CN102940979B - 一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机聚合材料色谱研究领域，公开了一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法及其应用。该方法包括以下步骤：将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀，超声脱气后，灌入经预处理的石英毛细管中，封口，热引发聚合反应，反应完毕后除去石英毛细管中的未反应物，得到环糊精有机聚合物毛细管整体柱。该环糊精有机聚合物毛细管整体柱可应用于在极性物质碱基、核苷和小肽的分离分析研究中。
Description
技术领域
本发明属于有机聚合物材料学领域，特别涉及一种以点击化学反应为键合的方法制备单-6-（4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑）-β-环糊精单体，再结合柱内原位反应“一步”制备单-6-（4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑）-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱的方法及应用。
背景技术
环糊精（Cycfodextrin，CD），是由D-吡喃葡萄糖单元通过1,4-α糖苷键连接得到的一系列环状低聚糖的总称，被称作“第二代超分子化合物”。作为一种功能强大的主要手性选择剂，环糊精及其衍生物在手性药物的分离领域得到了广泛的应用。[Bai ZW，Lai XH,Chen L,Ching CB,Ng SC.Arylcarbamoylatedallylcarbamido-b-cyclodextrin:synthesis and immobilization on nonfunctionalizedsilica gel as a chiral stationary phase.Tetrahedron Lett.2004;45(39):7323-7326.；Lai XH,Ng SC.
Mono(6A-N-allylamino-6A-deoxy)perphenylcarbamoylated-cyclodextrin:synthesisand application as a chiral stationary phase for HPLC.Tetrahedron Lett.2003;44(13):2657-2660.;Mitchell C,Desai M,McCulla R,Jenks W，Armstrong DW.Use of Native and Derivatized Cyclodextrin Chiral Stationary Phases for theEnantioseparation of Aromatic and Aliphatic Sulfoxides by High PerformanceLiquid Chromatography.Chromatographia 2002;56(3-4):127-135.]。亲水作用色谱是近年来迅速发展的针对强极性化合物的色谱分离技术，色谱固定相是其核心元件，但目前还不存在像ODS柱一样具有普适合性的实例。近年来，环糊精应用于亲水作用色谱中的研究也逐渐引起了人们的重视[Liu Y，Urgaonkar S,Verkade JG，Armstrong DW.Separation and characterization of underivatizedoligosaccharides using liquid chromatography and liquidchromatography–electrospray ionization mass spectrometry.J.Chromatogr.A 2005;1079(1-2):146–152.;Wang C,Jiang C,Armstrong DW.Considerations on HILICand polar organic solvent-based separations:Use of cyclodextrin and macrocyclicglycopetide stationary phases.J.Sep.Sci.2008;31(11):1980-1990.]，这主要是鉴于环糊精大量暴露在外的羟基及特殊的筒状空腔结构，因此作为亲水作用色谱固定相具有天然优势，有望对强极性物质进行高效快速分离[Iha RK,WooleyKL,AM,Burke DJ,Kade MJ,Hawker CJ.Applications of Orthogonal,“Click”Chemistries in the Synthesis of Functional Soft Materials.Chem.Rev.2009;109(11):5620-86.；Slater M,Snauko M,Svec F,Fréchet JM."Clickchemistry"in the preparation of porous polymer-based particulate stationary phasesfor mu-HPLC separation of peptides and proteins.Anal Chem.2006;78(14):4969-4975.]。自Fujimura[Kazumi F，Teruhisa U,Teiichi A.Retention Behavior ofSome Aromatic Compounds on Chemically Bonded Cyclodextrin Silica StationaryPhase in Liquid Chromatography.Anal.Chem.1983;55(3):446-450.]和DeMond[Armstrong DW，Wade D.Cyclodextrin Bonded Phases For the LiquidChromatographic Separation of Optical,Geometrical,and Structural Isomers.J.Chromatogr.Sci.1984;22(9):411-415.]