CN103007904B - 表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料及其制备方法，以含有不同官能团的硅烷化试剂为改性剂，与氮氧化硅材料表面进行反应，制得表面修饰键合改性的氮氧化硅色谱固定相材料。通过调控改性试剂的不同官能团，可以对氮氧化硅材料表面进行不同极性和电荷性质的修饰。与传统硅胶材料表面硅醇基不同，本发明制备的表面修饰键合氮氧化硅材料表面含有大量的硅氨基，能够有效降低和改善硅醇基对分离分析的影响，作为色谱固定相材料和固相萃取材料具有广泛的应用前景。本发明操作简单，生产成本低，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及表面修饰键合的氮氧化硅色谱固定相材料及其制备方法与应用。具体地说是是一种表面修饰键合的氮氧化硅色谱固定相材料，利用氮氧化硅表面的硅氨基与具有不同官能团的表面键合修饰试剂反应，提供了氮氧化硅色谱固定相材料的表面修饰键合的制备方法及其在分离分析、固相萃取等领域的应用。
背景技术
液相色谱填料基质主要分两类：有机材料如聚苯乙烯；以硅胶(二氧化硅)为代表的无机材料。有机基质填料在强碱、强酸体系下都比较稳定，可以在较宽的pH范围内应用。然而，有机材料在不同比例的有机/无机相流动相中会产生不同比例的溶胀效应。而且，大多数的有机材料的机械强度都远不如硅胶材料。由于有机材料的上述种种限制，高效液相色谱(HPLC)中广泛应用的固定相填料还是无机硅胶材料。硅胶表面存在着大量的硅醇基，使其表面容易键合不同的官能团。硅胶经过一系列有机基团(如-C8，-C18，-phenyl，-NH2，-CN等)的表面修饰，用作HPLC固定相表现出了很好的色谱柱效，并且在不同的色谱模式流动相中没有溶胀现象。但是，经过典型的表面键合反应(比如C18二甲基氯硅烷)后，至少大约有50％的硅醇基仍然没有反应。这些残余的硅醇基会通过离子交换、氢键、偶极-偶极等作用与酸、碱性化合物相互作用，会导致色谱保留时间的延长、严重的峰拖尾、甚至某些化合物的死吸附。硅胶材料基质的另一个自身缺陷是水解稳定性。首先，硅胶材料经过修饰后表面仍然残余大量硅醇基，在碱性条件，尤其pH＞8时，表面裸露的硅醇基容易溶解，从而导致硅胶固定相柱床的塌陷。其次，在酸性条件，尤其是在pH＜2时，表面的键合基团容易水解下来，会造成对分析样品保留能力的丧失[Trammell，B.C.et al.Analytical Chemistry2002，74，4634-4639；Kirkland，J.J.et al.J.Chromatogr.A1995，691，3-19.]
