CN104043436A - 作为反相和疏水性相互作用色谱介质的环氧基化学衍生材料、用于合成和使用它们的方法 - Google Patents

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Abstract

一种作为反相和疏水性相互作用色谱介质的环氧基化学衍生材料、用于合成和使用它们的方法。本发明提供了水相容性、极性嵌入式反相固定相组合物、包含这些固定相的装置和系统以及使用环氧化物开环反应产生这些组合物的方法。还提供了使用本发明的固定相进行分离的方法。

Description

作为反相和疏水性相互作用色谱介质的环氧基化学衍生材料、用于合成和使用它们的方法
发明领域
环氧基开环反应是一种在有机合成中引入不同官能团的众所周知且通用的方法。相同的合成方法可以应用于修饰固体基质，包括含有环氧基、羟基和硫醇基的无机、聚合或者无机/有机混杂材料，以开发用于色谱应用的广泛范围的新颖固定相。 
发明背景 
虽然常规的反相柱（例如，C18）最广泛地用于小分子分离，但是一些缺点阻碍了它们在某些应用中的使用，如碱性分子在pH7下的峰拖尾，这是因为质子化的碱性分子与带负电荷的未衍生化的表面硅醇（Si-OH）基之间的不希望的相互作用。在二氧化硅合成和键合技术中的最新进展提供了通过使用高纯度二氧化硅、高表面覆盖度和彻底封端来最小化碱拖尾的解决方法。然而，所得到的固定相通常因为“相崩解”或“去湿润”而与高水性的流动相不相容。 
极性嵌入式反相材料可以改进碱性分析物的峰形状，并且使得所得到的柱在高水性环境中完全运行。这些相基本上是疏水性的但是具有结合在二氧化硅表面附近的亲水性基团。常用的极性基团是酰胺、磺酰胺、脲、醚、以及氨基甲酸酯官能团。已使用两种方法来制备这类材料。第一个报道的极性嵌入式相通过一种两步表面修饰法来制备。在步骤一中，用一种氨基丙基硅烷修饰二氧化硅颗粒。在步骤二中，用一种烷基酰氯处理表面氨基以在烷基链与二氧化硅表面之间形成一个酰胺键。这种方法的主要缺点在于总是有一些未反应的残留氨基存在于最终产物中，导致酸性分子的不希望的色谱特性。第二代极性嵌入式相使用一种一步表面修饰法来制备：首先合成含有烷基链和嵌入式极性基团二者的硅烷配体，之后将其键合到二氧化硅颗粒上。虽然这种方法产生一种“无阴离子交换的”的表面，但是用于制 备这类特别的硅烷配体的成本是相对较高的并且经常需要一个后续的封端步骤来使表面硅醇基的存在最小化。 
获得“水性相容性”反相固定相的另一种方法是用一种亲水性封端试剂封端反相表面。在这种情况下，需要两种不同的硅烷试剂。此外，亲水性封端基团的水解稳定性通常不如反相配体，这导致在其整个使用寿命期间的选择性漂移。 
发明概述 
本发明涉及一种用于使用环氧化物开环反应来制备广泛范围的新颖水相容性、极性嵌入式反相固定相的新方法。本发明的示例性固定相包含一个反相（“RP”）部分（例如，烷基或芳基）和一个与从RP部分侧悬的羟基键联的醚或硫醇醚。 
在一个示例性实施例中，本发明提供了包含与一个基质共价结合的一个部分的（图1至图3）一种组合物（例如，一个固定相）。在不同实施例中，该化合物具有一个根据化学式(I)的结构： 
其中n是选自0和1的一个整数。在不同实施例中，X1和X2是独立地选自O和S。在不同实施例中，X1或X2中的至少一个是O。部分R20是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或者被羟基取代的烷氧基。符号R21代表选自下组的一个部分，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或者被羟基取代的烷氧基。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。在不同实施例中，R1、R2以及R3是独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、OR10、NR10R11、OC(O)R12、OS(O)2R12、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基以及与所述基质的一个键。每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未 被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与一个二氧化硅基质的一个键，其条件是，在多个示例性实施例中，R1、R2和R3中的至少一个是未被取代的C1-C3烷基或OH。每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基，其条件是R1、R2和R3中的至少一个与该基质共价结合。符号L1和L2代表独立地选自以下各项的接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。Y是一个嵌入式极性基团，例如O或S。 
本发明还提供了多种色谱装置（例如，填料、柱和单块）和结合本发明的组合物的色谱系统。还提供了制备本发明的固定相的方法、在色谱分析和纯化中使用它们的方法。 
本发明的另外的实施例、目的以及优点在以下详细说明中进行阐述。 
附图简要说明 
图1示出了环氧基开环反应的一般合成路线。 
图2示出了新固定相的一般组成。示例性固体载体包括二氧化硅、二氧化硅/有机混杂物、TiO2、Al2O3、ZrO2、或一种聚合物。固体载体任选是完全多孔的、表面多孔的或无孔的。固体载体可以是微粒或单块。固体载体与官能层之间的连接可以通过共价键合、聚合物包封、表面吸附或静电相互作用来实现。L1和L2是独立地选自以下各项的接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。指数n是来自0和1的一个整数。符号Y代表一个极性嵌入式基团，例如，与β位置处的羟基键联的一个醚或硫醇醚。 
图3示出了基于二氧化硅的新固定相的一般组成。SiO2代表是二氧化硅、二氧化硅/有机混杂物的一种固体载体，并且它可以是完全多孔的、表面多孔的或无孔的；微粒或单块。符号R1、R2代表独立地选自以下各项的基团：连接至二氧化 硅基质中的一个相邻的硅原子的一个氧原子、羟基、卤原子、烷氧基（即，甲氧基、乙氧基等）、酰基、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。L1和L2是独立地选自以下各项的接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。指数n是来自0和1的一个整数。符号Y代表含有与β位置处的羟基键联的一个醚或硫醇醚的一个极性嵌入式基团。 
图4示出了相10至15、17和18的制备。图4A是用于制备相10、13和18的一种方案。图4B是用于制备相11、12、14、15、16以及17的一种方案。图4B示出了用于制备相16的一种方案，其中一个中性亲水层由连接至二氧化硅基质上的交联配体形成。 
图5示出了相20的制备。 
图6示出了相21的制备。 
图7示出了相22的制备。 
图8示出了相23和24的制备。 
图9示出了相25的制备。 
图10示出了相26的制备。 
图11示出了相27、28和30的制备。相的结构是仅出于说明目的。环氧化物开环反应可以发生在任何羟基位点处。 
图12示出了相29的制备。 
图13示出了通过环氧化物开环反应制备的若干RP材料的疏水性比较。由于一个疏水性部分结合到环氧基或羟基键合的二氧化硅中，所得到的相的疏水性显著增加。清楚的是，可以通过使用具有不同疏水性部分的试剂来轻易地调整疏水性。用于获得色谱图的条件如下：柱，相14、21、22、23以及24，5μm；尺寸，3.0x150mm；流动相，MeCN/H2O v/v50/50；温度，30℃；流速：0.425mL/min；注入体积，3μL；检测，UV（254nm）；样品，0.5mg/mL（每份）；样本，戊基苯（0.5mg/mL）。 
图14给出了通过环氧化物开环反应合成的若干RP介质的立体选择性比 较。在通过环氧化物开环反应将一个疏水性部分结合到键合相中之后，所得到的键合相的立体选择性显著增加。在以下条件下获得色谱图：柱，相14、21、22、23以及24，5μm；尺寸，3.0x150mm；流动相，MeOH/H2O v/v80/20；温度，30℃；流速：0.425mL/min；注入体积，3μL；检测，UV（254nm）；样品，邻三联苯基和苯并菲（每种0.1mg/mL）。 
图15示出了通过环氧化物开环反应（相23）合成的RP介质与高水性条件完全相容—在停止-流动测试期间没有观察到保留损失（retention loss）。在以下条件下获得色谱图：柱，相23，3μm；尺寸，3.0x150mm；流动相，10mM乙酸铵，pH5；温度，30℃；流速，0.425mL/min；注入体积，3μL；检测，UV（254nm）；样品，胸腺嘧啶（0.1mg/mL）；停止-流动方法，在以上条件下测试该柱，持续5分钟使泵停止（泵压降至0），重新开始流动并在以上条件下持续5分钟调节该柱，注入样品并在相同条件下运行测试。重复2到4次。 
图16示出了相27为蛋白质提供高分辨率、高效率和极好的峰形状，这些中的每一个对于一种良好的HIC介质都是所希望的特征：理想的选择性；高分辨率；高效率或尖锐的峰形状。在以下条件下获得色谱图：柱，相27，5μm；尺寸，4.6x100mm；流动相，A：0.1M磷酸盐中的2M(NH4)2SO4（pH7）和B：0.1M磷酸盐（pH7）；温度，30℃；流速，1.0mL/min；注入体积，5μL；检测，在210nm处的UV；样品，（～0.5mg/mL），其含有1.细胞色素C；2.核糖核酸酶A；3.溶菌酶；以及4.α-糜蛋白酶。 
图17示出了相43至46的制备。 
图18示出了相50的制备。 
图19示出了相51至53的制备。 
图20示出了相54的制备。 
图21示出了相55的制备。 
实施方式的详细说明 
I.定义
在取代基通过其从左向右所书写的常规化学式来说明时，它们任选地同 样涵盖将因从右向左书写该结构而产生的化学上相同的取代基，例如，-CH2O-旨在也表述为-OCH2-。 
除非另外说明，否则术语“烷基”单独或作为另一个取代基的一部分意指具有指示的碳原子数（即，C1-C10意指一个至十个碳）的一条直链或支链或环烃基或其组合，它可以是完全饱和、单元未饱和或多元未饱和的并且可以包括二价或多价基团。饱和烃基的实例包括（但不限于）如下基团：诸如甲基、乙基、正丙基（例如，-CH2-CH2-CH3、-CH2-CH2-CH2-）、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基、环己基、(环己基)甲基、环丙基甲基，例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的同系物和异构体。一个不饱和烷基是具有一个或多个双键或三键的基团。不饱和烷基的实例包括（但不限于）乙烯基、2-丙烯基、巴豆基、2-异戊烯基、2-(丁二烯基)、2,4-戊二烯基、3-(1,4-戊二烯基)、乙炔基、1-丙炔基和3-丙炔基、3-丁炔基以及高级同系物和异构体。除非另外陈述，否则术语“烷基”还意在包括下文更详细定义的那些烷基衍生物，诸如“杂烷基”。限于烃基的烷基被称为“同烷基（homoalkyl）”。术语“烷基”还可以在烷基是一个二价基团的那些情况下意指“亚烷基”或“烷二基”以及次烷基。 
术语“亚烷基”或“烷二基”单独或作为另一个取代基的一部分意指衍生自一个烷基的一个二价基团，如由（但不限于）-CH2CH2CH2-（亚丙基或丙烷-1,3-二基）所举例说明，并且进一步包括以下描述为“杂亚烷基”的那些基团。典型地，一个烷基（或亚烷基）将具有从1个到约30个碳原子、优选地是从1个到约25个碳原子、更优选地是从1个到约20个碳原子、甚至更优选地是从1个到约15个碳原子并且最优选地是从1个到约10个碳原子。一个“低级烷基”、“低级亚烷基”或“低级烷二基”是一般具有约10个或更少碳原子、约8个或更少碳原子、约6个或更少碳原子或约4个或更少碳原子的一个较短链烷基、亚烷基或烷二基。 
术语“次烷基”单独或作为另一个取代基的一部分意指衍生自一个烷基的一个二价基团，如由（但不限于）CH3CH2CH2=（亚丙基）所举例说明。典型地，一个次烷基将具有从1个到约30个碳原子、优选地是从1个到约25个碳原子、更优选地是从1个到约20个碳原子、甚至更优选地是从1个到约15个碳原子并且最优选地是从1个到约10个碳原子。一个“低级烷基”或“低级次烷基”是一般具 有约10个或更少碳原子、约8个或更少碳原子、约6个或更少碳原子或者约4个或更少碳原子的一个较短链烷基或次烷基。 
术语“烷氧基”、“烷氨基”以及“烷硫基”（或硫烷氧基）以其常规意义使用，并且是指对应地经由一个氧原子、一个氨基或一个硫原子连接到分子的其余部分的那些烷基。 