将环糊精通过牢固的化学键固载到硅胶的表面后，环糊精及其衍生物作为固定相分离材料的研究也越来越多了[SzetliJ.Introduction and General Overview of Cyclodextrin Chemistry.Chem.Rev.1998;98(5):1743-1754.;Armstrong DW，Tang YB,Ward T,Nichols M.Derivatizedcyclodextrins immobilized on fused-silica capillaries for enantiomeric separationsvia capillary electrophoresis,gas chromatography,or supercritical fluidchromatography.Anal.Chem.1993;65(8):1114-1117.]。整体材料由于制备方法简单、易于改性、柱压低、渗透性好、可快速分离等优点，近年来成为色谱材料研究的一个重要领域，同样环糊精整体柱也成为目前研究的热点内容之一。其根据基质的区别，大致分为无机硅胶型[Ishizuka N,Minakuchi H,Nakanishi K,Soga N,Nagayama H,Hosoya K,Tanaka N.Performance of a Myonolithic SilicaColumn in a Capillary under Pressure-Driven and Electrodriven Conditions.Anal.Chem.2000;72(6):1275-1280.；Sugrue E,Nesterenko PN,Paull B.Fastionchromatography of inorganic anions and cations on a lysine bonded porous silicamonolith.J.Chromatogr.A 2005;1075(1-2):167-175.]和有机聚合物型环糊精整体柱[Koide T,Ueno K.Enantiomeric Separations of Cationic and NeutralCompounds by Capillary Electrochromatography with Charged PolyacrylamideGels Incorporating Chiral Selectors.Anal.Sci.1998;14(5):1021-1023.；Koide T，Ueno K.Enantiomeric Separations of Cationic and Neutral Compounds byCapillary Electrochromatography with β-Cyclodextrin-Bonded ChargedPolyacrylamide Gels.Anal.Sci.1999;15(8):791-794.]。其中，有机聚合物型整体柱又包括均匀凝胶柱（homogeneous gels）[Koide T,Ueno K.EnantiomericSeparations of Cationic and Neutral Compounds by CapillaryElectrochromatography with Charged Polyacrylamide Gels Incorporating ChiralSelectors.Anal.Sci.1998;14(5):1021-1023.；Koide T，Ueno K.EnantiomericSeparations of Cationic and Neutral Compounds by CapillaryElectrochromatography with β-Cyclodextrin-Bonded Charged Polyacrylamide Gels.Anal.Sci.1999;15(8):791-794.]以及刚性整体柱（rigid monolith）[Guerrouache M,Millot MC,Carbonnier B.Functionalization of Macroporous Organic PolymerMonolith Based on Succinimide Ester Reactivity for Chiral CapillaryChromatography:A Cyclodextrin Click Approach.Macromol.Rapid Commun.2009;30(2):109-113.;Pumera M,Jelínek I,J,Benada O.β-cyclodextrin-modified monolithic stationary phases for capillaryelectrochromatography and nano-HPLC chiral analysis of ephedrine and ibuprofen.J.Liq.Chromatogr.Relat.Technol.2002;25(16):2473-2484.;Lv Y，Mei D,Pan X,Tan T.Preparation of novel β-cyclodextrin functionalized monolith and itsapplication in chiral separation.J.Chromatogr.B2010;878(26):2461-4.]。然而，由于难以得到适合的环糊精单体，刚性环糊精整体柱的研究还处于滞后的状态，这严重制约了其在色谱分离领域的推广应用。
