CN103170311A - 新型氨基系列色谱固定相及制备方法 - Google Patents

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梁图
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Abstract

本发明涉及新型氨基系列色谱固定相及制备方法，首先对硅胶进行酸化处理，然后在有机溶剂体系下，将修饰有末端氨基的硅烷试剂键合到硅胶表面，即得氨基系列色谱固定相。此类固定相结构新颖，制备方法简单，反应步骤少，易于操作。该类固定相在以乙腈/水作为流动相中对极性化合物有着很好的保留和分离选择性，且可通过控制碳链长度来调节固定相表面的极性，使其能同时提供极性作用力和一定的疏水作用力，可以大大提高亲水色谱的选择性，此特征显示了其适合作为亲水作用色谱固定相。

Description

新型氨基系列色谱固定相及制备方法
【技术领域】
本发明涉及新型氨基系列液相色谱固定相及其制备方法，具体的说是基于酸化硅胶表面键合氨基系列硅烷试剂的色谱固定相及其制备方法。
【背景技术】
亲水作用色谱(HILIC)作为反相液相色谱(RPLC)的重要补充，其主要用于强极性化合物的分离。亲水作用色谱(HILIC)的主要特征是使用类似于正相色谱的极性固定相和使用水/有机溶剂(通常是乙腈)作为流动相，并且其中水是强洗脱溶剂。固定相作为是亲水作用色谱发展的关键，其主要特征是固定相表面是与水有很好亲和性的强极性基团，这类强极性基团修饰的固定相种类较多，如氨基、羟基、酰胺基、两性离子等。在亲水作用色谱(HILIC)条件下，氨基键合硅胶从1970年代开始就用于糖分离分析，而且一直沿用至今(Linden，J.C.，et al，J.Chromatogr.1975，105：125-133.，Churms，S.C.，J.Chromatogr.A 1996，720：75-91.，Kazlowski，B.，et al，Carbohydr.Res.2008，343：2443-2450.)。氨基硅胶表现出典型的亲水色谱特性，对糖、有机酸、核苷等强极性化合物表现出很好的分离选择性。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型氨基系列色谱固定相及制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种新型氨基系列色谱固定相，其结构式为：
Figure BDA00002941910200021
或者
Figure BDA00002941910200022
其中a，b，c均为1～4的任一整数。
一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，包括如下步骤：
a.硅胶加入体积浓度为5～38％的盐酸或硝酸溶液中，加热回流搅拌1～48小时，过滤，水洗至中性，于100～160℃下干燥至恒重；
b.硅胶表面键合：将步骤a所得酸化硅胶置于玻璃或者聚四氟乙烯反应容器中，在氮气氛围下加入有机溶剂，搅拌均匀，滴加氨基系列硅烷试剂，保持温度为60～120℃条件下搅拌2～48小时；
所述的氨基系列硅烷试剂，其结构式：
Figure BDA00002941910200023
或者
Figure BDA00002941910200024
其中X为氯原子，甲氧基或乙氧基；a，b，c均为1～4的任一整数；
所述的氨基系列硅烷试剂使用量为每克酸化硅胶使用2.5～5mmol；
所述的有机溶剂为与水不互溶的有机溶剂，可为苯系物或者苯胺类中的一种；
所述的有机溶剂的使用量为每克酸化硅胶使用2～100mL有机溶剂；
c.洗涤和干燥：将步骤b的反应体系冷却至室温，减压过滤、沉淀依次分别采用甲苯、四氢呋喃、甲醇、水、甲醇洗涤，固体产品在60～100℃条件下干燥12小时，得成品。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)结构新颖，将修饰有末端氨基的硅烷试剂键合到硅胶表面得到的氨基系列色谱固定相，与现有的氨丙基硅胶固定相相比，该类固定相结构中的碳链长度和氨基基团比例可以自由调控，以此有效的调节固定相表面的极性，使其能同时提供极性作用力和一定的疏水作用力，可以大大提高亲水作用色谱的选择性，适合于作为亲水色谱作用固定相。
(2)制备方法简单，反应步骤少，易于操作。本发明提供的制备过程简单，将氨基系列硅烷偶联剂直接键合到酸化硅胶表面即可。
【附图说明】
图1  尿嘧啶，尿苷，胞苷，胞嘧啶的分离谱图；
图2  甜菊苷的分离谱图。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种新型氨基系列色谱固定相及制备方法的具体实施方式。
实施例1
称取3g球形硅胶(粒径为5μm，孔径为10nm，比表面积305m2/g)，置于100mL单口玻璃烧瓶中，加入60mL体积浓度为10％的盐酸溶液，加热回流12小时，冷却至室温，过滤，水洗至中性，150℃干燥24小时。将干燥后的硅胶置于150mL三口玻璃烧瓶中，在通入干燥的氮气条件下，往三口玻璃烧瓶中加入100ml干燥的甲苯，搅拌均匀，然后滴加15mmol(4ml)N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，110℃下搅拌反应24小时。反应体系过滤，依次用甲苯、四氢呋喃、甲醇、水、甲醇洗涤，产物在80℃条件下干燥12小时即得结构式所示固定相。元素分析结果：C6.3％，H1.8％，N2.5％。
Figure BDA00002941910200041
实施例2