除非另外陈述，否则术语“杂烷基”单独或与另一个术语组合意指由所述数目的碳原子和至少一个选自由O、N、Si、S以及B组成的组的杂原子组成的一个稳定直链或支链或环烃基或其组合，并且其中氮和硫原子可以任选地被氧化并且氮杂原子可以可任选地被季铵化。该一个或多个杂原子O、N、B、S以及Si可以被放置在杂烷基的任何内部位置处，或在该烷基与分子的其余部分相连接的位置处。实例包括（但不限于）-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-CH2-CH2-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH=CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH=N-OCH3、以及-CH=CH-N(CH3)-CH3。最多两个杂原子可以是连续的，例如像-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。类似地，术语“杂亚烷基”单独或作为另一个取代基的一部分意指衍生自杂烷基的一个二价基团，如由（但不限于）-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-所举例说明。对于杂亚烷基，杂原子还可以占据链末端的任何一端或两端（例如，亚烷基氧基、亚烷基二氧基、亚烷基氨基、亚烷基二氨基等）。更进一步，对于亚烷基和杂亚烷基连接基团，连接基团的取向并非由书写该连接基团的化学式的方向所暗示的。举例来讲，化学式-CO2R’-代表-C(O)OR’和-OC(O)R’。 
除非另外陈述，否则术语“环烷基”和“杂环烷基”单独或与其他术语组合对应地表示“烷基”和“杂烷基”的环型式。另外，对于杂环烷基，一个杂原子可以占据杂环与分子的其余部分相连接的位置。环烷基的实例包括（但不限于）环戊基、环己基、1-环己烯基、3-环己烯基、环庚基等。杂环烷基的实例包括（但不限于）1-(1,2,5,6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。 
除非另外陈述，否则术语“卤基”或“卤素”单独或作为另一个取代基 的一部分意指一个氟、氯、溴或碘原子。另外，诸如“卤烷基”的术语意在包括单卤烷基和多卤烷基。例如，术语“卤基(C1-C4)烷基”意在包括（但不限于）三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。 
除非另外陈述，否则术语“芳基”意指可以是一个单环或稠合在一起或共价连接的多个环（优选地是从1到3个环）的一个多不饱和芳香族取代基。术语“杂芳基”是指包含选自N、O、S、Si以及B的从一个到四个杂原子的芳基（或环），其中氮和硫原子任选地被氧化，并且一个或多个氮原子可任选地被季铵化。一个杂芳基可以通过一个杂原子连接到分子的其余部分。芳基和杂芳基的非限制性实例包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基、以及6-喹啉基。上述芳基和杂芳基环系统中的每一个的取代基是选自以下所描述的可接受取代基的组。 
为了简便起见，术语“芳基”当与其他术语（例如，芳氧基、芳基硫氧基、芳烷基）组合使用时包括如上文所定义的芳基和杂芳基环。因此，术语“芳烷基”意在包括其中一个芳基与一个烷基连接的那些基团（例如，苯甲基、苯乙基、吡啶基甲基等），包括其中一个碳原子（例如，一个亚甲基）已经被例如一个氧原子置换的那些烷基（例如苯氧基甲基、2-吡啶氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等）。 
以上术语（例如，“烷基”、“杂烷基”、“芳基”以及“杂芳基”）中的每一个都意在包括所指示基团的被取代和未被取代形式二者。每种类型的基团的示例性取代基提供如下。 
这些烷基和杂烷基（包括常常被称为亚烷基、烯基、杂亚烷基、杂烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基以及杂环烯基的那些基团）的取代基一般被称为“烷基取代基”，并且它们可以是选自（但不限于）以下各项的多种基团中的一个或多个：被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、-OR'、=O、=NR'、=N-OR'、-NR'R"、-SR'、-卤素、-SiR'R"R"'、 -OC(O)R'、-C(O)R'、-CO2R'、-CONR'R"、-OC(O)NR'R"、-NR"C(O)R'、-NR'-C(O)NR"R"'、-NR"C(O)2R'、-NR-C(NR'R"R'")=NR""、-NR-C(NR'R")=NR'"、-S(O)R'、-S(O)2R'、-OS(O)2R'、-S(O)2NR'R"、-NRSO2R'、-CN以及-NO2，数目范围是从零到（2m'+1），其中m'是这类基团中的碳原子的总数。R'、R"、R"'以及R""各自优选地独立地是指氢、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基（例如，被1-3个卤素取代的芳基）、被取代或未被取代的烷基、烷氧基或硫烷氧基、或芳烷基。当一种本发明的化合物包括超过一个R基团时，例如，每一个R基团独立地被选择，当存在R'、R"、R'"以及R""基团中的超过一个时，这些基团中的每一个也同样如此。当R'和R"被连接到同一个氮原子时，它们可以与该氮原子组合形成5元、6元或7元环。例如，-NR'R"意在包括（但不限于）1-吡咯烷基和4-吗啉基。根据以上对取代基的论述，本领域的技术人员将理解，术语“烷基”意在包括含有与不同于氢基团的基团结合的碳原子的基团，诸如卤烷基（例如，-CF3和-CH2CF3）和酰基（例如，-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等）。 
与关于烷基所描述的取代基类似，芳基和杂芳基的取代基一般被称为“芳基取代基”。这些取代基选自，例如：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、-OR'、=O、=NR'、=N-OR'、-NR'R"、-SR'、-卤素、-SiR'R"R"'、-OC(O)R'、-C(O)R'、-CO2R'、-CONR'R"、-OC(O)NR'R"、-NR"C(O)R'、-NR'-C(O)NR"R"'、-NR"C(O)2R'、-NR-C(NR'R"R'")=NR""、-NR-C(NR'R")=NR'"、-S(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)2NR'R"、-NRSO2R'、-CN和-NO2、-R'、-N3、-CH(Ph)2、氟代(C1-C4)烷氧基、以及氟代(C1-C4)烷基，数目范围是从零到芳香族环系统上的开放价态的总数；并且其中R'、R"、R"'以及R""优选地独立地选自氢、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基以及被取代或未被取代的杂芳基。当一种本发明的化合物包括超过一个R基团时，例如，每一个R基团独立地被选择，当存在R'、R"、R'"以及R""基团中的超过一个时，这些基团中的每一个也同样如此。 
芳基或杂芳基环的相邻原子上的取代基中的两个可以任选地被化学式-T-C(O)-(CRR')q-U-的一个取代基置换，其中T和U独立地是-NR-、-O-、-CRR'-或一个单键，并且q是从0到3的一个整数。可替代地，芳基或杂芳基环的相邻原 子上的取代基中的两个可以任选地被化学式-A-(CH2)r-B-的一个取代基置换，其中A和B独立地是-CRR'-、-O-、-NR-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2NR'-或一个单键，并且r是从1到4的一个整数。如此形成的新环的这些单键中的一个可以任选地被一个双键置换。可替代地，芳基或杂芳基环的相邻原子上的取代基中的两个可以任选地被化学式-(CRR')s-X-(CR"R"')d-的一个取代基置换，其中s和d独立地是从0到3的整数，并且X是-O-、-NR'-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-或-S(O)2NR'-。取代基R、R'、R"以及R"'优选地独立地选自氢或被取代或未被取代的(C1-C6)烷基。 
如在此所使用，术语“甲硅烷基取代基”可以是选自（但不限于）以下各项的多种基团中的一个或多个：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、酰基、-OR’、-NR’R”、-SR’、-卤素、-SiR’R”R”’、-OC(O)R’、-C(O)R’、-CO2R’、-CONR’R”、-OC(O)NR’R”、-NR”C(O)R’、-NR’-C(O)NR”R”’、-NR”C(O)2R’、-NR-C(NR’R”R’”)=NR””、-NR-C(NR’R”)=NR’”、-S(O)R’、-S(O)2R’、-OS(O)2R’、-S(O)2NR’R”、-NRSO2R’、-CN、以及-NO2。R'、R"、R"'以及R""各自优选地独立地是指氢、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基（例如，被1-3个卤素取代的芳基）、被取代或未被取代的烷基、烷氧基或硫烷氧基、或芳烷基。当一种本发明的化合物包括超过一个R基团时，例如，每一个R基团独立地被选择，当存在R'、R"、R'"以及R""基团中的超过一个时，这些基团中的每一个也同样如此。当R'和R"被连接到同一个氮原子时，它们可以与该氮原子组合形成5元、6元或7元环。例如，-NR'R"意在包括（但不限于）1-吡咯烷基和4-吗啉基。根据以上对取代基的论述，本领域的技术人员将理解，术语“烷基”意在包括含有与不同于氢基团的基团结合的碳原子的基团，诸如卤烷基（例如，-CF3和-CH2CF3）和酰基（例如，-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等）。 
如在此所使用，术语“非反应性甲硅烷基取代基”意指不与一种本发明的基质反应以在该甲硅烷基取代基与该基质之间形成一个共价键或者不充当该配体（例如，化学式1）与该基质之间的一个反应中的一个离去基团的一个“甲硅烷基取代基”。示例性“非反应性甲硅烷基取代基”包括烷基（例如，甲基、乙基、 丙基、丁基以及其他低级烷基）或芳基（例如，苯基和噻吩基）。 
如在此所使用，术语“反应性甲硅烷基取代基”意指能够与一种本发明的基质反应以在该甲硅烷基取代基与该基质之间形成一个共价键或充当该配体（例如，化学式1）与该基质之间的一个反应中的一个离去基团的一个“甲硅烷基取代基”。示例性“反应性甲硅烷基取代基”包括常规地定义为离去基团的那些基团，诸如卤素（例如，Cl和Br）。其他示例性“反应性硅烷基取代基”包括烷氧基（例如，甲氧基或乙氧基）和伯和仲氨基。 
如在此所使用，术语“酰基”描述了含有一个羰基残基的一个取代基，C(O)R。R的示例性种类包括H、卤素、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。 
如在此所使用，术语“稠合环系统”意指至少两个环，其中每个环具有至少2个与另一个环共同的原子。“稠合环系统”可以包括芳环以及非芳环。“稠合环系统”的实例是萘、吲哚、喹啉、色烯等。 
如在此所使用，术语“杂原子”包括氧（O）、氮（N）、硫（S）以及硅（Si）。 
符号“R”是代表选自以下的一个取代基的一个通用缩写：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。 
当本发明的化合物包含相对碱性或酸性的官能团时，这类化合物的盐包括在本发明的范围中。盐可以通过使中性形式的这类化合物与足够量的所希望的酸或碱纯净地抑或于一种适合的惰性溶剂中接触来获得。本发明的相对酸性的化合物的盐的实例包括钠、钾、钙、铵、有机氨基或镁盐或类似盐。当本发明的化合物包含相对碱性的官能团时，酸加成盐可以通过使中性形式的这类化合物与足够量的所希望的酸纯净地或于一种适合的惰性溶剂中接触来获得。酸加成盐的实例包括衍生自如下无机酸的那些，如盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、一氢碳酸、磷酸、一氢磷酸、二氢磷酸、硫酸、一氢硫酸、氢碘酸或亚磷酸等；以及衍生自如下有机酸的盐，如乙酸、丙酸、异丁酸、顺丁烯二酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、反丁烯二 酸、乳酸、杏仁酸、邻苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸等。还包括氨基酸的盐，诸如精氨酸盐等；和如下有机酸的盐，如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等（参见，例如，伯奇（Berge）等人，药物科学杂志（Journal of Pharmaceutical Science）1977,66:1-19）。某些具体的本发明化合物包含允许这些化合物转化为碱抑或酸加成盐的碱性和酸性官能团二者。 
当一个残基被定义为“O-”（例如，COO-）时，那么该化学式意在任选地包括H或一个阳离子抗衡离子。优选地，该化合物的盐形式是药学上可接受的。 
这些化合物的中性形式优选地通过使该盐与一种碱或酸接触并且以常规方式分离母体化合物来再生。该化合物的母体形式在某些物理性质方面（诸如极性溶剂中的溶解度）不同于各种盐形式，但这些盐以另外的方式等效于该化合物的母体形式以用于本发明的目的。 