硅胶基质在色谱固定相中被广泛应用，但是修饰后的硅胶表面仍然残余大量的硅醇基。这使得硅胶基质在作为液相色谱固定相时遇到了一些问题和挑战，如在分离碱性化合物时容易出现严重的峰拖尾，高pH条件下的基质本身不稳定性。针对传统硅胶表面的硅醇基，发明专利：201010521325.6涉及了氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法及其应用，利用硅氨基取代氧化硅材料中的硅羟基，提供了氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法及其在分离分析、固相萃取等领域的应用。
通过高温下使用氨气与氧化硅表面的硅羟基发生取代反应生成硅氨基获得氮氧化硅材料。氮氧化硅微米颗粒材料不仅具有硅胶基质所具有的良好机械强度、多孔结构、大的比表面积、较好的化学稳定性和热稳定性等优点；而且材料表面上存在着丰富的Si-NH2和Si-NH-Si，通过与含酰氯、环氧基、醛基等反应基团的改性试剂进行反应，可以将材料修饰为亲水和疏水表面，氮氧化硅基质与其经过表面改性的材料可以作为反相、正相、亲水、或者离子色谱固定相使用。
硅烷化试剂(如氯硅烷试剂、醚键型等)被广泛应用于对硅胶表面进行不同基团修饰，氮氧化硅表面具有大量的硅氨基，可以与硅烷化试剂进行反应，从而可以将氮氧化硅表面进行不同基团的修饰。经过表面改性的氮氧化硅材料可作为反相、正相、亲水、或离子色谱等不同的色谱模式固定相，在高效液相色谱固定相、工业色谱固定相、固相萃取材料或固相微萃取材料等领域得到广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮氧化硅材料表面利用硅烷化试剂进行修饰的制备方法，其特征在于使用硅烷化试剂为改性剂，对氮氧化硅材料表面进行修饰反应制得表面修饰键合的氮氧化硅色谱固定相材料。硅烷化改性试剂结构为：Za(R’)bSi-R，其中Z＝Cl-、Br-、I-、C1-C5烷氧基、二烷基取代氨基(如二甲氨基)、或三氟甲磺酸基；a为1、2或3，b为0、1或2，且a+b＝3；R’为C1-C5直链烷基、C3-C5环状烷基、或者C4-C5支链烷基；R为表面修饰键合官能基团。R可以为C1-C30烷基、芳香基、烷基氰基、烷基氨基、烷基二醇基、烷基硝基、阴/阳离子交换基团、以及具有极性基团的烷基或者芳香基。其中，烷基基团包括：-CH2(CH2)6CH3、-CH2(CH2)16CH3、或-CH2(CH2)28CH3；芳香基团，如C6A5-(CH2)c-，其中A＝H、F或Cl，c＝1-4的正整数；烷基氰基，如氰基丙基或氰基丁基；烷基氨基，如氨丙基或丁基氨基；烷基二醇基，如丙二醇基或丁二醇基；烷基硝基，如丙基硝基或丁基氨基；阴离子交换基团，如-(CH2)dN(CH3)2CnH2n+1，其中d＝1-4的正整数，n＝1-4的正整数；阳离子交换基团，如n＝1-4的正整数；具有极性基团的烷基或者芳香基，如含有氨基甲酸基团的烷基或者芳香基，CH3(CH2)17NHC(O)O(CH2)3-，CH3(CH2)7NHC(O)O(CH2)3-，C6H5CH2NHC(O)O(CH2)3-。
本发明所述固定相制备过程如下：
(1)将制得的氮氧化硅材料在80-150℃真空干燥处理6-48小时；
(2)在预处理后的氮氧化硅材料中加入有机溶剂、硅烷化反应试剂，于室温至130℃反应3-48小时，过滤，固体物依次用甲苯、甲醇/水(体积比1/1)、甲醇、乙醚分别洗涤10-15体积量，干燥后得到本发明所述的键合氮氧化硅色谱固定相。
上述表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法中所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯，所述有机溶剂中含有或不含吡啶和/或者三乙胺，吡啶和/或者三乙胺于有机溶剂中体积含量为0-100％；硅烷化反应试剂的加入量为每克氮氧化硅材料中加入1-5mmol，有机溶剂的加入量为每克氮氧化硅材料中加入30-60mL。
上述表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法中氮氧化硅固定相材料，其特征分子式为SiOxNy，其中2x+3y＝4，0≤x＜2，0＜y≤4/3。
上述表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法中氧化硅固定相材料，其特征在于氮氧化硅色谱材料的制备方法包括以下步骤：
1)将氧化硅材料放入高温炉中；
