CN108114704A - 甜菜碱型整体柱及其制备方法 - Google Patents

甜菜碱型整体柱及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108114704A
CN108114704A CN201611074463.8A CN201611074463A CN108114704A CN 108114704 A CN108114704 A CN 108114704A CN 201611074463 A CN201611074463 A CN 201611074463A CN 108114704 A CN108114704 A CN 108114704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capillary
betaine type
integral post
type integral
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611074463.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108114704B (zh
Inventor
陈应庄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Normal University
Original Assignee
Hunan Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Normal University filed Critical Hunan Normal University
Priority to CN201611074463.8A priority Critical patent/CN108114704B/zh
Publication of CN108114704A publication Critical patent/CN108114704A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108114704B publication Critical patent/CN108114704B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/281—Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J20/282—Porous sorbents
    • B01J20/285—Porous sorbents based on polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/20—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/26—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism
    • B01D15/34—Size selective separation, e.g. size exclusion chromatography, gel filtration, permeation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/80—Aspects related to sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
    • B01J2220/82—Shaped bodies, e.g. monoliths, plugs, tubes, continuous beds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

一种甜菜碱型整体柱及其制备方法，包括以下步骤：将毛细管进行预处理使其内壁表面带有烯键；将偶联剂、磺酸内酯、交联剂、多元致孔剂及引发剂混合得到预聚液，其中偶联剂具有烯键和氨基，交联剂具有多个聚合结构，聚合结构含有烯键；将毛细管置于预聚液中且使预聚液进入毛细管内，并将毛细管的两端密封，交联剂与毛细管的内壁和偶联剂发生烯键聚合反应形成骨架结构，然后偶联剂的氨基和磺酸内酯发生开环反应，得到甜菜碱型整体柱。该制备方法不直接采用甜菜碱单体作为原料，利用偶联剂和磺酸内酯开环季铵化引入了甜菜碱基团，并通过交联剂直接在毛细管内形成柱床，制得甜菜碱型整体柱。得到的甜菜碱型整体柱亲水性强、机械强度高高。