某些本发明的化合物可以非溶剂化形式以及溶剂化形式（包括水合形式）存在。一般来说，这些溶剂化形式等效于非溶剂化形式，并且涵盖在本发明的范围内。某些本发明的化合物可以按多种结晶或无定形形式存在。一般来说，所有物理形式对于由本发明所涵盖的用途都等效并且旨在属于本发明的范围内。“化合物或化合物的药学上可接受的盐或溶剂化物”意指“或”的包括性含义，以便涵盖为盐和溶剂化物的一种物质。 
某些本发明的化合物拥有不对称碳原子（光学中心）或双键；外消旋物、非对映异构体、几何异构体以及个别异构体涵盖于本发明的范围内。光学活性的(R)-和(S)-异构体可以使用手性合成子或手性试剂制备，或使用常规技术拆分。当在此所述的化合物包含烯属双键或其他几何不对称中心时，并且除非另外指明，否则预期这些化合物包括E和Z两种几何异构体。同样地，还旨在包括所有互变异构形式。 
在此使用的外消旋、双非外消旋（ambiscalemic）和非外消旋（scalemic）或对映异构体纯的化合物的图解法是从迈尔（Maehr），化学教育杂志（J.Chem.Ed.），62:114-120（1985）中获得的：实线和虚线楔形用于表示一个手性元素的绝对构型；波形线表示对可以产生它所代表的键的任何立体化学含义的否定；实粗线和虚粗线是指示所示相对构型但未意指任何绝对立体化学的几何描述符；并且楔 形轮廓和点线或虚线表示对映异构体纯的化合物的不定式绝对构型。 
本发明的化合物还可以在构成这类化合物的一个或多个原子上包含非天然比例的原子同位素。举例来说，这些化合物可以用如下放射性同位素放射性标记，例如像氚（3H）、碘-125（125I）或碳-14（14C）。本发明的化合物的所有放射性或非放射性同位素变化都旨在涵盖在本发明的范围内。 
术语“平均颗粒直径”、“粒度”、“平均粒度”、“中值粒度”或其任何语法变化都是指一种本发明的基质（固体载体）的粒度规格。粒度典型地由制造商提供。粒度可以是指任何类型的颗粒，包括球形和不规则形状的颗粒。 
“流动相”与“洗脱剂”可互换地使用，以指代使待分离的一种混合物的溶解的组分（例如，一种聚糖）移动通过一个色谱柱或其他分离装置的一种液体。该流动相常常包含超过一种化合物，并且是不同溶剂的一种混合物或盐、酸、碱等的一种溶液。 
“溶剂”是一种液体有机化合物（例如，一种单一化合物）。一种示例性溶剂是至少部分水可混溶的。在不同实施例中，一种溶剂是完全水可混溶的。在不同实施例中，“溶剂”是指乙腈。 
II.引言
疏水性相互作用色谱（HIC）是一种通用的液相色谱技术，它在蛋白质分离中作为一种纯化模式抑或作为一种分析工具是有用的。该技术可以单独地或者与离子交换色谱和凝胶过滤色谱组合地使用。HIC的独特之处在于蛋白质在高盐浓度下结合并在低盐浓度下洗脱。洗脱是使用直接指示HIC正在使用的一个逆盐梯度来实现的。HIC有时被称为一种更温和形式的反相色谱（RPC），因为HIC利用了比RPC更温和的结合和洗脱条件并且因此典型地保留了靶蛋白质的生物活性。HIC要求最少的样品预处理并且因此可以有效地与传统的蛋白质沉淀技术组合使用。蛋白质与HIC介质的结合通过适度高浓度的抗离液序列高的盐来促进，这对蛋白质结构也具有稳定影响。HIC洗脱通过线性或逐步降低具有满意的回收率的吸附缓冲液中的盐浓度来实现。因此，在研究和工业实验室中，HIC广泛地用于纯化多种生物分子，如血清蛋白、膜结合蛋白、核蛋白、受体、细胞、以及重组蛋白。 
HIC介质通常具有一个亲水性表面，该亲水性表面的一小部分被疏水性 配体修饰以提供疏水性相互作用位点。HIC介质可以连接至一个固体载体上，例如硅胶、交联琼脂糖、或合成的共聚物材料。没有离子交换特性的亲水性表面对于通过HIC进行的蛋白质分离是重要的，因为除主要疏水性相互作用之外的次要离子交换相互作用也可以不利地影响分离。虽然常常使用基于有机聚合物和基于交联琼脂糖的材料来制备HIC介质，但是基于二氧化硅的基质因它们的优异机械稳定性、更好地控制的孔径、高色谱效率以及广泛范围的粒度可用性（图2、图3）而是所希望的。 
本发明涉及HIC介质组合物。HIC介质可以使用环氧化物开环反应来制备（图1）。 
III.固定相 
本发明提供了适用作用于多种色谱应用的固定相或填充材料的组合物。可替代地，本发明的组合物可以用于对化合物的分离、检测和分析有用的其他产品中，如膜、过滤器和微流体装置。 
这些组合物包含一种基质（例如，硅胶）和经由一个甲硅烷基而与该基质共价结合的一种化合物。该化合物包含至少一个疏水性接头以及一个嵌入式极性基团。本发明的示例性组合物通常可以由以下结构进行描述，其中n是0抑或1： 
其中“头基”是一个极性或非极性头基（例如，疏水性头基），例如，一个甲基部分。示例性极性头基包括一个或多个羟基或烷氧基部分。甲硅烷基用于结合该基质与色谱官能团。在不同实施例中，指数n是0或1。当指数n是1时，色谱官能团包括一个嵌入式极性基团。在一个示例性实施例中，该嵌入式极性基团是S或O。参见，例如图1至图3。 
在一个实施例中，该头基是一个二醇部分、烷氧基或二烷氧基部分。因此，在一个第一方面，本发明提供了一种包含与一个基质共价结合的一种化合物的组合物，其中该化合物具有一个根据化学式(I)的结构，其中n是选自0和1的一个整数： 
在一个示例性实施例中，本发明提供了包含与一个基质共价结合的一个部分的一种组合物（例如，一个固定相）（图1至图3）。在不同实施例中，该化合物具有一个根据化学式(I)的结构： 
其中n是选自0和1的一个整数。在不同实施例中，X1和X2是独立地选自O和S。在不同实施例中，X1或X2中的至少一个是O。部分R20是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或者被羟基取代的烷氧基。符号R21代表选自下组的一个部分，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或者被羟基取代的烷氧基。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。在不同实施例中，R1、R2以及R3是独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、OR10、NR10R11、OC(O)R12、OS(O)2R12、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基以及与所述基质的一个键。每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与一个硅胶基质的一个键，其条件是，在多个示例性实施例中，R1、R2和R3中的至少一个是未被取代的C1-C3烷基或OH。每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基，其条件是R1、R2和R3中的至少一个与该基质共价结合。符号L1和L2代表独立地选自以下各项的接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。Y是一个嵌入式极性基团，例如O或S。 
在一个示例性实施例中，R1、R2和R3是独立地选自下组，该组由OR10、 OC(O)R12、OS(O)2R12、以及未被取代的烷基组成，其中每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与一个硅胶基质的一个键，其条件是R1、R2和R3中的至少一个是未被取代的C1-C3烷基或OH。在不同实施例中，每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。L1的示例性部分包括C3未被取代的烷基；并且L2的示例性部分包括C1-C8未被取代的烷基。 
在一个示例性实施例中，R20是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、未被取代的直链或支链烷基、以及以被取代或未被取代的苯基取代的烷基。符号R21代表选自下组的一个部分，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、未被取代的直链或支链烷基、以及以被取代或未被取代的苯基取代的烷基，其条件为X1R20或X2R21中的至少一个是OH。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。R1、R2和R3的示例性部分是独立地选自下组，该组由OR10、OC(O)R12、OS(O)2R12、以及未被取代的烷基组成。在不同实施例中，每个R10是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与一个硅胶基质的一个键，其条件是，R1、R2和R3中的至少一个是未被取代的C1-C3烷基或OH。在一个示例性实施例中，每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。L1和L2是独立地选自以下各项的接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。Y是O或S。 
在不同实施例中，X1R20是OH。 
在不同实施例中，R20和R21是独立地选自下组，该组由以下各项组成： 未被取代的C1-C10烷基、以被取代或未被取代的苯基取代的甲基、以及被取代或未被取代的苯基。在一个示例性实施例中，R21是选自下组，该组由以下各项组成：甲基、乙基、未被取代的C4烷基、未被取代C10烷基、以被卤素取代的苯基取代的甲基、以及未被取代的苯基。 
在不同实施例中，本发明的化合物具有以下化学式： 
其中n是选自0和1的一个整数；（k+m）是从1至20的一个整数，例如1至10、例如1至5、例如1和2；R4是未被取代的C1-C10烷基（例如，甲基、乙基或十六烷基）或苯基；并且R5是未被取代的C1-C10烷基（例如，甲基、乙基或十六烷基）或苯基。如本领域技术人员将清楚的是，羟基部分中的一个或多个可以是一个SH部分、一个醚或硫醚部分，例如C6-C18、例如C8-C16、例如C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16。在一个示例性实施例中，烷基除了在它连接至分子的余下部分的一点（即它的O-或S-取代）之外是没有被取代的。 
在根据化学式I抑或化学式II的一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个、两个或三个是与该基质的一个键或者是与该基质共价结合的。在不同实施例中，R1和R2是与该基质的键或者是与该基质共价结合的，并且R3是未被取代的C1-C3烷基（例如，甲基）或OH。在一个示例性实施例中，L1是C3烷基。 
在其中n是0的不同实施例中，L2是C1-C8未被取代的烷基。在一个示例性实施例中，当n是0时，L2是C8未被取代的烷基。 
在不同实施例中，n是1，并且L1是C2-C5未被取代的烷基，并且L2是C1-C3未被取代的烷基。在一个示例性实施例中，当n是1时，L1是一个C3未被取代的烷基。如本领域技术人员将了解的，上述实施例是示例性的，并且在此如下所述的固定相的不同参数可以是改变的。 
在其中n是1的一个示例性实施例中，L1是C3烷基，Y是O或S，L2是CH2，并且X1R20和X2R21是独立地选自OH、SH以及醚和硫醚部分。醚部分的示例性烷 基是例如C6-C18、例如C8-C16、例如C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16。在一个示例性实施例中，烷基除了在它连接至分子的余下部分的一点（即它的O-或S-取代）之外是没有被取代的。 
甲硅烷基取代基
在根据化学式(I)的多个示例性实施例中，R1、R2和R3是甲硅烷基取代基或者与二氧化硅基质的一个键。R1、R2和R3中的至少一个是与本发明的一个基质的一个共价键或者是与该基质共价结合的。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个、两个或三个是与该基质的一个共价键或者是与该基质共价结合的。在不同实施例中，化学式I的化合物是本发明的一种固定相的一个前体，并且R1、R2和R3中的一个或多个是与该基质上的一个部分反应的一个基团。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个或多个是一个烷氧基部分。 
在一个实例中，R1、R2和R3是独立地选自以下的成员：一个键、卤素、OR10、NR10R11、酰基、OC(O)R12、OS(O)2R12、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基，其中每个R10和每个R11是独立地选自以下的一个成员：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与本发明的一个基质（例如，硅胶）的一个键。每个R12是独立地选自以下各项的一个成员：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基。 