2)在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，制得氮氧化硅材料。
3)将制得的氮氧化硅材料在30-200℃脱气处理0.1-20小时。
上述氮氧化硅色谱材料的制备方法，其特征在于：步骤2)的高温氮化处理时氨气的流量为0.001-50L/min，氮化温度为600-1250℃，氮化时间为0.1-300小时；通过控制氨气流量，氮化温度和氮化时间，可以获得氮含量质量百分比为0.1-40％的氮氧化硅色谱固定相材料。
上述表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法中氧化硅固定相材料颗粒形状可以为球形和无定形。
上述表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的制备方法中氧化硅固定相材料颗粒粒径大小为0.5-200微米。
表面修饰键合氮氧化硅微米颗粒材料可以作为色谱固定相使用，用于反相色谱、正相色谱、亲水色谱、离子色谱、以及离子交换等多种色谱模式中。表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的应用领域为高效液相色谱固定相材料、工业色谱固定相材料、固相萃取材料和固相微萃取材料。
本发明具有以下优点：
1.制备过程简单，工业化生产成本低，有利于实现商业化应用。本发明提供的表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料的方法操作简便，硅烷化试剂原料广泛，利用不同取代基的硅烷化试剂可将氮氧化硅材料表面的硅氨基键合上不同的修饰基团。
2.本发明制备的表面修饰键合的氮氧化硅材料化学稳定性好，在pH＝1-13的流动相中可以正常使用而不发生流失现象。表面修饰键合改性的氮氧化硅材料表面有效避免了传统修饰硅胶固定相表面大量硅醇基的残余，可有效避免残余硅醇基对碱性化合物分离时的拖尾效应，能够有效满足作为反相、正相、亲水、离子和离子交换色谱固定相的使用，可有效的满足现代生命科学、环境科学及制药、合成化学的要求。
总之，本发明制备的表面修饰键合氮氧化硅色谱固定相材料表面上具有大量的硅氨基，有效降低和消除了传统硅胶表面硅醇基的存在，用于分离强极性化合物时，在温和的分离条件下可以获得很好的分离效果，是传统硅胶基质固定相的有益互补基质材料，作为色谱固定相材料和固相萃取材料具有广泛的应用前景。本发明操作简单，生产成本低，适于工业化生产。
附图说明
图1为实施例11中使用辛酰氯试剂反应制备的C8键合氮氧化硅色谱固定相的13C CP/MAS NMR谱图。
图2为实施例12中使用碳十八二甲基氯硅烷试剂制备的C18键合氮氧化硅色谱固定相的13C CP/MAS NMR谱图。
图3-图4为实施例14中进行色谱分析的色谱图。
图3为本发明实施例2制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在乙腈/水(90/10)流动相中分离核苷的色谱图。色谱条件：4.6×250mm氨基硅胶柱；流动相：乙腈/水＝90/10；流速：1.0mL/min；柱温：25℃；紫外检测波长：254nm。图中1为胸腺嘧啶，2为尿嘧啶，3为尿苷，4为腺苷，5为鸟苷，6为腺嘌呤，7为胞苷，8为胞嘧啶。
图4为本发明实施例2制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.0)(90/10)流动相中分离核苷的色谱图。色谱条件：4.6×250mm氨基硅胶柱；流动相为乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.1)＝90/10；流速：1.0mL/min；柱温：25℃；紫外检测波长：254nm。图中1为胸腺嘧啶，2为尿嘧啶，3为尿苷，4为腺苷，5为鸟苷，6为腺嘌呤，7为胞苷，8为胞嘧啶。
图5为本发明实施例2制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在乙腈/水(80/20)流动相中分离糖类化合物的色谱图。色谱条件：4.6×250mm氨基硅胶柱；流动相为乙腈/水＝80/20；流速：1.0mL/min；柱温：40℃；蒸发光散射检测器检测：漂移管温度85℃，吹扫气压力30psi。图中1为木糖，2为山梨糖，3为葡萄糖，4为蔗糖，5为松二糖，6为麦芽糖醇，7为麦芽三糖，8为棉籽糖。