为了克服这一困难，Pumera等尝试通过“两步法”来制备整体柱，即先制备带活性官能团的整体柱前柱，然后再注入相应的结构明确的环糊精衍生物进行修饰[Pumera M,Jelínek I,J,Benada O.β-cyclodextrin-modifiedmonolithic stationary phases for capillary electrochromatography and nano-HPLCchiral analysis of ephedrine and ibuprofen.J.Liq.Chromatogr.Relat.Technol.2002;25(16):2473-2484.;Lv Y,Mei D,Pan X,Tan T.Preparation of novelβ-cyclodextrin functionalized monolith and its application in chiral separation.J.Chromatogr.B 2010;878(26):2461-4.]。Pumera等先合成了poly(BMA-co-EDMA)基质的整体柱，然后将β-环糊精及其衍生物通过物理和化学键的作用修饰在整体固定相表面，并用于电色谱和液相分离，获得了良好的结果[Pumera M,Jelínek I,J,Benada O.β-cyclodextrin-modified monolithicstationary phases for capillary electrochromatography and nano-HPLC chiralanalysis of ephedrine and ibuprofen.J.Liq.Chromatogr.Relat.Technol.2002;25(16):2473-2484.]；Lv及其课题组成员则通过先行制备poly(GMA-co-EDMA)基质的整体柱，其环氧基团开环与氨乙基β-环糊精共价键合合成整体柱[Lv Y,Mei D,Pan X,Tan T.Preparation of novel β-cyclodextrin functionalized monolithand its application in chiral separation.J.Chromatogr.B2010;878(26):2461-4.]。
点击化学(Click chemistry)由诺贝尔奖获得者Sharpless于2001年提出[Kolb HC,Finn MG,Sharpless KB.Click chemistry:Diverse chemical functionfrom a few good reactions.Angew Chem Int Ed Engl.2001;40(11):2004-2021.]，即希望化学反应像操作个人电脑一样（仅需点击鼠标）可控、简单、高效、快捷。它是一种基于高效、高选择性的C-X（X为杂原子）成键反应来实现大量新化合物制备的一种可靠、实用的合成方法，是组合化学的简化与发展[Moses JE,Moorhouse AD.The growing applications of click chemistry.Chem Soc Rev.2007;36(8):1249-62.；Patton GC.Development and applications of click chemistryreported.[2004].http://www.chemistry.illinois.edu/research/organic/seminar_extracts/2004_2005/08_Patton_Abstract.pdf，online.；Kolb HC,Sharpless KB.The growing impact ofclick chemistry on drug discovery.Drug Discov Today.2003;8(24):1128-37.]，其基本特征为[Meldal M,Tornoe CW.Cu-catalyzed azide-alkyne cycloaddition.Chem.Rev.2008;108(8):2952-3015.]：①原料来源广，反应普适性广；②操作简单，条件温和，对氧、水不敏感；③产物收率高，选择性强；④易提纯产物，后处理简单；⑤合成快速、通量高；⑥反应需要高热力学驱动力(＞83.7kJ/mol)。该反应概念现已是国内外化学、生命医学和高分子功能材料学等领域共同关注的热点之一。
基于点击化学反应的上述优势，可应用于“两步法”制备环糊精整体柱，即先制备具有叠氮基团或者端炔基团的基质整体柱，然后再注入相应的修饰环糊精进行点击化学反应而制得。Guerrouache和他的合作者通过将叠化氮环糊精与先制备好，带有炔基的poly(NAS-co-EDMA)的整体材料进行点击反应来制备整体柱[Guerrouache M,Millot MC,Carbonnier B.Functionalization ofMacroporous Organic Polymer Monolith Based on Succinimide Ester Reactivity forChiral Capillary Chromatography:A Cyclodextrin Click Approach.Macromol.Rapid Commun.2009;30(2):109-113.]。Guo和他的合作者后续也报道了先制备带端炔的硅胶整体柱与叠化氮环糊精点击化反应来制备整体柱，同样取得了不错的效果[Guo ZM,Jin Y，Liang T，Liu YF,Xu Q,Liang XM,Lei AW.Synthesis,chromatographic evaluation and hydrophilic interaction/reversed-phase mixed-modebehavior of a“Click β-cyclodextrin”stationary phase.J.Chromatogr.A2009;1216(2):257-263.]。但是，“两步”制备环糊精整体柱的方法由于合成方法复杂而繁琐，而且重现性差，严重影响了它的推广与应用价值。据我们所知，目前还没有“一步法”的策略可用于直接制备环糊精整体柱的报道，只有个别“一步法”或者“一锅法”制备有机无机杂化柱的研究[Zhang ZB,Wu MH,Wu RA,DongJ,Ou JJ,Zou HF,.Preparation of Perphenylcarbamoylated β-Cyclodextrin-silicaHybrid Monolithic Column with“One-Pot”Approach for Enantioseparation byCapillary Liquid Chromatography.Anal.Chem.2011;83(9):3616-3622.]