在另一个实例中，R1、R2以及R3中的至少一个是一个非反应性甲硅烷基取代基。示例性非反应性甲硅烷基取代基包括烷基或芳基。在一个示例性实施例中，R1、R2以及R3中的至少一个是选自被取代或未被取代的C1-C6烷基（例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等）的一个成员。在又另一个实例中，R1、R2以及R3中的两个是非反应性甲硅烷基取代基。例如，R1、R2和R3中的两个是独立地选自被取代或未被取代的烷基、如被取代或未被取代的C1-C6烷基（例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等）的成员。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个是未被取代的C1-C3烷基或OH。在一个示例性实施例中，R1、R2和 R3中的一个是未被取代的C1-C3烷基。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个是甲基。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的一个是OH。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的两个是未被取代的C1-C3烷基或OH。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的两个是未被取代的C1-C3烷基。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的两个是甲基。在一个示例性实施例中，R1、R2和R3中的两个是OH。 
接头
在化学式(I)中，L1和L2是接头基团，这些接头基团在一个实施例中是独立地选自：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。在一个示例性实施例中，L1和L2之一或二者是环烷基。在一个示例性实施例中，L1和L2是由一个嵌入式极性基团连接的。在不同实施例中，这个嵌入式极性基团被标记为Y，如化学式Va-Vh中所示的。在一个示例性实施例中，这个嵌入式极性部分衍生自缩水甘油醚或硫醚的反应，并且对应地是O或S。在一个示例性实施例中，本发明的化合物包含至少一个疏水性接头。在不同实施例中，当在化学式(I)中n是1时，L1和L2中的至少一个包含一个疏水性部分。在不同实施例中，当n是0时，L2包含一个疏水性部分。在这个背景下，一个“疏水性部分”包含一条具有示例性数目的有序的碳原子的碳链，其中这个数目是由下限和/或上限来定义的。关于下限，该疏水性部分具有优选至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少11个、或至少12个有序的碳原子。在一个示例性实施例中，该疏水性部分具有至少7个有序的碳原子。关于上限，该疏水性部分包括优选不超过约50个有序的碳原子、不超过约30个碳原子、不超过约25个碳原子、不超过约20个碳原子、或者不超过约15个有序的碳原子。有序的碳原子数目的示例性范围可以在上述上限与下限之间形成。在又另一个实施例中，该疏水性部分包括超过50个有序的碳原子。 
在不同实施例中，L1和L2中的至少一个是包含至少8个有序碳原子的一条碳链。在不同实施例中，组合的L1和L2包括至少8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19个或至少20个有序的碳原子。 
在该疏水性部分内，有序的碳原子中的至少两个任选地是一个环（例如， 一个5元或6元环）的一部分，其中该环是选自以下各项的一个成员：芳基、杂芳基、环烷基以及可以包含芳基、杂芳基以及环烷基环的一种稠合环系统。该环任选地被一个非极性（疏水性）取代基取代，该取代基如未被取代的烷基（例如，甲基、乙基或丙基）。在一个示例性实施例中，该疏水性部分具有足够的疏水性以使得这些组合物展现出反相特征。 
在一个示例性实施例中，L1是未被取代的C1-C7烷基。在一个示例性实施例中，L1是未被取代的C1-C3烷基。在一个示例性实施例中，L1是未被取代的C4-C7烷基。在一个示例性实施例中，L1是C3未被取代的烷基。 
在一个示例性实施例中，L2是未被取代的C1-C7烷基。在一个示例性实施例中，L2是未被取代的C1-C3烷基。在一个示例性实施例中，L2是未被取代的C4-C7烷基。在一个示例性实施例中，L2是C1未被取代的烷基。在一个示例性实施例中，L2包含一个羟基或烷氧基部分。在不同实施例中，羟基或烷氧基位于嵌入式极性基团的β位。 
当在化学式(I)中n是1时，那么本发明的化合物包含一个嵌入式极性基团Y。这个基团可以是适用于连接两个接头基团L1和L2的任何适合的基团。在一个实施例中，L1和L2通过一个醚键或一个硫醚键连接。在一个示例性实施例中，Y是O或S。 
头基
头基可以是非极性的或者它可以是包含一个、两个或更多个羟基的任何部分。在一个实施例中，该极性头基是： 
其中X1是O或S；X2是O或S；其条件在于X1或X2中的至少一个是O；R20是选自下组，该组由H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或被羟基取代的烷氧基组成；R21是选自下组，该组由H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或被羟基取代的烷氧基组成。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。在一个示例性实施例中，R20和R21中的一个或多个是C11-C30烷基或被 取代的烷基链。在一个示例性实施例中，这条链包括16、17、18、19或20个有序的碳原子。在不同实施例中，R20和R21之一或二者是本领域公认能用于反相和/或HIC色谱法的一个部分。 
在一个示例性实施例中，该极性头基是： 
其中（k+m）是从1至20的一个整数，例如1至10、例如1至5、例如1和2。R4是未被取代的C1-C10烷基或苯基，并且R5是未被取代的C1-C10烷基或苯基。在一个示例性实施例中，R4和R5中的一个或多个是C11-C30烷基或被取代的烷基链。在一个示例性实施例中，这条链包括16、17、18、19或20个有序的碳原子。在不同实施例中，R4和R5之一或二者是本领域公认能用于反相和/或HIC色谱法的一个部分。 
基质
本发明的基质可以是包括多孔和无孔固体的适用作色谱法中的固定相/填充材料的任何材料（例如，颗粒）。 
本发明的色谱介质的基质或固体载体可以是包括多孔和无孔固体的适用作色谱法中的色谱介质/填充材料的任何材料（例如，颗粒）。 
在不同的实施例中，该固体载体选自微粒或单块。示例性颗粒包括二氧化硅颗粒、二氧化硅/有机混杂颗粒、核-壳颗粒、TiO2颗粒、ZrO2颗粒、以及Al2O3颗粒。 
示例性基质包括交联和非交联的聚合物。其他基质包括基于硅（例如，氧化硅）、基于钛（例如，氧化钛）、基于锗（例如，氧化锗）、基于锆（例如，氧化锆）、和基于铝（例如氧化铝）的，碳化的材料，和金属。 
该固体载体可以由任何合成树脂材料形成。示例性合成聚合物离子交换树脂包括聚(苯酚-甲醛)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚腈、胺-环氧氯丙烷共聚物、苯乙烯在聚乙烯或聚丙烯上的接枝聚合物、聚(2-氯甲基-1,3-丁二烯)、聚(乙烯基芳香族)树脂（如衍生自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯、 乙烯基甲苯、乙烯基萘或乙烯基吡啶的那些树脂）、丙烯酸和甲基丙烯酸的相应酯、以及类似的不饱和单体、单亚乙烯基单体（包括含单亚乙烯基环的氮杂环化合物）、以及以上树脂的任何共聚物。另外的实例包括基于丙烯酸缩水甘油酯和基于甲基丙烯酸缩水甘油酯的材料（例如，甲基丙烯酸2-缩水甘油氧基乙酯、乙烯基苯甲基缩水甘油醚、2-(4-乙烯基苯甲氧基)乙基缩水甘油醚），以及衍生自乙烯基苯甲基氯化物、乙烯基苯甲醇、2-(4-乙烯基苯甲氧基)乙醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯甲酰胺的那些。 
以上材料中的任何一种可以任选地与结合离子的或可离子化的、反相和/或HILIC的官能团的单体进行共聚。 
在一个实施例中，该载体包括交联的聚合物或共聚物。一种示例性共聚物是苯乙烯-二乙烯基苯共聚物（例如，PS-DVB）。在一个实例中，该苯乙烯-二乙烯基苯共聚物包含按重量计约2%到约100%之间的二乙烯基苯单体。在另一个实例中，该苯乙烯-二乙烯基苯共聚物包含按重量计约25%到约80%之间的二乙烯基苯单体。该共聚物可以例如根据筏（Ikada）等人，聚合物科学杂志（Journal of Polymer Science），第12卷，1829-1839（1974）的方法或如梅特兹南（Meitzner）等人的美国专利号4,382,124中所述来制备。 
在一个实例中，该固体载体包括一种二氧化硅、氧化铝、氧化锆或二氧化钛-聚合树脂混杂材料。示例性二氧化硅-有机混杂物描述于美国专利号6,528,167和美国专利申请公开2006/0070937（申请序列号11/240,695）中，它们的披露内容出于所有的目的通过引用结合在此。 
在一个实施例中，在本发明中使用的一种固体载体是通过熟知的悬浮聚合技术来形成的。在这个实例中，这些颗粒典型地衍生自一种单体混合物，该混合物在将与这些颗粒相接触的溶剂中不可溶。示例性基质通过在一种适合乳化剂存在下加热并且搅拌诸种单体在一种适合溶剂中的悬浮液来形成。可替代地，该聚合可以通过一种悬浮、本体或溶液方法来进行，继而通过机械构件（例如，球磨机、棒磨机等）将树脂研磨成所希望的大小。 
该固体载体可以具有任何形式，包括微粒（例如，球形、基本上球形；例如，树脂珠粒）、碎片、大块、块料、单块等。当该基质呈微粒形式时，这些颗 粒（例如，不规则形状或珠粒形状，例如，基本上球形）具有中值粒度（即，直径）。在一个实例中，基质（例如球形硅胶）的中值粒度是在约0.1（例如，二氧化硅微球体）与约10,000μm（微米）之间。在一个实例中，该基质的中值粒度在约1与约5000微米之间、在约1与约1000微米之间、在约1与约500微米之间、在约1与约400微米之间、在约1与约300微米之间、在约1与约200微米之间或在约1与约100微米之间。在又另一个实例中，该基质的中值粒度在约1与约80微米之间、在约1与约70微米之间、在约1与约60微米之间、在约1与约50微米之间、在约1与约40微米之间、在约1与约30微米之间、在约1与约20微米之间或在约1与约10微米之间。在其他实例中，该基质的中值粒度在约10与约100微米之间、在约10与约80微米之间、在约40与约200微米之间、在约40与约100微米之间、在约40与约80微米之间、在约60与约200微米之间、在约60与约100微米之间、在约70与约200微米之间、在约80与约200微米之间、在约100与约200微米之间、在约200与约600微米之间、在约200与约500微米之间或在约200与约400微米之间。 
在一个示例性实施例中，该固体载体是一种约1.5μm至约20μm，例如从约1.9μm至约3μm的颗粒。在不同实施例中，该固体载体是约1.9μm。在不同实施例中，该固体载体是约3μm。 
一般来说，适用于任何填充床色谱应用（例如，LC、HPLC或超高压色谱）的基质颗粒均适合用于本发明的色谱介质中。 
在不同实例中，该载体呈微粒形式，并且多个载体颗粒被安置在一个填充床中。举例来说，一个塑料或金属柱用这些载体颗粒填充。在一个示例性实施例中，本发明的介质包括两种或更多种本发明的色谱介质或者一种本发明的介质和一种本领域公认的介质。例如，一种色谱介质是一种本发明的介质，并且第二介质由具有一个离子交换结合位点的颗粒组成。在不同实施例中，将该色谱介质与一种具有RP或HILIC结合位点的第二色谱介质混合。如将了解的，多种色谱介质（各自具有一个不同的结合位点）是与本发明的色谱介质可组合的。 
在不同的实施例中，这些固体载体颗粒是基本上“单分散的”或基本上“均匀分散的”，这表明了这些颗粒中的大部分（例如，这些颗粒的80%、90%或 95%）的粒度不会在中值粒度（M）以下或以上实质上（例如，不超过50%）变化。在一个示例性单分散的基质颗粒群中，这些颗粒的90%具有在约0.5倍M与约1.5倍M之间的一个平均粒度。在一个示例性实施例，此类颗粒具有从约1.9μm至约3μm的大小。在不同实施例中，此类颗粒是约1.9μm或约3μm。 
在另一个实例中，该基质是一种无机或有机单块。在一个实例中，该固体载体包括一种二氧化硅单块。在另一个实例中，该固体载体包括一种氧化铝单块。在又另一个实例中，该固体载体包括一种氧化锆单块。在另一个实例中，该固体载体包括一种二氧化钛单块。基于有机组合物的示例性单块材料和制备这类材料的方法描述于美国专利号5,130,343；5,929,214；5,728,457；5,260,094；6,887,384；5,334,310；7,303,671；5,453,185以及7,074,331中。 
在本发明中使用的一种示例性固体载体是通过在带有该结合位点的部分上和该固体载体上由在具有互补反应性的部分之间的反应，用所希望的结合位点使一种颗粒进行官能化而组装的。 
在一个示例性实施例中，该基质是硅胶。适合的硅胶包括具有不同孔径和不同粒度的无孔和/或多孔二氧化硅颗粒，孔径优选地是从到并且更优选地是从到从到而粒度如从0.2μm至1000μm、或从0.1μm至10,000μm、或从1μm至50μm。硅胶的表面积范围可以是从0.1m2/g至1,000m2/g的范围。 
