于仅仅与疏水C18官能度显著地相互作用的甲苯来说，随着时间流逝C18官能度没有劣化。然而，还与亲水结构，例如硅烷醇基相互作用的其他分析物的结果表明随着时间流逝，相互作用增加，从而表明在二氧化硅表面处的劣化过程。对于本发明的C18相来说，C18官能度比常规的C18相在小得多的程度上劣化。因此，本发明的C18相的化学稳定性显著高于常规的C18相。
实施例16(固定相分离材料的化学稳定性试验)
尺寸为250×4.6毫米的柱子各自填充有约2.5g根据实施例7、8、10、12、13和15制备的固定相分离材料。作为参考，一根柱子填充有含C18-官能化的二氧化硅颗粒的常规C18相(Kromasil100-5-C18)。
在高压液相色谱(HPLC)设备中，使用25mM K-PO4缓冲液(pH6)/甲醇50∶50作为移动相，测试分析物去甲替林和阿米替林。流速为1毫升/分钟，和温度为25℃。对每一分析物测定容量因子，k`，它是相对保留行为的量度。
之后使柱子置于0.1M NaOH(含水)/乙醇50∶50中5小时。在柱子平衡之后，使用与前面相同的条件再次测定分析物的容量因子。
表5中示出了容量因子的变化。
表5
Figure S2006800474779D00171
结论：在碱性条件下，本发明的材料在容量因子的稳定性方面得到比常规C18-相好的结果。
实施例17(当硅损耗(leakage)时固定相分离材料的化学稳定性)
将全部根据结合的实施例2和3(乙基改性，高压釜处理)制造并根据实施例4的工序用甲基十八烷基二氯硅烷官能化的三个批次的固定相分离材料各2.5克各自填充在长度215毫米和内径4.6毫米的三根柱子内。材料的比表面积各自为约140平方米/克。在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下，泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mM NaOH经过每一柱子。通过元素分析测定洗出液内的硅含量。还提供具有常规的C18改性固定相填充的柱子。通过分别泵送体积关系为1∶1的10mM NaOH∶乙醇和体积关系为1∶1的100mM NaOH∶乙醇经过新鲜的柱子，重复该工序。表6中示出了结果。
表6.在洗出液内的硅含量
Figure S2006800474779D00172
结论：本发明的材料显示出比常规C18相高得多的抗强碱溶液的稳定性。在不同批次之间稳定性可以再现。
实施例18(固定相分离材料的机械稳定性)
通过使用40巴的压力，填充约25毫米二氧化硅颗粒在内径为50毫米的柱子内，测量多孔二氧化硅颗粒的机械稳定性。移动相泵送经过该柱子，和为了使移动相穿过该柱子，测量需要过量的反压。之后将二氧化硅颗粒置于60、80、100、120、150、200、250和300巴的压力下，其中在每一活塞压力下测量反压。测定在每一活塞压力下增加到40巴的压力[％]。
通过所述的方法测定根据实施例3制备的有机改性的二氧化硅基材料(乙基改性)的机械稳定性。作为比较，测试常规的材料(KromasilC4)，它在(纯)裸二氧化硅上C4官能化。
表7中示出了结果。
表7
Figure S2006800474779D00181
结论：本发明的有机改性的二氧化硅基材料具有优良的机械稳定性。
实施例19(官能化程度的对照)
根据结合的实施例2和3的方法，改变有机基硅烷(乙基三甲氧基硅烷)的用量，制备有机改性的二氧化硅基材料。然后按照实施例4的工序C18官能化。残留的硅烷醇用三甲氧基硅烷封端。测定在有机改性的二氧化硅基材料内和在C18官能化的相内的碳含量。图4中示出了关系。
结论：在有机改性的二氧化硅基材料内的碳含量和在官能化的相同材料内的碳含量之间存在清楚的关系。图4示出了该关系。这一关系使得可有效地控制官能化程度。

Claims (71)

1.制备有机基改性的二氧化硅基材料的方法，该方法包括在含25-100重量％水的含水介质内混合二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)，提供反应混合物，和使该混合物反应，其中一种或更多种有机基硅烷化合物(A)具有：
-通式(R1)3-n(X)nSiR3，其中R1是C1-C4烷基、C2-C4链烯基或C2-C4炔基，R3是C1-C8烷基、C2-C8链烯基或C2-C8炔基，和X是离去基，n＝2或3，或
-通式(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m，其中R4和R5彼此独立地为C1-C4烷基，C2-C4链烯基或C2-C4炔基，R6是C1-C8亚烷基、C2-C8亚烯基或C2-C8亚炔基，和X与Y是离去基，n＝2或3，m＝2或3，
二氧化硅基材料(S)是多孔颗粒形式，或者单片材料形式，它的中孔孔径为10-3000埃。
2.权利要求1的制备有机基改性的二氧化硅基材料的方法，其中一种或更多种有机基硅烷化合物(A)具有
-通式(R1)3-n(X)nSiR3，其中R1是C1-C2烷基，R3是C1-C2烷基，和X是离去基，n＝2或3，或
-通式(R4)3-n(X)nSiR6Si(R5)3-m(Y)m，其中R4和R5彼此独立地为C1-C2烷基，R6是C1-C3亚烷基或C2-C3亚烯基，和X与Y是离去基，n＝2或3，m＝2或3。
3.权利要求1的制备有机基改性的二氧化硅基材料的方法，其中通过任何顺序，(i)添加一种或更多种有机基硅烷化合物A到含25-100重量％水的含水介质内，并在其内至少部分溶解，和(ii)添加二氧化硅基材料(S)，提供该反应混合物。
4.权利要求2的制备有机基改性的二氧化硅基材料的方法，其中通过任何顺序，(i)添加一种或更多种有机基硅烷化合物A到含25-100重量％水的含水介质内，并在其内至少部分溶解，和(ii)添加二氧化硅基材料(S)，提供该反应混合物。
5.权利要求1-4任何一项的方法，其中反应混合物的温度为40-300℃。
6.权利要求1-4任何一项的方法，其中反应混合物的温度为75-175℃。
7.权利要求1-4任何一项的方法，包括第一步，其中二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)的反应混合物在温度TEMP1下反应，接着第二步，其中包括将第一步生产的已反应的二氧化硅基材料置于温度TEMP2下，其中TEMP2＞TEMP1。
8.权利要求5的方法，包括第一步，其中二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)的反应混合物在温度TEMP1下反应，接着第二步，其中包括将第一步生产的已反应的二氧化硅基材料置于温度TEMP2下，其中TEMP2＞TEMP1。