。近来一些有关单甲基丙烯酰环糊精的成功合成的研究[Choi S,Munteanu M,Ritter H.Monoacrylated cyclodextrin via“click”reaction and copolymerization withN-isopropylacrylamide:guest controlled solution properties.J.Polym.Res.2012;16(4):389-394.;Munteanu M,Choi S,Ritter H.Cyclodextrin Methacrylate viaMicrowave-Assisted Click Reaction.Macromolecules 2008;41(24):9619–9623.;Zhou JW，Ritter H.Cyclodextrin functionalized polymers as drug delivery systems.Polym.Chem.2010;1(10):1552-1559.]，为“一步法”制备环糊精刚性整体柱提供了必要的物质基础与前提条件。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法。
本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的环糊精有机聚合物毛细管整体柱。
本发明的再一目的在于提供上述环糊精有机聚合物毛细管整体柱的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，包括以下操作步骤：将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀，进行热引发聚合反应，在经过预处理的石英毛细管内原位聚合成环糊精有机聚合物毛细管整体柱。
所述经过预处理的石英毛细管是按以下操作步骤制备得到：用1mol/L的NaOH溶液冲洗石英毛细管15min，再将石英毛细管两端封口放在100℃水浴锅反应2h；然后用去离子水冲洗石英毛细管，直至流出来的液体pH为7；接着用甲醇冲洗石英毛细管后用氮气干燥4h；干燥完毕后，把体积比为1:1的甲醇和3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（γ-MAPs）混合液打进石英毛细管中，两端封口且放在60℃水浴锅内反应12h；最后分别用甲醇和水各冲洗30min，氮气干燥12h，即得经过预处理的石英毛细管；通过上述操作，在石英毛细管表面的硅醇基与γ-MAPs（3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）反应，γ-MAPs键合在硅醇上。
上述的一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，具体包括以下操作步骤：将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀，超声脱气5～10min后，灌入经过预处理的石英毛细管，将石英毛细管两端封口，热引发聚合反应，反应完毕后除去石英毛细管中的未反应物，得到环糊精有机聚合物毛细管整体柱。
所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精按照以下操作步骤制备得到：
（1）单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精的制备：在碱液中加入环糊精和对甲苯磺酰氯，于0～20℃条件下反应3～8h，抽滤，去除不溶物，溶液冷却到0℃加入酸液，放置过夜析出固体，用水重结晶1～2次即得到单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精；所述环糊精和对甲苯磺酰氯的摩尔比为1：1.2～1：3；
（2）单-6-叠氮基-环糊精的制备：将步骤（1）所得单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精和叠氮钠加入有机溶剂中，于50～90℃条件下反应3～8h，然后浓缩至原体积的20～50%，依次用水和丙酮析出沉淀，乙醇洗涤，所得固体在真空干燥箱中30～80℃下干燥6～12h，即得到单-6-叠氮基-环糊精；所述单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精和叠氮钠的摩尔比为1：3～1：10；
（3）单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精的制备：将步骤（2）所得单-6-叠氮基-环糊精、甲基丙烯酸丙炔基酯、五水合硫酸铜和抗坏血酸加入有机溶剂中，在温度110～140℃条件下，以功率80～200W微波反应0.5～1h，再将反应液倒入其体积比20～40倍的丙酮中析出固体；用水重结晶2～3次即得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精；所述单-6-叠氮基-环糊精、甲基丙烯酸丙炔基酯、五水合硫酸铜和抗坏血酸的摩尔比为1：3～1：10。
步骤（1）所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精；所述碱液为浓度为1～5g/40mL的氢氧化钠水溶液；所述酸液为质量百分浓度为10%～20%的盐酸溶液；所述环糊精和对甲苯磺酰氯的摩尔比为1：1.5；所述反应是于10℃条件下反应5h。
步骤（2）所述单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精、叠氮钠的摩尔比为1：5；所述反应是于80℃条件下反应4h；所述浓缩是浓缩至原体积的30%；所述干燥是在50℃下干燥10h；所述有机溶剂为乙腈、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺。
