CN102527356B

CN102527356B - 一种液相色谱硅胶固定相及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN102527356B
Application number: CN 201110449002
Authority: CN
Inventors: 冯钰锜; 彭西甜
Original assignee: Vitec Technology (wuhan) Co Ltd
Current assignee: Vitec Technology (wuhan) Co Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102527356A

Abstract

本发明涉及一种液相色谱硅胶固定相，该硅胶固定相在硅胶上连接有氨基硅烷偶联剂和正辛基硅烷偶联剂。其制备方法为以无水甲苯作为溶剂，活化的硅胶与氨基硅烷偶联剂和正辛基硅烷偶联剂在三乙胺存在下回流或者室温反应1-25h，得到所述的液相色谱固定相。本发明将辛基和氨基键合在硅胶表面，使固定相具有疏水和弱阴离子交换的功能。将该固定相用于水溶性和脂溶性维生素混合物的分离，对分析物可以提供多重保留机理，取得了很好的分离效果。此外，制备这种混合模式固定相的原材料价格低廉，制备方法简单，具有很好的应用前景。

Description

一种液相色谱硅胶固定相及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种反相-弱阴离子交换硅胶固定相及其制备方法和在水溶性和脂溶性维生素分离中的应用。

背景技术

高效液相色谱法是当代色谱技术最主要的组成部分，是近代分析化学中发展最快、应用最广的分离分析技术，它在化学、医药、食品、环保、生化及工业制备等众多领域发挥越来越重要的作用。在高效液相色谱系统中，色谱固定相一直以来都是色谱分析的核心，高选择性色谱固定相的研制是现代高效液相色谱最活跃的前沿研究领域。尽管液相色谱固定相这一领域已开发了多种色谱填料，如有机高分子、石墨化碳及无机氧化物等材料，但硅胶作为柱填料仍具有不可替代的地位，目前80%以上的固定相是硅胶基质的。这是由于硅胶除了具有良好的机械强度、容易控制的孔结构和比表面积、较好的化学稳定性和热稳定性以及专一的表面化学反应等优点以外，还有一个突出的优点就是其表面含有丰富的硅羟基，可以进行各种表面化学键合或改性，由此制成各种各样的硅胶键合固定相，如正相、反相、离子交换、凝胶、亲和、手性等多种色谱固定相。这些固定相的出现促进了各种高效液相色谱分离模式形成和发展，解决各领域的多种分离分析难题，从而推动了现代高效液相色谱理论和技术发展。

以十八烷基键合硅胶(ODS)为代表的反相型固定相，因其柱效高、稳定性好、适用范围广、使用方便而迅速商品化，成为“广谱型”色谱固定相。然而，对于高极性的带电化合物以及复杂的样品，二级相互作用使峰形变差的问题以及反相柱较差的选择性经常会产生差的分离效果。离子交换色谱（IEC），离子对色谱（IPC）以及亲水作用色谱（HILIC）有时候可以解决对离子化合物的分离，但是对相同电荷的离子化合物IEC的分离效果很差；而且，对于复杂的样品，采用这些色谱模式很难达到同时分离物理化学性质相差很大的分析物。

混合模式的色谱结合疏水作用和离子交换作用在同一根柱子上，可以很好的解决以上问题。同反相色谱分离离子化合物相比，混合模式的色谱是另一种很有价值的选择和补充，由于具有多种保留机理他可以提供更好的分离选择性。带电的极性官能团的嵌入，可以解决反相色谱中在高的水相条件下流动相不能浸湿固定相的孔道的问题，改善分析物在固定相中的传质，增加了固定相与分析物的相互作用。此外，混合模式的色谱还具有很多其他的优势：在水溶液中好的稳定性，改善碱性化合物的峰形，应用范围更广，更容易调节分析物的保留以及选择性。

维生素是一大类的有机化合物，在有机体内含量很少，但是他们对人类身体正常生长、自我调节以及身体机能具有很大的意义。这类化合物主要分为两大类：水溶性维生素和脂溶性维生素。维生素缺乏会导致很多疾病，例如高血脂、高血压、肥胖以及心血管疾病等等。复合维生素片因此被人类用来预防和阻止这些疾病的发生。因此，检测复合维生素片中维生素的含量具有很大的实际意义。目前，对于维生素的分离检测最大的问题是他们多种多样的物理化学性质，例如水溶性的B和C族以及脂溶性的A、D和K族，在传统的单一的反相色谱住上很难达到同时分离检测这些化合物。而混合模式的色谱可以提供多种保留机理，很适合用于这类物质的分离。例如，Moreno等人就采用了一种混合模式反相-弱阴离子交换的硅胶固定相（如下结构式Ⅲ所示）用于10种水溶性维生素和脂溶性维生素的分离，不同性质的维生素在该柱子上具有不同的保留机理，因此取得了很好的的分离效果。但是该固定相的制备方法较为复杂，因此有必要开发价格低廉、简单的以及高选择性的混合模式反相-弱阴离子交换的硅胶固定相用于多种维生素混合物的同时分离分析。