图6为本发明实施例2制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.0)(80/20)流动相中分离糖类化合物的色谱图。色谱条件：4.6×250mm氨基硅胶柱；流动相为乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.0)＝80/20；流速：1.0mL/min；柱温：40℃；蒸发光散射检测器检测：漂移管温度85℃，吹扫气压力30psi。图中1为木糖，2为葡萄糖，3为蔗糖，4为麦芽糖醇，5为麦芽三糖，6为棉籽糖。
图7-图8为实施例15中进行色谱分析的色谱图。
图7为本发明实施例12制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在甲醇/水流动相中分离不同烷基取代苯的色谱图。色谱条件：4.6×150mm C18键合氮氧化硅色谱柱；流动相：甲醇/水＝80/20；流速：1.0mL/min；柱温：30℃；紫外检测波长：254nm。图中1为尿嘧啶，2为甲苯，3为乙苯，4为丙苯，5为戊苯。
图8为本发明实施例12制备的多孔氮氧化硅色谱球形固定相材料在甲醇/20mM乙酸铵水溶液(pH＝5.0)流动相中分离核苷的色谱图。色谱条件：4.6×150mm C18键合氮氧化硅色谱柱；流动相为甲醇/20mM乙酸铵水溶液(乙酸调节pH值为5.0)＝60/40；流速：1.0mL/min；柱温：30℃；紫外检测波长：260nm。图中1为尿嘧啶，2为普洛萘尔，3为羟苯丁酯，4为阿米替林，5为萘，6为邻苯二甲酸二丙酯，7为苊。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明进行进一步说明。本发明所列的这些具体实施例仅限于说明本发明，而非对本发明的限定。
实施例1
将颗粒粒径大小为1.5微米的无孔球形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.001L/min，氮化温度为600℃，氮化时间为0.1小时。将制得的氮氧化硅材料在30℃脱气处理0.1小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为0.3％。
实施例2
将颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料材在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.2L/min，氮化温度为850℃，氮化时间为20小时。将制得的氮氧化硅材料在200℃脱气处理20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为8.0％。
实施例3
将颗粒粒径大小为1.5微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为50L/min，氮化温度为1200℃，氮化时间为100小时。将制得的氮氧化硅材料在100℃脱气处理0.1-20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为36.6％。
实施例4
将颗粒粒径大小为10微米的球形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.001L/min，氮化温度为600℃，氮化时间为60小时。将制得的氮氧化硅材料在200℃脱气处理5小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为12.2％。
实施例5
将颗粒粒径大小为200微米的无定形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为50L/min，氮化温度为900℃，氮化时间为300小时。将制得的氮氧化硅材料在60℃脱气处理20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为27.4％。
实施例6
将颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料材在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.2L/min，氮化温度为950℃，氮化时间为36小时。将制得的氮氧化硅材料在200℃脱气处理20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为10.0％。
实施例7
将颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料材在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.2L/min，氮化温度为1050℃，氮化时间为60小时。将制得的氮氧化硅材料在200℃脱气处理20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为25.0％。
实施例8
将颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料材在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为0.2L/min，氮化温度为1050℃，氮化时间为120小时。将制得的氮氧化硅材料在200℃脱气处理20小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为28.0％。
实施例9
将颗粒粒径大小为20微米的无定形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为20L/min，氮化温度为1100℃，氮化时间为100小时。将制得的氮氧化硅材料在100℃脱气处理10小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为32.2％。
实施例10
将颗粒粒径大小为3微米的多孔球形氧化硅色谱固定相材料在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，高温氮化处理时氨气的流量为2L/min，氮化温度为800℃，氮化时间为150小时。将制得的氮氧化硅材料在120℃脱气处理5小时，然后依次用水、甲醇洗涤过滤。元素分析显示氮氧化硅色谱固定相材料的氮含量为14.6％。
实施例11
使用实施例6所制备的氮氧化硅球形固定相材料，将5g颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氮氧化硅材料在80-150℃下真空干燥处理6小时。在预处理后的氮氧化硅材料中加入100mL甲苯，4mL辛酰氯试剂，于80℃反应16小时，过滤，固体物依次用250mL甲苯、甲醇/水(体积比1/1)、甲醇、乙醚分别洗涤1次，干燥后得到C8键合氮氧化硅色谱固定相，元素分析氮含量为10.0％、碳含量2.0％。如图1所示，13C CP/MAS NMR谱图表征进一步确认了C8对氮氧化硅材料表面的键合反应。
实施例12
使用实施例7所制备的氮氧化硅球形固定相材料，将5g颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氮氧化硅材料在100℃下真空干燥处理48小时。在预处理后的氮氧化硅材料中加入120mL甲苯、7.5mL碳十八二甲基氯硅烷试剂、1.25mL吡啶，于100℃反应12小时，过滤，固体物依次用200mL甲苯、甲醇/水(体积比1/1)、甲醇、乙醚洗涤1次，干燥后得到C18键合氮氧化硅色谱固定相，元素分析含氮量24.0％，含碳量9.0％。如图2所示，13C CP/MAS NMR谱图表征进一步确认了C18对氮氧化硅材料表面的键合反应。
实施例13
使用实施例8所制备的氮氧化硅球形固定相材料，将10g颗粒粒径大小为5微米的多孔球形氮氧化硅材料在100℃下真空干燥处理24小时。在预处理后的氮氧化硅材料中加入250mL甲苯或者二甲苯、15mL表1中的硅烷化试剂13a-13l、2mL吡啶，如表1中所示在各自温度下反应3-48小时，过滤，固体物依次用甲苯、甲醇/水(体积比1/1)、甲醇、乙醚分别洗涤1次，干燥后得到13a-13k所含官能团键合的氮氧化硅色谱固定相。
表1
实施14
使用实施例2所制备的氮氧化硅球形固定相材料，用匀浆法填充到4.6×250mm不锈钢色谱柱中，在亲水作用色谱模式下以碱基、核苷和糖类化合物等一系列强极性化合物为探针评价材料的分离性能。如图3-4所示，核苷化合物(1为胸腺嘧啶，2为尿嘧啶，3为尿苷，4为腺苷，5为鸟苷，6腺嘌呤，7为胞苷，8为胞嘧啶)，分别在乙腈/水(90/10)流动相和乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.0)(90/10)流动相中，在氮氧化硅色谱固定相上得到了有效的分离。如图5-6所示，在乙腈/水(80/20)流动相和乙腈/20mM乙酸铵水溶液(氨水调节pH值为9.0)(80/20)流动相中，糖类化合物(1为木糖，2为葡萄糖，3为蔗糖，4为麦芽糖醇，5为麦芽三糖，6为棉籽糖)在氮氧化硅色谱柱上进行了有效的分离。
实施例15