步骤（3）所述单-6-叠氮基-环糊精、甲基丙烯酸丙炔基酯、五水合硫酸铜和抗坏血酸的摩尔比为1：5；所述微波反应是在温度125℃条件下，以功率100W反应0.5h；所述丙酮是反应液体积的35倍；所述有机溶剂为乙腈、甲苯或N,N-二甲基甲酰胺。
上述步骤（1）～（3）各步骤所得环糊精衍生物具有如下结构：
其中，n=5或6或7。
步骤（1）所得单-6-对甲基苯磺酰基-环糊精，R为对甲基苯磺酰基，化学结构为：
步骤（2）所得单-6-叠氮基-β-环糊精，R为叠氮基，化学结构为：
步骤（3）所得单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，R为4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑基，化学结构为：
本发明的主要制备流程如图10所示。
所述将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀后，先超声振荡5～10min除去氧气，再灌入经预处理的石英毛细管中；所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述致孔剂为质量比为37.5：62.5～50：50的二甲基亚砜和甲醇的混合物，更加优选为质量比为43.75：56.25的二甲基亚砜和甲醇的混合物；所述除去石英毛细管中的未反应物是按照以下步骤进行操作：将石英毛细管的一端与高压泵连接，用有机溶剂进行冲洗，所述有机溶剂为甲醇、乙腈和丙酮中的至少一种。
所述反应的温度为45～75℃，时间为2～24h；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量比为63：37～75：25；所述引发剂的质量为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂总质量的1%～5%；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量之和，与致孔剂的质量比为15：85～19：81。
更加优选的，所述反应的温度为60℃，时间为12h；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量比为70：30；所述引发剂的质量为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂总质量的3%；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量之和，与致孔剂的质量比为15：85。
一种根据上述方法制备得到的环糊精有机聚合物毛细管整体柱，该色谱柱具有连续的整体的多孔结构。
上述的环糊精有机聚合物毛细管整体柱在极性物质的分离分析研究中的应用；所述极性物质为碱基、核苷和小肽。
本发明的原理是：本发明首先采用点击化学反应的方法制备单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精单体，即利用甲基丙烯酸丙炔基酯的炔基与环糊精分子上修饰的叠氮基进行1,3-环加成反应，得到高选择性、单取代的环糊精衍生物，经洗涤、重结晶、干燥等后处理得到纯品；所得的环糊精衍生物单体经氢谱、质谱进行结构表征；然后再以单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精为功能单体，与交联剂、生孔剂和引发剂混合，在热或光催化条件下，原位共聚合在经过预处理的石英毛细管柱内，制备得具有多孔的整体材料。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
（1）本发明以点击化学反应为键合的方法制备单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精单体，创造性结合柱内原位反应“一步”制备单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱；本发明新颖、实用而且方法简易，具有重要的实际应用价值和科学意义。
（2）本发明在制备单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精的过程中，采用的步骤（1）和（2）具有高选择性、高效、分离简便的特点，步骤简化，不需要氮气保护，反应条件温和；步骤（3）进行微波催化反应副产物少，速度快，特异性强、可减少异构体生成和避免炭化等优点，均可以实现放大中试规模。
（3）本发明利用合成的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精制备环糊精衍生物有机聚合物整体柱，具有柱压较低，可应用在极性物质碱基、核苷、小肽和糖类等亲水性生物分子的分离分析富集研究，尤以在亲水色谱模式下分离强极性化合物为优。
附图说明
图1为单-6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精的1H NMR图谱。
图2为单-6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精的ESI-MS图谱。
图3为单-6-叠氮基-β-环糊精的1H NMR图谱。
图4为单-6-叠氮基-β-环糊精的ESI-MS图谱。
图5为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精的1H NMR图谱。
图6为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精的ESI-MS图谱。
图7为实施例1制备的单-6-叠氮基-β-环糊精聚合毛细管整体柱截面的扫描电镜。
图8为实施例1制备的单-6-叠氮基-β-环糊精聚合毛细管整体柱对碱基和核苷分离的色谱图，其中1为胸腺嘧啶，2为5-甲基尿嘧啶核苷，3为尿嘧啶核苷，4为腺嘌呤，5为腺苷，6为胞嘧啶核苷。
图9为以本发明实施例1制备单-6-叠氮基-β-环糊精聚合毛细管整体柱用于小肽分离的色谱图，其中1为Gly-Trp-OMe，2为Gly-Trp-Met-OH，3为Gly-Gly-Gly，4为Gly-leu。
图10为本发明的主要制备流程。
具体实施方式