9.权利要求6的方法，包括第一步，其中二氧化硅基材料(S)和一种或更多种有机基硅烷化合物(A)的反应混合物在温度TEMP1下反应，接着第二步，其中包括将第一步生产的已反应的二氧化硅基材料置于温度TEMP2下，其中TEMP2＞TEMP1。
10.权利要求7的方法，其中温度TEMP1在75-100℃范围内，和温度TEMP2在100-175℃范围内。
11.权利要求8的方法，其中温度TEMP1在75-100℃范围内，和温度TEMP2在100-175℃范围内。
12.权利要求9的方法，其中温度TEMP1在75-100℃范围内，和温度TEMP2在100-175℃范围内。
13.通过权利要求1-12任何一项的方法获得的有机基改性的二氧化硅基材料。
14.有机基改性的二氧化硅基材料，它包括未改性的二氧化硅部分，以及含烷基、链烯基或炔基键合到在-OSi≡基内包括的硅原子上和/或亚烷基、亚烯基或亚炔基键合到各自包括在-OSi≡基内的两个硅原子上的部分，该有机基改性的二氧化硅基材料为多孔颗粒形式或者单片材料形式，它的中孔孔径为10-3000埃。
15.权利要求14的有机基改性的二氧化硅基材料，其中烷基是C1-C4烷基，链烯基是C2-C4链烯基，炔基是C2-C4炔基。
16.权利要求14的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C8亚烷基，亚烯基是C2-C8亚烯基，亚炔基是C2-C8亚炔基。
17.权利要求15的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C8亚烷基，亚烯基是C2-C8亚烯基，亚炔基是C2-C8亚炔基。
18.权利要求14的有机基改性的二氧化硅基材料，其中烷基是C1-C2烷基，链烯基是C2-C3链烯基，炔基是C2-C3炔基。
19.权利要求15的有机基改性的二氧化硅基材料，其中烷基是C1-C2烷基，链烯基是C2-C3链烯基，炔基是C2-C3炔基。
20.权利要求16的有机基改性的二氧化硅基材料，其中烷基是C1-C2烷基，链烯基是C2-C3链烯基，炔基是C2-C3炔基。
21.权利要求17的有机基改性的二氧化硅基材料，其中烷基是C1-C2烷基，链烯基是C2-C3链烯基，炔基是C2-C3炔基。
22.权利要求14的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C3亚烷基，亚烯基是C2-C3亚烯基，亚炔基是C2-C3亚炔基。
23.权利要求15的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C3亚烷基，亚烯基是C2-C3亚烯基，亚炔基是C2-C3亚炔基。
24.权利要求16的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C3亚烷基，亚烯基是C2-C3亚烯基，亚炔基是C2-C3亚炔基。
25.权利要求17的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C3亚烷基，亚烯基是C2-C3亚烯基，亚炔基是C2-C3亚炔基。
26.权利要求18的有机基改性的二氧化硅基材料，其中亚烷基是C1-C3亚烷基，亚烯基是C2-C3亚烯基，亚炔基是C2-C3亚炔基。
27.权利要求14的有机基改性的二氧化硅基材料，包括含C1-C4烷基键合到在OSi≡基内包括的硅原子上的部分。
28.权利要求15的有机基改性的二氧化硅基材料，包括含C1-C4烷基键合到在OSi≡基内包括的硅原子上的部分。
29.权利要求16的有机基改性的二氧化硅基材料，包括含C1-C4烷基键合到在OSi≡基内包括的硅原子上的部分。
30.权利要求13-29任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料，其中具有T2结构的硅原子含量与具有T3结构的硅原子的含量之比小于1，这通过固态核磁共振谱法来测定，其中具有T2结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及两个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T3结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及三个-OSi≡基连接到硅上的硅原子。
31.权利要求13-29任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料，其中T3的含量与在有机基改性的二氧化硅基材料内的所有(T1+T2+T3)含量之比大于或等于0.60，通过固态核磁共振谱法来测定，其中具有T1结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上且仅仅一个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T2结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及两个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T3结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及三个-OSi≡基连接到硅上的硅原子。
32.权利要求30的有机基改性的二氧化硅基材料，其中T3的含量与在有机基改性的二氧化硅基材料内的所有(T1+T2+T3)含量之比大于或等于0.60，通过固态核磁共振谱法来测定，其中具有T1结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上且仅仅一个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T2结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及两个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T3结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及三个-OSi≡基连接到硅上的硅原子。
33.权利要求13-29任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
34.权利要求30的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
35.权利要求31的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