Description

甜菜碱型整体柱及其制备方法
技术领域
本发明涉及物质分离技术领域，特别是涉及一种甜菜碱型整体柱及其制备方法。
背景技术
在化学物质分离技术领域，色谱柱技术在分离系统中起到十分关键的作用，因此色谱柱被视为分离系统的核心。根据分类的不同，色谱柱可分为正相色谱和反向色谱。反相色谱中固定相的极性小于流动相的极性，反相色谱广泛应用于中等极性和弱极性化合物的分离分析，但是对于一些强极性和离子型化合物，反相色谱往往不能提供很好的保留和分离选择性。正相色谱中固定相的极性大于流动相的极性，正相色谱能够很好地保留和分离极性化合物，然而强极性化合物样品在其流动相(如正己烷、氯仿、乙酸乙酯等)中溶解性很差，使得色谱重现性不好，限制了正相色谱在极性化合物分离中的应用。
亲水色谱(HILIC)采用极性固定相和水-极性有机溶剂(主要为乙腈，体积含量大于60％)为流动相，给强极性和离子型化合物包括氨基酸、极性药物以及多肽等的分离分析提供了一个很好的选择。HILIC克服了正相色谱和反相色谱在极性化合物分离过程中的不足，同时能够提供与反相色谱截然不同的分离选择性，其流动相用的高比例有机溶剂也能很好的与质谱兼容，尤其是在电喷雾离子模式(ESI)下，因此，HILIC作为一种新型的色谱分离手段受到了很多研究者的关注，其在天然产物、医药等研究领域都有很好的发展前景。然而目前亲水色谱的应用还存在一些不足，比如固定相材料的亲水性不够强，亲水整体柱制备过程复杂、重现性差等问题。
整体柱(monolith)又称为连续床层(continuous bed)，被认为是新一代固定相，它是由单体、交联剂、致孔剂以及引发剂的混合溶液在毛细管柱内通过原位热引发或光引发聚合得到的具有双连续多孔结构的柱体。整体柱具有制备简单、结构均匀、重现性好等特点。而且其双连续结构由彼此交联的骨架和相互连通的多孔构成，因为这些独特结构，整体柱相比于传统颗粒填充柱，它有很大的外部孔隙率，从而降低了涡流扩散和传质阻力，使得整体柱具有很高的通透性和低的柱压降，从而得到很高的分离效率。
有机-无机杂化整体柱首次由邹汉法课题组报道，其固定相兼具有机和无机结构，无机聚合物骨架部分的机械强度高，基于无机骨架上且分布均匀的有机官能团能改善整体材料的性能。甜菜碱型两性离子在高浓度酸、碱、盐等条件下都具有良好的稳定性和强亲水性，近几年在亲水整体柱的制备中备受研究者们的重视。本课题组以磺酸基甜菜碱单体(3-(甲基乙烯酰胺)丙基)二甲基-(3-磺酸)铵(DMMPPS)为有机功能单体、PEG20000/脲为致孔剂、V50为引发剂，用一锅法制备了有机-无机杂化整体柱，成功分离了碱性、酸性小分子及复杂样品蛋白酶水解物。然而DMMPPS的合成过程需要消耗大量的有机溶剂，这无疑增加了环境压力。
发明内容
基于此，有必要提供一种制备方法简单、重现性好且环保性好的甜菜碱型整体柱及其制备方法。
一种甜菜碱型整体柱的制备方法，包括以下步骤：
将毛细管进行预处理使其内壁表面带有烯键官能团；
将偶联剂、磺酸内酯、交联剂、多元致孔剂及引发剂混合，得到预聚液，其中所述偶联剂具有烯键和氨基，所述交联剂具有多个聚合结构，所述聚合结构含有烯键；
将经过预处理的毛细管置于所述预聚液中且使所述预聚液进入所述毛细管内，并将所述毛细管的两端密封，所述交联剂与所述毛细管的内壁和所述偶联剂发生烯键聚合反应形成骨架结构，然后所述偶联剂的氨基和所述磺酸内酯发生开环反应，得到所述甜菜碱型整体柱。
本发明甜菜碱型整体柱的制备方法，不直接采用甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱等单体作为原料，利用偶联剂和磺酸内酯开环季铵化引入了甜菜碱基团，并通过交联剂直接在毛细管内形成柱床，制得甜菜碱型整体柱。得到的甜菜碱型整体柱亲水性强、机械强度高，而且本方法操作简单，重现性好，避免了甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱等单体的合成过程消耗大量的有机溶剂导致环境压力的问题，进而具有一定的绿色环保性。
在其中一个实施例中，将所述毛细管置于50～80℃下作用4～24h，以使所述预聚液发生所述烯键聚合反应及所述开环反应。