下面结合具体的实例与附图对本发明作进一步详细的叙述，但本发明的实施方法灵活，不仅仅限于此例所述的具体操作方式。
实施例3～8所使用的经过预处理的石英毛细管是按以下操作步骤制备得到：用1mol/L的NaOH溶液冲洗石英毛细管15min，再将石英毛细管两端封口放在100℃水浴锅反应2h；然后用去离子水冲洗石英毛细管，直至流出来的液体pH为7；接着用甲醇冲洗石英毛细管后用氮气干燥4h；干燥完毕后，把体积比为1:1的甲醇和3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（γ-MAPs）混合液打进石英毛细管中，两端封口且放在60℃水浴锅内反应12h；最后分别用甲醇和水各冲洗30min，氮气干燥12h，即得经过预处理的石英毛细管。
实施例1
向冰浴好的三口圆底烧瓶中（100mL）加入40mL NaOH（1g/40mL）溶液，搅拌下加入2.0g（1.76mmol）β-环糊精至全部溶解，然后加入0.80g对甲苯磺酰氯（TsOCl）搅拌2h，继续保持20℃再加入1.2g对甲苯磺酰氯反应3h；抽滤，去除不溶物，溶液冷却到0℃加入12mL HCl（质量分数10%），放置冰箱过夜，白色的固体析出，重结晶产物得到单-6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精，表征结果如图1或图2所示。
在50mL三口圆底烧瓶中分别加入1.58g（1.23mmol）单-6-对甲基苯磺酰基-β-环糊精，15mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF），搅拌至全部溶解，然后加入0.12g叠氮钠（NaN3），控制温度在80℃反应4h，减压浓缩至4mL，加入8mL水和100mL丙酮，冷却，抽滤，固体用乙醇洗涤2次，得到单-6-叠氮基-β-环糊精，表征结果如图3或图4所示。
在25mL双口圆底烧瓶中分别加入单-6-叠氮基-β-环糊精464mg，N,N-二甲基甲酰胺7mL，甲基丙烯酸丙炔基酯（PMA）99.20mg，五水合硫酸铜10mg，抗坏血酸16mg；设置微波反应条件：温度140℃，功率100W，反应时间0.5h；反应液加入150mL丙酮置冰箱中过夜；抽滤得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精，结构表征结果如图5或图6所示：1H NMR(300MHz,(DMSO/TMS))δ:1.86(s,3H),3.34(br,14H),3.65(br,28H),4.52(br,6H),4.84(d,6H),5.03(s,2H),5.19(m,H),5.73(br,14H),6.07(m,H),8.13(s,1H)（图5），MS(ESI)m/z 1307.0[M+Na]+（图6），结构为：
实施例2
将实施例1中β-环糊精用α-环糊精替代，然后同实施例1中的工艺得另外一种单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-α-环糊精，结构为：
实施例3
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精13.90mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯8.28mg，混合致孔剂：55.13mg二甲基亚砜、70.88mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用甲醇充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱，截面结构如图7所示（仅保留28cm长度）。
实施例4
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精15.54mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯6.66mg，混合致孔剂：55.13mg二甲基亚砜、70.88mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用乙腈充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱。
实施例5
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精16.65mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯5.55mg，混合致孔剂：55.13mg二甲基亚砜、70.88mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用甲醇充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱。
实施例6
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精19.74mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯8.4mg，混合致孔剂：52.5mg二甲基亚砜、67.5mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用乙腈充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱。
实施例7
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精17.92mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯7.68mg，混合致孔剂：53.64mg二甲基亚砜、68.96mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用丙酮充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱。
实施例8