与实施例1不同之处在于，采用1，2-乙二胺，N-(2-氨乙基)-N1-[3-(三乙氧基硅烷)丙基]代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C9.2％，H2.3％，N3.7％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200042
实施例3
与实施例1不同之处在于，采用N-β-(氨甲基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C6.1％，H1.9％，N2.8％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200051
实施例4
与实施例1不同之处在于，采用N-β-(氨甲基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C6.2％，H1.9％，N2.9％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200052
实施例5
与实施例1不同之处在于，采用N-β-(氨甲基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C8.3％，H2.1％，N3.9％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200053
实施例6
与实施例1不同之处在于，采用N-β-(氨甲基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C8.3％，H2.1％，N3.9％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200061
实施例7
与实施例1不同之处在于，采用N-β-(氨甲基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷代替N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，按实施例1的合成步骤可得另一种氨基固定相和此固定相填充的色谱柱。元素分析结果：C8.3％，H2.1％，N3.9％。本实施例的固定相结构式为：
Figure BDA00002941910200062
此类固定相结构新颖，制备方法简单，反应步骤少，易于操作。该类固定相在以乙腈/水作为流动相中对极性化合物有着很好的保留和分离选择性，且可通过控制碳链长度来调节固定相表面的极性，使其能同时提供极性作用力和一定的疏水作用力，可以大大提高亲水色谱的选择性，此特征显示了其适合作为亲水作用色谱固定相。
具体实施例应用
将实施例1所得的固定相填料填装于4.6mm*150mm，I.D.的不锈钢HPLC色谱柱中，制得的色谱柱用于测试其在亲水色谱模式下对强极性化合物的保留和分离混合样品。以乙腈/水作为流动相，乙腈和水的体积比为85/15，流动相中添加15mM的甲酸铵缓冲盐(甲酸铵缓冲盐先用甲酸调至pH3.0)，流速1.0ml/min，柱温为30℃，检测波长为254nm，色谱图如图1所示(1为尿嘧啶，2为尿苷，3为胞苷，4为胞嘧啶)。该色谱柱还用于了在亲水作用色谱模式下分离甜菊糖。以乙腈/水作为流动相，乙腈和水的体积比为75/25，流动相中添加25mM的甲酸铵缓冲盐(甲酸铵缓冲盐先用甲酸调至pH3.0)，流速1.0ml/min，柱温为30℃，检测波长为215nm。三个糖苷类化合物都得到了良好的分离(如图2所示，图中1，2，3分别为甜菊苷，莱鲍迪苷A，莱鲍迪苷C)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型氨基系列色谱固定相，其特征在于，其结构式为：
Figure FDA00002941910100011
或者
Figure FDA00002941910100012
其中a，b，c均为1～4的任一整数。
2.一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.硅胶加入体积浓度为5～38％的盐酸或硝酸溶液中，加热回流搅拌1～48小时，过滤，水洗至中性，于100～160℃下干燥至恒重；
b.硅胶表面键合：将步骤a所得酸化硅胶置于玻璃或者聚四氟乙烯反应容器中，在氮气氛围下加入有机溶剂，搅拌均匀，滴加氨基系列硅烷试剂，保持温度为60～120℃条件下搅拌2～48小时；
c.洗涤和干燥：将步骤b的反应体系冷却至室温，减压过滤、沉淀依次分别采用甲苯、四氢呋喃、甲醇、水、甲醇洗涤，固体产品在60～100℃条件下干燥12小时，得成品氨基系列色谱固定相。
3.如权利要求2所述的一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，其特征在于，在步骤b中，
所述的氨基系列硅烷试剂，其结构式：
Figure FDA00002941910100013
或者
Figure FDA00002941910100014
其中X为氯原子，甲氧基或乙氧基；a，b，c均为1～4的任一整数。
4.如权利要求2所述的一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述的氨基系列硅烷试剂的使用量为每克酸化硅胶使用2.5～5mmol。
5.如权利要求2所述的一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述的有机溶剂为与水不互溶的有机溶剂，具体为苯系物或者苯胺类中的一种。
6.如权利要求2所述的一种新型氨基系列色谱固定相的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述的有机溶剂的使用量为每克酸化硅胶使用2～100mL有机溶剂。
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