在其中一个实施例中，所述偶联剂选自烯丙基胺、二烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、甲基丙烯酸二乙氨乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑和2-乙烯基哌嗪中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述聚合结构包括丙烯酸酯基结构和苯乙烯基结构中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯苯和POSS-MA中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述磺酸内酯选自磺酸丙内酯和1,4-丁烷磺酸内酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述多元致孔剂包括第一致孔剂和第二致孔剂，所述第一致孔剂为聚乙二醇，所述第二致孔剂选自乙腈、正十二烷醇、二甲基甲酰胺及正丙醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述第一致孔剂与所述第二致孔剂的质量比为1：1.5～4。
在其中一个实施例中，所述多元致孔剂的质量与所述交联剂、所述磺酸内酯及所述偶联剂三者总质量之比为2.5～5：1。
一种甜菜碱型整体柱，根据上述甜菜碱型整体柱的制备方法制备得到。
该甜菜碱型整体柱，采用上述制备方法制得，其亲水性强、机械强度高，产品的重现性好；此外其制备方法简单，环保性好。
附图说明
图1为实施例1的反应机理图；
图2为实施例2的反应机理图；
图3为实施例3的反应机理图；
图4为实施例1得到的甜菜碱型整体柱截面的扫描电镜图；
图5为实施例1得到的甜菜碱型整体柱的柱床材料(b)和甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱单体(a)的红外谱图；
图6为实施例1得到的甜菜碱型整体柱的柱背压与线性流速的关系图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
本发明较佳实施例的甜菜碱型整体柱，其由甜菜碱型整体柱的制备方法制备得到。该制备方法包括以下步骤。
步骤S100：将毛细管进行预处理使其内壁表面带有烯键官能团。
步骤S100是通过引入双官能团试剂3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(γ-MAPS)。γ-MAPS的一端含有硅氧基团，与石英毛细管壁的硅羟基反应，另一端含有烯键官能团。
在其中一个实施例中，步骤S100的步骤具体包括：用NaOH溶液、水、盐酸、水和甲醇依次通过毛细管洗涤8～14h，吹干。将γ-MAPS溶液装入毛细管中并将毛细管的两端密封。将装有硅烷混合液的毛细管置于60～70℃下反应8～14h。用甲醇通过毛细管洗涤，吹干，得到经过预处理的毛细管。
其中将毛细管内壁经NaOH溶液处理后，毛细管的内壁带有硅羟基。γ-MAPS的烯键活性较高，容易与自由基发生聚合以及其他表面衍生反应。
具体的，NaOH溶液的浓度为1mol/L。具体的，盐酸的浓度为1mol/L。具体的，γ-MAPS溶液为体积比为1:1的γ-MAPS和甲醇的混合溶液。具体的，步骤S100中吹干均为氮气吹干。
优选的，将装有硅烷混合液的毛细管置于60℃下反应12h。
步骤S200：将偶联剂、磺酸内酯、交联剂、多元致孔剂及引发剂混合，得到预聚液，其中偶联剂具有烯键和氨基，交联剂具有多个聚合结构，聚合结构含有烯键。
其中，偶联剂具有烯键和氨基，烯键官能团能与交联剂的聚合结构发生烯键共聚反应，而其氨基能与磺酸内酯发生开环反应生成甜菜碱，进而引入可提高材料亲水性和稳定性的甜菜碱基团。
偶联剂的氨基可为伯氨基、仲氨基或叔氨基。优选的，偶联剂选自烯丙基胺、二烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙氨乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑(VIDZ)和2-乙烯基哌嗪中的至少一种。更优选的，偶联剂的氨基为叔氨基，偶联剂选自甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙氨乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑(VIDZ)中的至少一种。
优选的，磺酸内酯选自磺酸丙内酯和1,4-丁烷磺酸内酯中的至少一种。更优选的，磺酸内酯和偶联剂的氨基的摩尔量比不小于1:1，以使偶联剂的氨基完全反应，以得到尽量多的甜菜碱基团，进而得到性能较好的整体柱。
优选的，偶联剂为甲基丙烯酸二甲氨乙酯和乙烯基咪唑，磺酸内酯为1,4-丁烷磺酸内酯，交联剂为POSS-MA时，偶联剂、磺酸内酯和交联剂的质量比为1：1～2：0.6～1。更优选的，偶联剂为甲基丙烯酸二甲氨乙酯时，偶联剂、1,4-丁烷磺酸内酯和POSS-MA的质量比为1：1.2：0.875。更优选的，偶联剂为乙烯基咪唑时，偶联剂、1,4-丁烷磺酸内酯和POSS-MA的质量比为1：1.44：0.875。