将实施例1制备的单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精17.64mg，交联剂：乙二醇二甲基丙烯酸酯10.5mg，混合致孔剂：52.5mg二甲基亚砜、67.5mg甲醇，引发剂：1mg偶氮二异丁腈混合溶液振荡至澄清，于室温下混合均匀，灌入经预处理的100μm内径石英毛细管中，石英毛细管两端封口，加热至60℃引发聚合反应，聚合反应12h，用甲醇充分清洗毛细管除去未反应物，得到单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-β-环糊精-乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物毛细管整体柱。
实施例9：单-6-叠氮基-β-环糊精聚合毛细管整体柱的碱基和核苷分离色谱图
用实施例1所得的整体柱，乙腈和水为流动相，胸腺嘧啶、5-甲基尿嘧啶核苷、尿嘧啶核苷、腺嘌呤、腺苷及胞嘧啶核苷为检测化合物，测试它们在如下条件下的保留行为，结果如图8所示。
测试条件：
样品：胸腺嘧啶（1），5-甲基尿嘧啶核苷（2），尿嘧啶核苷（3），腺嘌呤（4），腺苷（5），胞嘧啶核苷（6）。
流动相：乙腈/水=90/10（v/v）
流速：600nL/min
检测波长：214nm
结果：图片所示结果表明以上6个混合样品利用该色谱柱进行分离，能达到很好的分离效果。
实施例10：单-6-叠氮基-β-环糊精聚合毛细管整体柱对小肽的分离
用实施例1所得的整体柱，乙腈和水为流动相，Gly-Trp-OMe、Gly-Trp-Met-OH、Gly-Gly-Gly及Gly-Leu为检测化合物，测试它们在如下条件下的保留行为，结果如图9所示。
测试条件：
样品：Gly-Trp-OMe（1），Gly-Trp-Met-OH（2），Gly-Gly-Gly（3），Gly-leu（4）。
流动相：乙腈/水=70/30（v/v）
流速：600nL/min
检测波长：214nm
结果：图片所示结果表明以上4个混合样品利用该色谱柱进行分离，能达到很好的分离效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，其特征在于包括以下操作步骤：将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀，进行热引发聚合反应，在经过预处理的石英毛细管内原位聚合成环糊精有机聚合物毛细管整体柱；
所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述致孔剂为质量比为37.5：62.5～50：50的二甲基亚砜和甲醇的混合物；所述反应的温度为45～75℃，时间为2～24h；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量比为63：37～75：25；所述引发剂的质量为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂总质量的1％～5％；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量之和，与致孔剂的质量比为15：85～19：81。
2.根据权利要求1所述的一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，其特征在于所述经过预处理的石英毛细管是按以下操作步骤制备得到：用1mol/L的NaOH溶液冲洗石英毛细管15min，再将石英毛细管两端封口放在100℃水浴锅反应2h；然后用去离子水冲洗石英毛细管，直至流出来的液体pH为7；接着用甲醇冲洗石英毛细管后用氮气干燥4h；干燥完毕后，把体积比为1:1的甲醇和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合液打进石英毛细管中，两端封口且放在60℃水浴锅内反应12h；最后分别用甲醇和水各冲洗30min，氮气干燥12h，即得经过预处理的石英毛细管。
3.根据权利要求1所述的一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，其特征在于具体包括以下操作步骤：将单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精、交联剂、致孔剂和引发剂在室温下混合均匀，超声脱气5～10min后，灌入经过预处理的石英毛细管，将石英毛细管两端封口，热引发聚合反应，反应完毕后除去石英毛细管中的未反应物，得到环糊精有机聚合物毛细管整体柱。
4.根据权利要求3所述的一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，其特征在于：所述除去石英毛细管中的未反应物是按照以下步骤进行操作：将石英毛细管的一端与高压泵连接，注入有机溶剂进行冲洗未反应物，所述有机溶剂为甲醇、乙腈和丙酮中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种一步法制备环糊精有机聚合物毛细管整体柱的方法，其特征在于：所述致孔剂为质量比为43.75：56.25的二甲基亚砜和甲醇的混合物；所述反应的温度为60℃，时间为12h；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量比为70：30；所述引发剂的质量为单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂总质量的3％；所述单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精与交联剂的质量之和，与致孔剂的质量比为15：85。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述方法制备得到的环糊精有机聚合物毛细管整体柱，其特征在于：该整体柱具有连续的整体的多孔结构。
7.根据权利要求6所述的环糊精有机聚合物毛细管整体柱在碱基、核苷和小肽分离分析研究中的应用。
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