基于以上的介绍，我们采用一步法制备了一种新型的混合模式反相-弱阴离子交换的硅胶固定相：将正辛基和氨基的硅烷偶联剂按照一定的比例同活化的硅胶反应。所制备的反相-弱阴离子交换硅胶固定相用于水溶性和脂溶性维生素的分离：对酸性的维生素可以提供反相-弱阴离子交换的保留机理；对碱性的维生素可以提供反相-离子排斥的保留机理；对中性的维生素可以提供反相的保留机理。因此，水溶性和脂溶性维生素在所制备的混合模式反相-弱阴离子交换的色谱柱上可以得到有效的分离。

发明内容

本发明就是针对上述问题提供一种混合模式反相-弱阴离子交换的硅胶固定相的制备方法及其在水溶性和脂溶性维生素分离中的应用。

本发明提供的技术方案是：一种液相色谱硅胶固定相，该硅胶固定相在硅胶上连接有下述式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂所示结构的化合物；

式Ⅰ和式Ⅱ中R=OMe（甲氧基）、OEt（乙氧基）或Cl。

连接在硅胶表面的式I化合物和式II化合物的反应用量摩尔比为1：0.5~10。

本发明还提供了上述液相色谱固定相的制备方法：甲苯作为溶剂，活化的硅胶与式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂在三乙胺存在下回流或者室温反应1-25 h得到所述的液相色谱硅胶固定相。

上述式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂的反应用量摩尔比为1：0.5~10。

本发明上述的液相色谱硅胶固定相，用于水溶性维生素和脂溶性维生素的分离以及有机酸的分离或烷基苯的分离。

本发明将正辛基和氨基的硅烷偶联剂同活化的硅胶混合，三乙胺存在下，在甲苯中回流或室温反应，即可得到键合有疏水的辛基官能团和提供弱阴离子交换的氨基官能团的混合模式硅胶固定相，以式Ⅰ和式Ⅱ中R为乙氧基为例，其反应如式Ⅳ所示：

将该固定相用于水溶性和脂溶性维生素的分离，取得了很好的分离效果。此外，该固定相制备方法简单，应用广泛，重现性好，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为10种水溶性和脂溶性维生素标样混合物（A）以及复合维生素片加标样品（B）的分离色谱图。流动相条件如下：A: 20 mM，pH 4.2甲酸胺, B: 乙腈; 梯度: 0–3 min: 3%B; 3–18 min, 3% B–80% B; 18–26 min: 80% B; 27–35 min: 3% B; 流速: 1.0 mL·min^-1, 检测波长: 280 nm, 柱温: 30℃。色谱峰: 1.维生素B1, 2. 维生素B6, 3. 维生素B3-amide, 4. 维生素C, 5. 维生素B2, 6. 维生素B12, 7. 维生素B3, 8. 维生素A醋酸酯, 9. 维生素D3, 10. 维生素K1。

图2为6种苯甲酸类物质的分离。流动相条件如下：乙腈/ pH=3.0, 20 mM 乙酸铵, (v/v, 50/50); 流速: 1.0 mL·min^-1; 检测波长: 254 nm; 柱温: 40℃。色谱峰: 1.对羟基苯甲酸, 2.苯甲酸, 3.邻氯苯甲酸, 4.间硝基苯甲酸, 5.对硝基苯甲酸, 6. 3,5-二硝基苯甲酸。

图3为4种烷基苯的分离。流动相条件如下：乙腈/ 水, (v/v, 50/50); 流速: 1.0 mL·min^-1; 检测波长: 254 nm; 柱温: 40℃。色谱峰: 1.苯, 2.甲苯, 3.乙苯, 4.丙苯。

具体实施方式

实施例1 疏水-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相的制备。

2.5 g活化的硅胶加入到60 ml经处理过的无水甲苯，然后加入0.99 g正辛基三乙氧基硅烷和0.80 g 3-氨丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶联剂总摩尔数为0.0072，摩尔比1：1），机械搅拌，滴入3滴三乙胺。N₂保护下加热回流反应20 h后，冷却，抽虑，依次用甲苯、甲醇和丙酮洗涤数次，60℃下真空干燥5h后待用。