在一个示例性实施例中，本发明的固定相包括具有从约1微米至约25微米直径的粒度的一种二氧化硅基质。在不同实施例中，本发明的固定相包括具有从约100至的孔的一种二氧化硅基质。在不同实施例中，本发明的固定相包括具有从约1m2/g至约500m2/g的表面积的一种二氧化硅基质。 
本发明的示例性组合物
在不同示例性实施例中，在化学式(I)中，n是0并且L2是直链或支链的被取代或未被取代的烷基。在一个示例性实施例中，L2是烷基被取代或未被取代的C5-C30烷基。在一个示例性实施例中，L2是未被取代的C6-C25烷基。在一个示例性实施例中，L2是未被取代的C6-C20烷基。在一个示例性实施例中，L2是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15未被取代的烷基。以下提供了根据这个实施例的 一个示例性结构： 
在一个示例性实施例中，化学式(I)中的R1、R2和R3中的至少一个是OR10，其中R10代表与该基质（例如，硅胶）的一个键。在一个示例性实施例中，化学式(I)中的R1、R2和R3中的至少两个是OR10，其中R10代表与该基质（例如，硅胶）的一个键。 
本发明的示例性组合物具有一个根据化学式(V)的结构： 
其中n是选自0和1的一个整数，并且R1、R20、R21、L1、L2和Y以及该基质如以上针对化学式(I)所定义。 
在一个实施例中，在化学式(V)中的R1是一个非反应性甲硅烷基取代基。在一个示例性实施例中，R1是选自被取代或未被取代的烷基的一个成员。在一个实例中，R1是未被取代的C1-C6烷基（例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等）。在一个示例性实施例中，R1是甲基。在一个示例性实施例中，R1是OH。 
当n=0时，根据化学式(V)的示例性组合物包括： 
在其中n是1的多个示例性实施例中，根据化学式(V)的组合物包括： 
{在一个示例性实施例中，R20和R21是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的环烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。在一个示例性实施例中，R20和R21是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链烷基或者被羟基取代的烷氧基。在一个示例性实施例中，R20和R21不能都是H。在一个示例性实施例中，R20和R21之一而不是二者是H。在一个示例性实施例中，R20和R21中的至少一个是H。 
在一个示例性实施例中，R20和R21之一或二者是一个多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）部分。POSS部分的实例和获得它们的方法在本领域中是已知的，并且被描述在如PCT专利申请号PCT/US2012/025049的文件中。 
在一个示例性实施例中，R4是未被取代的C1-C10烷基或苯基。在一个示 例性实施例中，R5是未被取代的C1-C10烷基或苯基。在一个示例性实施例中，R4是甲基、乙基、丙基、异丙基、或苯基。在一个示例性实施例中，R5是甲基、乙基、丙基、异丙基、或苯基。 
在不同实施例中，本发明的化合物通过首先用所希望的配体（例如1）处理该基质而形成。在通过共价键合将该配体置于固体载体上之后，可以原样使用该固定相或在多个示例性实施例中，用小的反应性分子处理配体结合的基质以封端基质表面上的反应性基团。因此，例如，在二氧化硅基质上的OH部分可以在配体置于基质上之前暴露出来或者它们可以被封端。一种示例性小分子封端试剂是一种反应性硅烷，例如六甲基二硅氮烷。参见，例如图4。 
所选择的示例性化合物列出在于此所附的图中。 
本发明提供了多个实施例，其中本发明的组合物是处于一个容器中。该容器优选地是一种色谱柱。示例性色谱柱包括金属柱、玻璃柱以及由一种聚合材料（如塑料）制成的柱。金属柱可以是常用于采用高压的色谱程序（例如，HPLC）的那些。塑料柱可以是常用于制备型色谱系统的那些。所述聚合柱经常是一次性的并且通常被称为滤筒。 
IIIb.起始材料 
在不同实施例中，本发明提供了一种结合一个反应性甲硅烷基以及一个前体部分（该前体部分可以被转化成一个极性或非极性头基）的化合物。这类化合物具有以下一般化学式： 
在一个实施例中，这些化合物结合作为头基前体部分、或在最终产物中作为头基本身的一种环氧化物或一个羟基部分。根据这个实施例的示例性化合物具有一个根据化学式(VIa)和(VIb)的结构，其中n是选自0和1的一个整数： 
在化学式(VIa)和(VIb)中，R6、R7、R8是如化学式I中的R1、R2、和R3所定义的。指数n、L1、L2、以及Y是如在此针对化学式(I)所定义的。当n是1时，在化学式(VIa)和(VIb)中的L1和L2中的至少一个包含一个疏水性部分。当n是0时，L2包含一个疏水性部分。在这个背景下，“疏水性部分”包括一条具有所选择数目的有序的碳原子的碳链，其中这个数目是由下限和上限来定义的。关于下限，该“疏水性部分”具有优选至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少11个、或至少12个有序的碳原子。在一个示例性实施例中，该疏水性部分具有至少7个有序的碳原子。关于上限，该“疏水性部分”包括优选不超过约50个有序的碳原子、不超过约30个碳原子、不超过约25个碳原子、不超过约20个碳原子、或者不超过约15个有序的碳原子。有序的碳原子数目的示例性范围可以在上述上限与下限之间形成。在又另一个实施例中，该疏水性部分包括超过50个有序的碳原子。在该疏水性部分内，有序的碳原子中的至少两个任选地是一个环（例如，一个5元或6元环）的一部分，其中该环是选自以下各项的一个成员：芳基、杂芳基、环烷基以及可以包括芳基、杂芳基以及环烷基环的一种稠合环系统。该环任选地被一个非极性（疏水性）取代基取代，该取代基如未被取代的烷基（例如，甲基、乙基或丙基）。 
在一个示例性实施例中，由在此所呈现的化学式（例如，VIa和VIb）所表示并在这些实例中所描述的本发明的化学物适用作本发明的另外的化合物的前体。 
在化学式(VI)中，R6、R7以及R8是甲硅烷基取代基并且与硅原子一起形成一个活化的甲硅烷基。一个活化的甲硅烷基包含至少一个反应性甲硅烷基取代基。一个反应性甲硅烷基取代基能够与一种本发明的基质反应以在该化合物与该基质之间形成一个共价键。因此，R6、R7以及R8中的至少一个是一个反应性甲硅烷基取代基。示例性反应性甲硅烷基取代基包括烷氧基、卤素、以及伯氨基或仲氨基。 
在一个实施例中，R6、R7以及R8是独立地选自以下各项的成员：卤素、 OR14、NR14R15、OC(O)R16、OS(O)2R16、酰基、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。每个R14和每个R15是独立地选自以下各项的一个成员：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基。每个R16是独立地选自以下各项的一个成员：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基以及被取代或未被取代的杂环烷基。在一个示例性实施例中，R6、R7以及R8中的至少一个不是OH、未被取代的烷基、未被取代的芳基、未被取代的杂芳基以及未被取代的杂环烷基。在一个示例性实施例中，一个反应性甲硅烷基取代基通过“封端”而被转化成一个非反应性甲硅烷基取代基。在不同实施例中，该甲硅烷基取代基用一种反应性甲硅烷基试剂，例如六甲基二硅氮烷，进行封端。 
在一个实施例中，R6、R7以及R8中的一个是非反应性甲硅烷基取代基。在另一个实例中，R6、R7以及R8中的两个是非反应性甲硅烷基取代基。示例性非反应性甲硅烷基取代基包括烷基或芳基。在一个示例性实施例中，R6、R7以及R8中的一个或两个是选自未被取代的C1-C6烷基（例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等）的成员。在又另一个实例中，R6、R7以及R8中的两个是非反应性甲硅烷基取代基。例如，R6、R7和R8中的两个是独立地选自被取代或未被取代的烷基、如被取代或未被取代的C1-C6烷基（例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等）的成员。在一个示例性实施例中，R6、R7以及R8中的一个或两个是甲基。 
IV.方法
本发明的组合物和化合物可以使用本领域已知的多种方法和在此描述的那些方法来合成。多种示例性方法概括在方案和实例中。可能必需对那些方法进行改变以合成某些实施例的化合物。那些可替代的方法对于本领域技术人员而言将是清楚的。适用于制备本发明的这些组合物和化合物的起始材料和试剂是可商购的，或者可以使用本领域公认的方法来制备。 
根据化学式(VI)的化合物（起始材料）的合成 
在一个实施例中，化学式(VIa)的化合物是使用以下方案1中所概括的一种程序来制备，其中整数t是选自0至30、优选从2至20、以及最优选从2至15的一个成员。在方案1中，化合物30的末端双键是在一种催化剂（如一种铂(0)催化剂）存在下使用一种硅烷进行氢化硅烷化，以得到化合物31。 
方案1a 
在一个示例性实施例中，一种本发明的配体的一个前体包含被氧化来形成一个环氧化物部分的一个末端双键。环氧化试剂是本领域中已知的并且包括过氧苯甲酸，如间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）。可以立体选择性地进行环氧化反应，从而产生手性产物。可以使用本发明的手性环氧化物来合成适用于手性色谱的本发明的手性型式的组合物。 
根据化学式(I)的化合物的合成 
化学式(VIa)和(VIb)的化合物可以共价连接至一个基质（例如，硅胶）上以形成一种本发明的组合物。在一个实施例中，在该基质与该化合物之间的一个共价键通过该基质与本发明的至少一个反应性甲硅烷基取代基反应而形成。在一个示例性实施例中，该基质包括与反应性甲硅烷基取代基反应以形成一个共价键的反应性官能团。基质的示例性反应性官能团包括硅醇和烷氧基硅烷基、以及卤代硅烷和氨基硅烷部分。 
典型地，在二氧化硅基质与本发明的化合物之间的反应是通过加热该化合物与二氧化硅基质的浆液在一种惰性溶剂（例如，甲苯）中的混合物来实现。例如，持续从约2至约100小时、优选从约10至约80小时并且更优选从约10至约60小时来将该混合物加热至回流。任选地，添加一种偶联催化剂来控制键合基团在基质表面上的密度以及所得到的相的形态。 
以上所述的偶联程序导致中间体组合物结合一个极性头基前体部分，如一个环氧化物或一个羟基部分。在一个实施例中，该中间体组合物具有一个根据化学式(VIIa)或(VIIb)的结构： 
在一个实例中，这些中间体组合物具有一个根据化学式(VIIIa)或(VIIIb)的结构： 
以上化学式(VIIa)、(VIIb)、(VIIIa)、以及(VIIIb)的中间体组合物适用作色谱法中的固定相，并且处于本发明的范围内。 
本发明的中间体组合物可以通过将该极性头基前体转化成一个极性头基如1,2-二醇部分或-CH(X1R20)(CH2X2R21)而被转化成本发明的另外的组合物，例如化学式(I)的那些组合物。在一个实施例中，化学式(VIIa)或化学式(VIIIa)的环氧化物部分被转化成-CH(X1R20)(CH2X2R21)。执行这类反应是在技术人员的能力范围内。例如，可以通过用含有一种有机酸（例如，甲酸）或无机酸的水性溶液处理该中间体组合物来执行酸催化的水解。 
因此，本发明提供了制备一种本发明的组合物的方法。在一个实施例中，该方法包括：(i)使具有一个反应性官能团（例如，一个硅醇基）的一种基质（例如，硅胶）与具有一个环氧化物部分且具有一个根据化学式(VIa)的结构的化合物： 
在足以通过基质的反应性官能团与R6、R7以及R8中的至少一个之间的反应形成该化合物与该基质之间的一个共价键的条件下接触，其中n、R6、R7、R8、L1、L2、R4以及Y是如在此针对化学式(VIa)所定义的。该方法可以进一步包括(ii)例如通过酸催化水解或通过使用如上所述的一种亲核试剂打开环氧化物环而将该环氧化物部分转化成一个1,2-二醇部分。在一个示例性实施例中，R6、R7和R8中的至少一个是卤素或烷氧基（例如，甲氧基或乙氧基）。 
在一个示例性实施例中，本发明提供了一种包含由化学式I或II的化合物的组分形成的一个交联的色谱固定载体。在一个示例性实施例中，该交联造成覆盖该基质的一个稠密的中性亲水层的形成。当该基质是二氧化硅时，这个亲水层掩饰了该基质表面上的硅醇基。在不同实施例中，通过根据化学式I的相同或不同部分上的羟基部分与环氧化物之间的反应来形成交联，这些相同或不同部分结合一个基质和/或一个双官能试剂。在一个示例性实施例中，该羟基部分和环氧化物部分之一或二者衍生自具有至少一个羟基部分和至少一个环氧化物部分的一种双官能试剂，例如甘油二环氧甘油醚,，该双官能试剂是与例如化学式I或化学式II的一种本发明的化合物接触的。如本领域技术人员将清楚的是，双官能试剂的环氧化物部分可以与结合该基质的配体的一个羟基反应，并且该双官能试剂的羟基可以与结合该基质的配体上的一个环氧化物反应，并且反之亦然。 