36.权利要求32的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
37.权利要求13-29任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
38.权利要求30的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
39.权利要求31的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
40.权利要求32的有机基改性的二氧化硅基材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
41.权利要求13-29任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
42.权利要求30的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
43.权利要求31的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
44.权利要求32的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
45.权利要求33的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
46.权利要求34的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
47.权利要求35的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
48.权利要求36的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
49.权利要求37的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
50.权利要求38的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
51.权利要求39的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
52.权利要求40的有机基改性的二氧化硅基材料，包括在表面到二氧化硅基材料内以浓度逐渐降低的方式分布的有机基团。
53.权利要求13-52任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料作为色谱用固定相分离材料的用途。
54.权利要求13-52任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料作为当制备色谱用固定相分离材料时供进一步官能化的基础材料的用途。
55.固定相分离材料，包括权利要求13-52任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料。
56.权利要求55的固定相分离材料，进一步包括一个或更多个官能团形式的表面官能化剂。
57.权利要求56的固定相分离材料，其中一个或更多个官能团属于二醇取代的烷基、氨基取代的烷基、氰烷基、氟代烷基、苯基、氟代苯基、或苯烷基中的组。
58.权利要求56的固定相分离材料，其中所述一个或更多个官能团是C1-C30烷基。
59.权利要求55-58任何一项的固定相分离材料，其中T3含量与在固定相分离材料内的所有(T1+T2+T3)含量之比大于或等于0.70，通过固态核磁共振谱法来测量，其中具有T1结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上且仅仅一个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T2结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及两个-OSi≡基连接到硅上的硅原子，具有T3结构的硅原子是指具有有机基团连接到硅上以及三个-OSi≡基连接到硅上的硅原子。
60.权利要求55-58任何一项的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
61.权利要求59的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.035ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的10mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
62.权利要求55-58任何一项的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mMNaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
63.权利要求59的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
64.权利要求60的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
65.权利要求61的固定相分离材料，其碱稳定性小于0.2ppm Si/平方米/克，其中以在洗出液内通过BET方法测量的单位比表面积上的ppm硅为单位，即ppm Si/平方米/克，根据在1毫升/分钟的速度下，在25℃的温度下泵送41.5毫升与乙醇以1∶1的体积关系混合的100mM NaOH穿过填充2.5克有机基改性的二氧化硅基材料的长度为215毫米和内径为4.6毫米的柱子而测定。
66.制备固定相分离材料的方法，该方法包括使权利要求13-52任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料与含官能团的官能化试剂反应。
67.权利要求66的方法，其中官能团是二醇取代的烷基、氨基取代的烷基、氰烷基、氟代烷基、苯基、氟代苯基、或苯烷基。
68.权利要求66的方法，其中官能团是C1-C30烷基。
69.权利要求66-67任何一项的方法，其中官能化试剂是有机基硅烷。
70.权利要求13-52任何一项的有机基改性的二氧化硅基材料或者权利要求55-65任何一项的固定相分离材料在色谱分离方法中的用途。
71.用于色谱的分离柱，包括权利要求55-65任何一项的固定相分离材料。
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