使用实施例12所制备的C18键合氮氧化硅球形固定相材料，用匀浆法填充到4.6×150mm不锈钢色谱柱中，在反相作用色谱模式下以一系列标准化合物为探针分子评价材料的分离性能。如图7所示，色谱条件为，流动相：甲醇/水＝80/20；流速：1.0mL/min；柱温：30℃；紫外检测波长：254nm。甲苯、乙苯、丙苯、戊苯的烷基苯混合物在色谱柱上表现出明显的反相色谱保留行为，随着取代链的增长，保留时间增长，戊苯保留时间最长。
实施例16
使用实施例12所制备的C18键合氮氧化硅球形固定相材料，用匀浆法填充到4.6×150mm不锈钢色谱柱中，在反相作用色谱模式下以一系列标准化合物为探针分子评价材料的分离性能。如图8所示，色谱条件为，流动相为甲醇/20mM乙酸铵水溶液(乙酸调节pH值为5.0)＝60/40；流速：1.0mL/min；柱温：30℃；紫外检测波长：260nm。混合物(1为尿嘧啶，2为普洛萘尔，3为羟苯丁酯，4为阿米替林，5为萘，6为邻苯二甲酸二丙酯，7为苊)得到了很好的分离，其中苊分离的理论塔板数为60000/米。
Claims (8)
1.一种表面修饰键合的氮氧化硅色谱固定相材料的应用，其特征在于：所述的氮氧化硅色谱固定相材料可应用于高效液相色谱固定相材料、工业色谱固定相材料、固相萃取材料或固相微萃取材料；
所述的氮氧化硅色谱固定相材料是采用改性试剂对氮氧化硅材料表面进行的修饰获得表面修饰键合的氮氧化硅色谱固定相材料，表面修饰键合改性试剂为Za(R’)bSi-R，其中Z＝Cl-、Br-、I-、C1-C5烷氧基、二烷基取代氨基、或三氟甲磺酸基中的一种；a为1、2或3，b为0、1或2，且a+b＝3；R’为C1-C5直链烷基、C3-C5环状烷基、或者C4-C5支链烷基；R为表面修饰键合官能基团。
2.根据权利要求1所述材料的应用，其特征在于：所述的被修饰的氮氧化硅色谱固定相基质材料，其特征分子式为SiOxNy，其中2x+3y＝4，0≤x<2，0<y≤4/3。
3.根据权利要求1所述材料的应用，其特征在于：所述的表面修饰键合改性试剂Za(R’)bSi-R中R为C1-C30烷基、芳香基、烷基氰基、烷基氨基、烷基二醇基、烷基硝基、或阴/阳离子交换基团。
4.根据权利要求3所述材料的应用，其特征在于：所述烷基为-CH2(CH2)6CH3、-CH2(CH2)16CH3、-CH2(CH2)28CH3、CH3(CH2)17NHC(O)O(CH2)3-、或CH3(CH2)7NHC(O)O(CH2)3-；芳香基团为C6A5-(CH2)c-或C6H5CH2NHC(O)O(CH2)3-，其中A＝H、F或Cl，c＝1-4的正整数；烷基氰基为氰基丙基或氰基丁基；烷基氨基为氨丙基或丁基氨基；烷基二醇基为丙二醇基或丁二醇基；烷基硝基为丙基硝基或丁基硝基；阴离子交换基团为-(CH2)dN(CH3)2CnH2n+1，其中d＝1-4的正整数,n＝1-4的正整数；阳离子交换基团为或n＝1-4的正整数。
5.根据权利要求1、2、3或4所述材料的应用，其特征在于：所述的氮氧化硅色谱固定相材料的颗粒形状可以为球形或者无定形；
所述的氮氧化硅色谱固定相材料的颗粒粒径大小为0.5-200微米。
6.根据权利要求1、2、3或4所述材料的应用，其特征在于，所述材料的制备过程包括以下步骤：
1)将氧化硅材料放入高温炉中；在通有纯净干燥的氨气的高温炉中进行氮化处理，制得含氮氧化硅材料；
2)将制得的氮氧化硅材料在30-200℃脱气处理0.1-20小时；
3)将制得的氮氧化硅材料在80-150℃真空干燥处理6-48小时；
4)在预处理后的氮氧化硅材料中加入有机溶剂、硅烷化反应试剂，于室温至130℃反应3-48小时，过滤，固体物依次用甲苯、甲醇/水(体积比1/1)、甲醇、乙醚分别洗涤10-15体积量，干燥后得到本发明所述的键合氮氧化硅色谱固定相。
7.根据权利要求6所述的的应用，其特征在于：步骤1)的高温氮化处理时氨气的流量为0.001-50L/min，氮化温度为600-1250℃，氮化时间为0.1-300小时；通过控制氨气流量，氮化温度和氮化时间，可以获得氮含量质量百分比为0.1-40％的氮氧化硅色谱固定相材料。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：
所述有机溶剂为甲苯或者二甲苯，所述有机溶剂中含有或不含吡啶和/或者三乙胺，吡啶和/或者三乙胺于有机溶剂中体积含量为0－100％；硅烷化反应试剂的加入量为每克氮氧化硅材料中加入1-5mmol，有机溶剂的加入量为每克氮氧化硅材料中加入30-60mL。
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