在一个示例性实施例中，本发明提供了一种通过一种方法形成的交联色谱固定载体，该方法包括：(a)在适于使包含一个第一环氧化物部分的一个第一配体与一个基质结合的条件下使该基质与该第一配体接触；(b)在碱性条件下使步骤(a)的产物与具有至少一个羟基部分和至少一个第二环氧化物部分的一种双官能试剂接触，从而通过使所述羟基部分与选自第一环氧化物部分、第二环氧化物部分以及它们的组合的一个成员反应而形成一个交联；并且任选地，(c)在适于使所述环氧化物与步骤(b)的产物上的一个羟基部分反应的条件下使步骤(b)的产物与一种环氧化物试剂接触。参见，图4B。 
在一个示例性实施例中，仅实践了步骤(b)和(c)，并且在形成这个实施例的交联固定相之前购买或制造用于步骤(b)的起始材料。在一个示例性实施例中，仅实践了步骤(b)，并且步骤(b)的产物不与该环氧化物试剂接触。 
在不同实施例中，在碱性条件下进行步骤(b)的反应。该碱是一种无机碱（例如，OH-）或一种有机碱（例如，1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯。在不同实施例中，使用醚合三氟化硼执行步骤(c)的反应。 
色谱方法 
在另一个实施例中，本发明提供了一种色谱方法，该方法包括使一种流动相流动通过包含一种本发明的组合物（如化学式(I)的那些）的一个固定相。在一个实例中，该流动相是一种液体。在一个示例性实施例中，该流动相包括水。该流动相的水含量优选地在约0.1%v/v与60%v/v之间、更优选地在约1%与约20%v/v之间、甚至更优选地在约1%与约10%v/v之间、并且最优选地在约1%与约5%v/v之间。 
在另一个实施例中，本发明提供了一种分离一种液体样品中的多种分析物的方法，该方法包括使液体样品流动通过包含一种本发明的组合物的一个固定相。在一个示例性实施例中，该液体样品包括水。该液体样品的水含量优选地在约0.1%v/v与60%v/v之间、更优选地在约1%与约20%v/v之间、甚至更优选地在约1%与约10%v/v之间、并且最优选地在约1%与约5%v/v之间。 
V.装置和系统 
本发明还提供了结合本发明的色谱介质的装置和系统。因此，在一个示 例性实施例中，该色谱介质在一个流通床中适合用作一种色谱装置。在一个示例性实施例中，本发明提供了一种色谱柱，该色谱柱填充有本发明的色谱介质。 
在一个示例性实施例中，该装置是一个柱，该柱填充有一种本发明的色谱介质。在本发明的一个实施例中，柱硬件包括有待用作色谱柱、具有不同形状（包括圆柱形、圆锥形、矩形以及多边形）的硬管或这些管的一个组合件。该管可以由本领域中已知的任何常规材料制成，包括金属、玻璃、二氧化硅、塑料或其他聚合物，更优选地是不锈钢或玻璃。这个管的内部尺寸的直径、厚度、宽度或深度可以是从数微米到数米。该色谱介质可以跨越该管的整个横截面积，其中样品的分离通过取决于分离模式轴向或径向通过该管、更具体来说轴向或直流色谱或径向流色谱来进行（李W-C（Lee,W-C）等人，“用于胰蛋白酶纯化的径向流亲和性色谱（Radial Flow Affinity Chromatography for Trypsin Purification）”，蛋白质纯化（Protein Purification）（书籍），ACS研讨会系列（ACS Symposium Series）427，第8章，美国化学学会（American Chemical Society），华盛顿哥伦比亚特区（Washington,D.C.），1990.）。该柱的内表面可以是非反应性的，或可以被处理以增加与色谱介质表面的粘附。该管可以结合本领域中已知的任何可用的配件以将其与其他仪器、更具体来说色谱仪器连接。 
在不同实施例中，本发明提供了一种色谱系统。在一个示例性实施例中，该系统是一种高效液相色谱（HPLC）系统。示例性系统包括一个或多个分离装置，该一个或多个分离装置包含一种本发明的色谱介质。一种示例性系统包括与如下装置联机并且流体连通的一个或多个分离装置：用于调节洗脱剂向该分离装置的供应的一个或多个装置，例如，一个洗脱剂产生器，一个泵；一个或多个检测装置，例如，一个质谱和/或荧光检测器；以及将一种样品引入到该分离装置上的一个或多个构件，例如，一个样品注射阀。 
通过展示，用于HPLC分析的示例性系统典型地包括使用包含一种电解质的一种洗脱剂的一个色谱分离区，和一个洗脱剂抑制阶段，继而典型地通过质谱仪或一个荧光检测器进行检测。在该色谱分离阶段中，一种注射的样品的聚糖组分从一个分离柱中洗脱。 
洗脱剂由一个源供应，该源可以包括含有预制成的洗脱剂的一个容器， 或它可以由一个洗脱剂产生器产生。洗脱剂产生器是本领域已知的。一个示例性洗脱剂产生器被披露在美国专利号7,767,462中。 
通过以下实例进一步说明本发明。这些实例并不旨在限定或限制本发明的范围。 
实例 
以下实例说明了本发明的代表性化合物的合成。这些实例并不旨在也不应被理解为限制本发明的范围。将清楚的是，本发明可以用不同于在此具体描述的方式来实践。根据在此的传授内容，本发明的多种修改和变化是可能的，并且因此处于本发明的范围内。 
实例1 
环氧乙烷官能化二氧化硅的制备 
相10和相18的制备（图4） 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（20g，粒度，5-μm；孔径，表面积，300m2/g）。将甲硅烷基配体1（20g）的甲苯（50mL）溶液添加到该烧瓶中。在仔细分散以上浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48小时。将官能化二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相10。 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量干燥的相10（10g）。将六甲基二硅氮烷（20g，例如，盖勒斯特公司（Gelest））和甲苯（50mL）添加到烧瓶中。在仔细分散浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48小时。将所得到的二氧化硅颗粒过滤并用丙酮彻底洗涤，并最终在50℃下在真空下干燥2小时，以得到相18。 
实例2 
缩水甘油醚官能化二氧化硅的制备 
相11和相17的制备（图4） 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（20g，粒度，5-μm；孔径，表面积，300m2/g）。将甲硅烷基配体2（20g）的甲 苯（50mL）溶液添加到该烧瓶中。配体2是从盖勒斯特公司（莫里斯维尔（Morrisville），宾夕法尼亚州（Pennsylvania），美国）可商购的。在仔细分散浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48h。将官能化二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相11。 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量干燥的相11（10g）。将六甲基二硅氮烷（20g，例如，盖勒斯特公司）和甲苯（50mL）添加到烧瓶中。在仔细分散浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48小时。将所得到的二氧化硅颗粒过滤并用丙酮彻底洗涤，并最终在50℃下在真空下干燥2小时，以得到相17。 
实例3 
相12的制备（图4） 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（20g，粒度，5-μm；孔径，表面积，100m2/g）。将甲硅烷基配体2（10g）的甲苯（50mL）溶液添加到该烧瓶中。在仔细分散浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48h。将官能化的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相12。 
实例4 
羟基官能化的二氧化硅的制备 
相13的制备（图4） 
在一个带有螺旋盖的250-mL塑料瓶中称量相10（10g）。将含有1%十二烷基硫酸钠和0.1%磷酸的一种水溶液添加到该瓶中。在将该混合物仔细分散至均匀之后，在周围温度下将加盖的瓶子置于一个旋转滚筒上20h。将处理过的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相13。 
实例5 
相14的制备（图4） 
在一个带有螺旋盖的250-mL塑料瓶中称量相11（10g）。将含有1%十二烷基硫酸钠和0.1%磷酸的一种水溶液添加到该瓶中。在将该混合物仔细分散至均匀之后，在周围温度下将加盖的瓶子放于一个旋转滚筒上20h。将处理过的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相14。 
实例6 
相15的制备（图4） 
在一个带有螺旋盖的250-mL塑料瓶中称量相12（10g）。将含有1%十二烷基硫酸钠和0.1%磷酸的一种水溶液添加到该瓶中。在使该混合物仔细分散直到均匀之后，在周围温度下将加盖的瓶子放于一个旋转滚筒上20h。将处理过的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相15。 
实例7 
通过环氧化物开环反应制备水相容性反相材料 
相20的制备（图5） 
将相18（10g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与甲苯（20mL，无水）合并于一个带有隔膜盖（septum cap）的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加1-丁醇（4.0mL），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加三氟化硼二乙醚合物（BF3·Et2O）（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、0.1%磷酸水溶液（200mL）、去离子水（D.I.water）（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相20。 
实例8 
相21的制备（图6） 
将相17（4.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）、4.0mL1-癸醇、以及20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜帽的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。将混合物用冰水浴冷却至～4℃，并且用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、0.1%磷酸水溶液（200mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相21。 
实例9 
相22的制备（图7） 
将相17（4.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）、4.0mL十二烷硫醇、 以及20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。将混合物用冰水浴冷却至～4℃，随后用一个注射器通过隔膜添加i-Pr3N（1mL）。将反应混合物维持在80℃下，并轻轻混合20h。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、0.1%磷酸水溶液（200mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相22。 
实例10 
相23的制备（图8） 
将相14（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）、2.0g1,2-环氧十六烷（化合物3）、以及20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。将混合物用冰水浴冷却至～4℃，随后用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相23。 
实例11 
相24的制备（图8） 
将相14（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）和20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加环氧苯乙烷（2.0mL，化合物4），并且将浆液充分混合。用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（1.0mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相24。 
实例12 
相25的制备（图9） 