实施例2 疏水-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相的制备。

2.5 g活化的硅胶加入到60 ml经处理过的无水甲苯，然后加入1.59 g正辛基三乙氧基硅烷和0.32 g 3-氨丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶联剂总摩尔数为0.0072，摩尔比4：1），机械搅拌，滴入3滴三乙胺。N₂保护下加热回流反应20 h后，冷却，抽虑，依次用甲苯、甲醇和丙酮洗涤数次，60℃下真空干燥5h后待用。

实施例3 疏水-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相的制备。

2.5 g活化的硅胶加入到60 ml经处理过的无水甲苯，然后加入1.77 g正辛基三乙氧基硅烷和0.18 g 3-氨丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶联剂总摩尔数为0.0072，摩尔比8：1），机械搅拌，滴入3滴三乙胺。N₂保护下加热回流反应20 h后，冷却，抽虑，依次用甲苯、甲醇和丙酮洗涤数次，60℃下真空干燥5h后待用。

实施例4 疏水-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相的制备。

2.5 g活化的硅胶加入到60 ml经处理过的无水甲苯，然后加入1.35 g正辛基三甲氧基硅烷和0.26 g 3-氨丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂总摩尔数为0.0072，摩尔比4：1），机械搅拌，滴入3滴三乙胺。N₂保护下加热回流反应20 h后，冷却，抽虑，依次用甲苯、甲醇和丙酮洗涤数次，60℃下真空干燥5h后待用。

实施例5 疏水-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相的制备。

2.5 g活化的硅胶加入到60 ml经处理过的无水甲苯，然后加入1.42 g正辛基三氯硅烷和0.28 g 3-氨丙基三氯硅烷（硅烷偶联剂总摩尔数为0.0072，摩尔比4：1），机械搅拌，滴入3滴三乙胺。N₂保护下室温反应20 h后，冷却，抽虑，依次用甲苯、甲醇和丙酮洗涤数次，60℃下真空干燥5h后待用。

此外，固定硅烷偶联剂的总摩尔数相同（0.072 mol）和硅胶的质量，改变两种硅烷偶联剂的比例，其他反应步骤同上，可以得到其他不同性质的反相-弱阴离子交换混合模式硅胶固定相。

实施例6 装柱

匀浆法将辛基氨基共同键合硅胶固定相(5

)填充入150×4.6 (mm i.d.)不锈钢柱，以流动相平衡色谱柱。

实施例 7 维生素片预处理

首先将维生素片碾碎，加入50mL的乙腈/水混合物（1/4）,经超声提取、离子、过滤后，进液相色谱分析。

实施例8 水溶性和脂溶性维生素的分离

将10种维生素的混合标准溶液以及加标后的复合维生素片提取液进液相色谱，采用本专利所制备的辛基氨基共同键合硅胶固定相（反应摩尔比4:1）进行分离，色谱图如图1所示，显示了很好的分离效果。

实施例9 苯甲酸类物质的分离

将6种苯甲酸类物质进液相色谱，采用本专利所制备的辛基氨基共同键合硅胶固定相（反应摩尔比8:1）进行分离，色谱图如图2所示，显示了很好的分离效果。

实施例10 烷基苯的分离

将4种烷基苯类物质进液相色谱，采用本专利所制备的辛基氨基共同键合硅胶固定相（反应摩尔比8:1）进行分离，色谱图如图3所示，显示了很好的分离效果。

Claims

1.一种液相色谱硅胶固定相，其特征在于：该硅胶固定相在硅胶上连接有下述式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂所示结构的化合物；并通过下法制得：无水甲苯作为溶剂，活化的硅胶与式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂在三乙胺存在下回流或者室温反应1-25 h，得到所述的液相色谱硅胶固定相；连接在硅胶表面的式I化合物和式II化合物的反应用量摩尔比为1：0.5~10；

式Ⅰ和式Ⅱ中R=OMe、OEt或Cl。

2.权利要求1所述的液相色谱硅胶固定相的制备方法，其特征在于：无水甲苯作为溶剂，活化的硅胶与式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂在三乙胺存在下回流或者室温反应1-25 h，得到权利要求1所述的液相色谱硅胶固定相；式I的氨基硅烷偶联剂和式II的正辛基硅烷偶联剂的反应用量摩尔比为1：0.5~10。

3.权利要求1所述的液相色谱硅胶固定相用于水溶性维生素和脂溶性维生素的分离。

4.权利要求1所述的液相色谱硅胶固定相用于有机酸的分离或烷基苯的分离。