将1-(3-(2,3-二羟基丙基)氧基)丙基-3,5,7,9,11,13,15-异丁基戊环[9.5.1.1.3,9.15,15.17,13]辛硅氧烷（1,2-丙烷二醇异丁基，混杂塑料，目录号：AL0130，CAS[480439-49-4]，化合物5）（2.0g）溶解于一个40-mL隔膜封盖的玻璃小瓶中的20mL甲苯（无水）中。将相18（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）添加到该小瓶中，并且将该小瓶用盖密封。将该混合物混合至均 匀。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、0.1%磷酸水溶液（200mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相25。 
实例13 
相26的制备（图10） 
将缩水甘油基异丁基（混杂塑料，目录号：EP0418，CAS[444315-17-70，化合物6）（2.0g）溶解于一个40-mL隔膜封盖的玻璃小瓶中的20mL甲苯（无水）中。将相15（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）添加到该小瓶中，并且将该小瓶用盖密封。将该混合物混合至均匀。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相26。 
实例14 
相27的制备（图11） 
将相16（2.0g）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加环氧丙烷（化合物7，0.5mL），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加三氟化硼二乙醚合物（BF3·Et2O）（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相27。 
实例15 
相28的制备（图11） 
将相16（2.0g）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液充分混合直到均匀。用一个注射器通过隔膜添加环氧苯乙烷（化合物4，0.5mL），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加0.1mL三氟化硼二乙 醚合物（BF3·Et2O）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤该饼，以得到相28。 
实例16 
相29的制备（图12） 
将缩水甘油基异丁基（混杂塑料，目录号：EP0418，CAS[444315-17-70]、和相6（1.0g）与20mL甲苯（无水）合并于一个40-mL隔膜封盖的玻璃小瓶中。将干燥的相16（2.0g）添加到该小瓶中并且将该小瓶用盖密封。将混合物充分混合直到均匀。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加0.1mL BF3·Et2O。将反应混合物保持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤该饼，以得到相29。 
实例17 
相30的制备（图11） 
将干燥的相16（2.0g）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加1,2-环氧丁烷（化合物8，0.5mL），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加0.1mL三氟化硼二乙醚合物（BF3·Et2O）。将反应混合物保持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤该饼，以得到相30。 
实例18 
色谱应用 
对于相14和相21至24的色谱评价，使用传统的高压浆液技术将键合相填充到3.0x50-mm、3.0x150mm、4.6x100-mm不锈钢柱中。 
疏水性 
疏水性是表征一种反相材料的一个重要参数。由于一个疏水性部分结合到环氧基或羟基键合的二氧化硅中，所得到的相的疏水性显著增加。图13示出了 缩水甘油基二醇键合相与通过环氧基开环反应而衍生自它的若干反相材料的疏水性比较。本发明的相的疏水性可以通过使用具有不同疏水性部分的试剂来轻易地调整。 
测试条件：柱，相14和相21至相24，5-μm，3x150-mm；流动相，乙腈/水（50:50v/v）；流动速率，0.425mL/min；注入体积，3μL；温度，30℃；检测，254nm；以及测试样本，戊基苯（0.5mg/mL）。 
实例18A 
立体选择性 
苯并菲（T）和邻三联苯（O）包含相同数目的碳数，但是呈不同的形状，即前者呈平面状；后者呈“螺旋桨”状。苯并菲（T）与邻三联苯（O）之间的描述符“保留因子比”αT/O=kT/kO是固定相的形状选择性的一种量度，它受到配体的间隔的影响并且还受到用于形成固定相的硅烷化试剂的形状和官能性的影响。术语kT和kO对应地代表化学物种T和O的容量因子。具有高形状选择性的固定相更有效地分辨具有不同形状的分析物。如图14所示，在通过环氧基开环反应将一个疏水性部分结合到键合相中之后，所得到的键合相的立体选择性显著增加。 
测试条件：柱，相14和相21至24，5-μm，3x150-mm；流动相，甲醇/水（80:20v/v）；流动速率，0.425mL/min；注入体积，3μL；温度，30℃；检测，254nm；以及测试样本，邻三联苯和苯并菲（每种0.1mg/mL）。 
实例18B 
水相容性测试 
在30℃下使用一种10mM乙酸铵（pH5）的洗脱液测试填充有相23的柱。用10柱体积的乙腈洗涤一个新近填充的柱，并且随后用20柱体积的流动相平衡。测试标准包含胞嘧啶、尿嘧啶以及胸腺嘧啶。在停止-流动实验中，每个测试循环由两个步骤组成。步骤一：用流动相平衡该柱5min，并且注入标准物，以用于数据采集。步骤二：在开始下一个循环前将流动停止5min。 
由于作为具有疏水性烷基链的二氧化硅颗粒的高表面覆盖度的结果的“去湿润”，很多反相柱与高水性流动相不相容。尽管低配体密度键合用于实现与100%水性流动相的更好相容性，但这些相通常与低水解稳定性有关。因为环氧基或 羟基键合相通常具有高键合密度并且通过环氧基开环反应所得到的相具有极性嵌入式基团和反相部分二者，所以相23在100%水性条件下一直运行良好—没有观察到保留损失（图15）。 
测试条件：柱，相23，5-μm，3x150-mm；流动相，10mM乙酸铵，pH5；流动速率，0.425mL/min；注入体积，3μL；温度，30℃；检测，254nm；以及测试样本：胸腺嘧啶（每种0.1mg/mL）。 
实例19 
通过HIC进行蛋白质分离 
将填充有相27的4.6x100-mm柱用于在HIC条件下分离四种蛋白质。如图16所示，这个柱为所有的蛋白质提供了高分辨率、窄峰以及极好的峰形状，显示一种良好的HIC介质的所希望的全部特征。 
测试条件：柱，相27，5-μm，4.6x100-mm；流动相，A（0.1M磷酸盐中的2M(NH4)2SO4，pH7）和B（0.1M磷酸盐，pH7）；流动速率，1.0mL/min；注入体积，5μL；温度，30℃；检测，210nm。样品（每种～0.5mg/mL）：1.细胞色素C；2.核糖核酸酶A；3.溶菌酶；4.α-糜蛋白酶。梯度条件如下所述： 
时间（min） %A %B
-10 100 0
0 100 0
1 100 0
15 0 100
20 0 100
实例20 
配体1的制备。在周围温度下将0.5g Pt(0)催化剂（0.1%wt）（例如，盖勒斯特公司）小心地添加到1-L圆底烧瓶中的50g1,2-环氧基-9-癸烯（例如，奥德里奇公司（Aldrich））、100g(MeO)2MeSiH（例如，盖勒斯特公司）在30mL甲苯中的搅拌溶液中。偶然地，在添加该催化剂时观察到一个放热反应。将该烧瓶装备一个冷凝器并将反应混合物加热至50℃，持续8h。使用气相色谱法监控该反应。当通过GC发现转化率高于60%时，在真空中除去所有的挥发物。通过球管蒸馏（Kugelrohr Distillation）（140℃/0.11托）获得配体1。图4。 
实例21 
配体41的制备。在周围温度下将0.5g Pt(0)催化剂（0.1%wt）（例如，盖勒斯特公司）小心地添加到1-L圆底烧瓶中的50g1,2-环氧基-9-癸烯（例如，奥德里奇公司）、100g(MeO)Me2SiH（例如，盖勒斯特公司）在30mL甲苯中的搅拌溶液中。偶然地，在添加该催化剂时观察到一个放热反应。将该烧瓶装备一个冷凝器并将反应混合物加热至50℃，持续8h。使用气相色谱法监控该反应。当通过GC发现转化率高于60%时，在真空中除去所有的挥发物。通过球管蒸馏（120℃/0.05托）获得配体41。图17。 
实例22 
配体42的制备。在周围温度下将0.5g Pt(0)催化剂（0.1%wt）（例如，盖勒斯特公司）小心地添加到1-L圆底烧瓶中的50g1,2-环氧基-9-癸烯（例如，奥德里奇公司）、100g(MeO)3SiH（例如，盖勒斯特公司）在30mL甲苯中的搅拌溶液中。偶然地，在添加该催化剂时观察到一个放热反应。将该烧瓶装备一个冷凝器并将反应混合物加热至50℃，持续8h。使用气相色谱法监控该反应。当通过GC发现转化率高于60%时，在真空中除去所有的挥发物。通过球管蒸馏（160℃/0.05托）获得配体42。图17。 
实例23 
相43和相44的制备（图17） 
在一个250-mL圆底烧瓶中称量20g干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（粒度，5-μm；孔径，表面积，300m2/g）。随后将甲硅烷基配体41（20g）的甲苯（50mL）溶液添加到该烧瓶中。仔细分散以上浆液之后，将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48h。将官能化的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相43。 
在一个250-mL圆底烧瓶中将相43（10g）与20g六甲基二硅氮烷（例如，盖勒斯特公司）和甲苯（50mL）合并。在仔细分散浆液之后，将反应混合物维持在稳定回流和搅拌下48小时。将所得到的二氧化硅颗粒过滤并用丙酮彻底洗涤，并最终在50℃下在真空下干燥2小时，以得到相44。 
实例24 
相45和相46的制备（图17） 
可以在一个250-mL圆底烧瓶中将干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（20g，粒度，5-μm；孔径，表面积，300m2/g）与甲硅烷基配体42（20g）的甲苯（50mL）溶液合并。在仔细分散浆液之后，可以将反应混合物置于稳定回流和搅拌下48小时。可以将官能化的二氧化硅颗粒过滤，并且用丙酮彻底地洗涤，以得到相45。 
可以在一个250-mL圆底烧瓶中将干燥相45（10g）与20g六甲基二硅氮烷（例如，盖勒斯特公司）和甲苯（50mL）合并。在仔细分散浆液之后，可以将反应混合物维持在稳定回流和搅拌下48小时。可以将所得到的二氧化硅颗粒过滤，并用丙酮彻底洗涤，并最终在50℃下在真空下干燥2小时，以得到相46。 
实例25 
相16的制备 
可以将相12（10g）分散到100mL的比率为1:1的乙腈和去离子水中。可以将甘油二环氧甘油醚（5.0g，奥德里奇公司，目录号：475734，CAS[27043-36-3]）添加到该混合物中，将其机械搅拌至均匀。可以将一种碱添加到所得到的混合物中，以允许环氧乙烷与羟基之间的交联形成掩饰表面硅醇基的一个稠密的中性亲水层。反应混合物的过滤和用去离子水（200mL）和丙酮（200mL）进行的滤饼洗涤可以产生相16。图11。 
实例26 
相47的制备 
在一个250-mL圆底烧瓶中将干燥多孔的球形二氧化硅颗粒（20g，粒度，5-μm；孔径，表面积，25m2/g）与甲硅烷基配体2（10g）的甲苯（50mL）溶液合并。在仔细分散浆液之后，将反应混合物维持在稳定回流和搅拌下48h。将所得到的二氧化硅过滤，并且用丙酮彻底洗涤，之后将其重新分散到100mL的比率为1:1的乙腈和去离子水中。将甘油缩水甘油醚（5g，例如，奥德里奇公司）添加到该混合物中，随后机械搅拌至均匀。将一种碱添加到所得到的混合物中，以允许环氧乙烷与羟基之间的交联形成掩饰表面硅醇基的一个稠密的中性亲水层。过滤反应混合物和用去离子水（200mL）和丙酮（200mL）洗涤滤饼得到相47。 应注意，相47是与相16相似的，区别在于颗粒具有不同的孔径和表面积。 
实例27 
相48的制备 
将干燥的相47（2.0G）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加环氧丙烷（0.5mL，化合物7），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加三氟化硼二乙醚合物（BF3·Et2O）（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相48。应注意，相48是与相27相似的，区别在于颗粒具有不同的孔径和表面积。 
实例28 
相49的制备 
将干燥的相47（2.0g）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加1,2-环氧丁烷（化合物8）（0.5mL），并且将浆液充分混合。在将混合物用冰水浴冷却至～4℃之后，用一个注射器通过隔膜添加三氟化硼二乙醚合物（BF3·Et2O）（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相49。应注意，相49是与相30相似的，区别在于颗粒具有不同的孔径和表面积。 
实例29 
相50的制备 
可以将相14（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，可以将浆液混合至均匀。可以用一个注射器通过隔膜添加苯基缩水甘油醚（例如，奥德里奇公司）（2.0mL），并且可以将浆液充分混合。可以用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。可以将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。 可以将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相50。图18。 
实例30 
相51的制备 
将相44（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）和20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。用一个注射器通过隔膜添加1-丁醇（例如，奥德里奇公司）（2.0mL），并且将浆液充分混合。用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相51。图19。 
实例31 
相52的制备 
将相44（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。添加1-癸醇（例如，奥德里奇公司；3.0g）并且将浆液充分混合。用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相52。图19。 
实例32 
相53的制备 
可以将相44（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，可以将浆液混合至均匀。可以添加2,3,4,5,6-五氟苄醇（例如，奥德里奇公司）（3mL）并且可以将浆液充分混合。可以用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。可以将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。可以将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相53。图19。 
实例33 
相54的制备 
可以将相46（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，可以将浆液混合至均匀。可以添加苯酚（例如，奥德里奇公司；2.0g）并且将浆液充分混合。可以用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。可以将反应混合物维持在周围温度下，并轻轻混合30min。可以将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤滤饼，以得到相54。图20。 
实例34 
相55的制备 
将相17（2.0g，在50℃下真空烘箱干燥20h）与20mL甲苯（无水）合并于一个带有隔膜盖的40-mL玻璃小瓶中。在用盖子密封该小瓶之后，将浆液混合至均匀。添加1-十八醇（例如，奥德里奇公司；4.0g）并且将浆液充分混合。用一个注射器通过隔膜添加BF3·Et2O（0.1mL）。将反应混合物保持在周围温度下，并轻轻混合30min。将该反应混合物过滤，随后用甲醇（50mL）、去离子水（50mL）、以及丙酮（100mL）洗涤该饼，以得到相55。图21。 
应理解，在此所述的实例和实施例仅出于说明目的，并且关于它们的各种修改或变化对于本领域技术人员将是能想到的，并且是被包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求书的范围内的。应理解，本发明涵盖了多个方面和/或实施例以及在此所述的适合、便利且优选的基团的所有组合。在此引用的所有公开、专利和专利申请出于所有目的通过引用以其全部内容结合在此。 

Claims (28)

1.一种组合物，包含一种共价地结合到一种基质上的化合物，所述化合物具有根据以下化学式(I)的结构
其中
n是选自0和1的一个整数；
X1是O或S；
X2是O或S，
其条件是X1或X2中的至少一个是O；
R20是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链的烷基或者被羟基取代的烷氧基；
R21是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及任选被羟基取代的直链或支链的烷基或者被羟基取代的烷氧基，其条件是，当X2是S时，R21是选自下组，该组由被取代或未被取代的苯基、以及未被取代的直链或支链的烷基组成，
其条件是R20和R21二者不能都是H；
R1、R2以及R3是独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、OR10、NR10R11、OC(O)R12、OS(O)2R12、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与所述基质的一个键
其中
每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与硅胶基质的一个键；
每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基，
其条件是R1、R2以及R3中的至少一个是与所述基质共价地结合的，以及
其条件是R1、R2以及R3中的至少一个是未被取代的C1-C3烷基或OH；
L1是独立地选自以下各项的一个接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基；
L2是独立地选自以下各项的一个接头基团：未被取代的烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基
并且Y是O。
2.如权利要求1所述的化合物，其中
R1、R2以及R3是独立地选自下组，该组由以下各项组成：OR10、OC(O)R12、OS(O)2R12、未被取代的烷基、以及与所述基质的一个键，
其中
每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与所述基质的一个键；
每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基；
L1是C3未被取代的烷基；并且
L2是C1-C8未被取代的烷基。
3.如权利要求1所述的化合物，其中
R20是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、未被取代的直链或支链的烷基、以及用被取代或未被取代的苯基来取代的烷基；
R21是选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的苯基、以及未被取代的直链或支链的烷基、以及当X2是O时用被取代或未被取代的苯基来取代的烷基，
其条件是X1R20或X2R21中的至少一个是OH，并且R20和R21二者不能都是H；
R1、R2以及R3是独立地选自下组，该组由以下各项组成：OR10、OC(O)R12、OS(O)2R12、以及未被取代的烷基，
其中
每个R10和每个R11是独立地选自下组，该组由以下各项组成：H、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、被取代或未被取代的杂环烷基、以及与所述硅胶基质的一个键；
每个R12是独立地选自下组，该组由以下各项组成：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基；
L1是独立地选自以下各项的一个接头基团：被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的杂烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基；
L2是独立地选自以下各项的一个接头基团：未被取代的烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基、以及被取代或未被取代的杂环烷基；并且
Y是O。
4.如权利要求1所述的组合物，其中X1R20是OH。
5.如权利要求4所述的组合物，其中R21是选自下组，该组由以下各项组成：未被取代的C1-C10烷基、用被取代或未被取代的苯基来取代的甲基、以及被取代或未被取代的苯基。
6.如权利要求4所述的组合物，其中R21是选自下组，该组由以下各项组成：甲基、乙基、未被取代的C4烷基、未被取代的C10烷基、用被卤素取代的苯基来取代的甲基、以及未被取代的苯基。
7.如权利要求3所述的组合物，其中X2R21是OH。
8.如权利要求7所述的组合物，其中R20是选自下组，该组由以下各项组成：未被取代的C1-C10烷基、用被取代或未被取代的苯基来取代的甲基、以及被取代或未被取代的苯基。
9.如权利要求8所述的组合物，其中R20是选自下组，该组由以下各项组成：甲基、乙基、未被取代的C4烷基、未被取代的C10烷基、用被卤素取代的苯基来取代的甲基、以及未被取代的苯基。
10.如权利要求1所述的组合物，其中该化合物具有根据以下化学式(II)的结构
其中
n是选自0和1的一个整数；
(k+m)是从1至20的一个整数；
R4是未被取代的C1-C10烷基或苯基；并且
R5是未被取代的C1-C10烷基或苯基。
11.如权利要求10所述的组合物，其中该化合物具有根据以下化学式(II)的结构
其中
n是选自0和1的一个整数；
（k+m）是从1至20的一个整数；
R4是甲基、乙基、十六烷基或苯基；并且
R5是甲基、乙基、十六烷基或苯基。
12.如权利要求10所述的组合物，其中
k是0并且m是1；或者
k是1并且m是0；或者
k是1并且m是1；或者
k是0并且m是2；或者
k是2并且m是0。
13.如权利要求1所述的组合物，其中R1、R2以及R3中的至少两者是与所述基质的键。
14.如权利要求1所述的组合物，其中R1和R2是与所述基质的键，并且R3是未被取代的C1-C3烷基或OH。
15.如权利要求1所述的组合物，其中R1和R2是与所述基质的键，并且R3是甲基。
16.如权利要求1所述的组合物，其中R1和R2是与所述基质的键，并且R3是OH。
17.如权利要求1所述的组合物，其中n是0，并且L2是C1-C8未被取代的烷基。
18.如权利要求1所述的组合物，其中n是0，并且L2是C5-C8未被取代的烷基。
19.如权利要求1所述的组合物，其中n是0，并且L2是C8未被取代的烷基。
20.如权利要求1所述的组合物，其中n是1，并且L1是C2-C5未被取代的烷基，并且L2是C1-C3未被取代的烷基。
21.如权利要求1所述的组合物，其中n是1，并且L1是C3未被取代的烷基，并且L2是C1未被取代的烷基。
22.如权利要求1所述的组合物，该组合物包含通过一个羟基部分与一个环氧化物部分的反应而形成的在根据化学式I的该配体中的交联，其中所述羟基部分与所述环氧化物部分中的至少一者是从所述组合物的根据化学式I的该配体中侧悬的，所述交联通过一种包括以下各项的方法来形成：
(a)在适合于使包含一个第一环氧化物部分的一个第一配体与一个基质结合的条件下，使该基质与该第一配体接触；
(b)在碱性条件下，使步骤(a)的产物与一种具有至少一个羟基部分和至少一个第二环氧化物部分的双官能试剂接触，从而通过使所述羟基部分与选自该第一环氧化物部分、该第二环氧化物部分以及其组合的一个成员反应而形成一个交联；并且任选地，
(c)在适合于一种环氧化物试剂与步骤(b)的该产物上的一个羟基部分反应的条件下，使步骤(b)的该产物与该环氧化物试剂接触。
23.如权利要求22所述的组合物，其中在碱存在下进行步骤(b)。
24.如权利要求22所述的组合物，其中所述双官能试剂是甘油二环氧甘油醚。
25.如权利要求22所述的组合物，其中在BF3-Et2O存在下进行步骤(c)。
26.一种分离液体样品中的分析物的方法，该方法包括使所述液体样品流过根据权利要求1所述的组合物。
27.一种色谱系统，在色谱柱中包括如权利要求1所述的组合物，该色谱柱与以下各项中的一者或多者处于流体连通：
a)抑制器；
b)注射阀；
c)洗脱剂源；以及
d)检测器。
28.如权利要求1所述的组合物，其中当X2是O时，R20和R21之一或二者包含一个多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）部分。
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