优选的，聚合结构包括丙烯酸酯基结构和苯乙烯基结构中的至少一种。丙烯酸酯基结构和苯乙烯基结构中含有烯键。
优选的，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯苯和POSS-MA中的至少一种。更优选的，交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯和POSS-MA中的至少一种。
其中，POSS-MA为含甲基丙烯酸酯的多面体低聚倍半硅氧烷，其具有八面体笼状结构，内部核结构由硅和氧原子组成，八面体顶点上含有甲基丙烯酸酯的功能基，结构如下所示：
采用POSS-MA为交联剂，其含有甲基丙烯酸酯基团能与毛细管的烯键发生共聚反应，同时其分子间也能发生共聚反应形成交联结构，其次由于其八面体笼状结构，其位于毛细管表面的甲基丙烯酸酯基团还能与偶联剂的烯键发生自由基聚合反应，进而在毛细管的内壁形成无机骨架结构，进而增加材料的机械强度。如此得到的甜菜碱型整体柱为有机无机杂化整体柱。
其中多元致孔剂包括第一致孔剂和第二致孔剂。第一致孔剂为聚乙二醇，第二致孔剂选自乙腈、正十二烷醇、二甲基甲酰胺及正丙醇中的至少一种。其中第一致孔剂为强溶剂，第二致孔剂为弱溶剂，采用强溶剂和弱溶剂混合，进而控制多元致孔剂的极性，以达到较好的致孔效果。
优选的，多元致孔剂中，第一致孔剂与第二致孔剂的质量比为1：1.5～4。更优选的，第一致孔剂为聚乙二醇600(PEG600)，第二致孔剂为乙腈(ACN)，第一致孔剂和第二致孔剂的质量比为1：2～4。
更优选的，偶联剂为甲基丙烯酸二甲氨乙酯时，聚乙二醇600和乙腈的质量比为1：2。更优选的，偶联剂为乙烯基咪唑时，聚乙二醇600和乙腈的质量比为1：3。
优选的，多元致孔剂的质量与所述交联剂、所述磺酸内酯及所述偶联剂三者总质量之比为2.5～5：1。优选的，多元致孔剂与偶联剂的质量比为5～10：1。更优选的，偶联剂为甲基丙烯酸二甲氨乙酯时，多元致孔剂与偶联剂的质量比为8：1。更优选的，偶联剂为乙烯基咪唑时，多元致孔剂与偶联剂的质量比为10：1。
优选的，引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)。更优选的，引发剂与偶联剂的质量比为1～2：10。更优选的，引发剂与偶联剂的质量比为1：10。
在其中一个实施例中，步骤S200混合的条件为冰浴下超声3～10min，形成澄清的预聚液。
步骤S300：将经过预处理的毛细管置于预聚液中且使预聚液进入毛细管内，并将毛细管的两端密封，交联剂与毛细管的内壁和偶联剂发生烯键聚合反应形成骨架结构，然后偶联剂的氨基和磺酸内酯发生开环反应，得到甜菜碱型整体柱。
经研究发现，在本发明一锅法的制备方法中，合成甜菜碱型整体柱主要包括两个独立的反应，其一是在引发剂引发下，交联剂与毛细管的内壁和偶联剂发生烯键聚合反应形成骨架结构，其二是偶联剂的氨基和磺酸内酯发生开环反应生成甜菜碱。甜菜碱型整体柱能够合成的关键是，生成甜菜碱的过程不早于聚合和交联形成整体柱骨架结构的过程，否则提前生成的甜菜碱在有机相多元致孔剂中溶解度不高，会导致体系产生宏观分相，进而无法得到甜菜碱型整体柱。因此，生成甜菜碱的单体及合成甜菜碱型整体柱的条件控制十分重要。
优选的，将毛细管置于50～80℃下作用4～24h，以使预聚液发生所述烯键聚合反应及所述开环反应。
更优选的，为了得到性能更好的甜菜碱型整体柱，在合成甜菜碱型整体柱的初期一方面应保证交联剂与毛细管的内壁和偶联剂的烯键聚合反应顺利进行形成骨架结构，另一方面应该抑制甜菜碱的生成速度。而交联剂与偶联剂、毛细管壁的聚合和交联反应优选的温度为50～70℃，然而通过研究发现在此温度下磺酸丙内酯可快速与叔胺季铵化生成甜菜碱产生沉淀，进而导致体系提前分相无法顺利引入磺酸甜菜碱。而采用1,4-丁烷磺酸内酯，其与叔胺季铵化生成甜菜碱的反应速度明显降低，在50～70℃范围中短时间内不会快速生成甜菜碱而导致提前相分离。因此优选的，偶联剂具有叔氨基时，磺酸内酯优选为1,4-丁烷磺酸内酯。因此，烯键聚合反应的条件为于50～70℃下反应2～12h。而在骨架结构形成之后，应该改变反应条件以促使甜菜碱的生产，优选的，开环反应的条件为于75～80℃反应2～12h。
因此，更优选的，预聚液先于50～70℃下作用2～12h以促进烯键聚合反应进行，再于75～80℃作用2～12h以促进开环反应进行。因此研究结果表明1,4-丁烷磺酸内酯是最合适的功能化试剂。更优选的，预聚液先于60℃作用3h以促进烯键聚合反应进行，再于75℃作用12h以促进开环反应进行。
步骤S300中“将经过预处理的毛细管置于预聚液中且使预聚液进入毛细管内，并将毛细管的两端密封”具体为：将经过预处理的毛细管切取一定长度，置于预聚液中利用毛细现象使预聚液自发进入毛细管内；预聚液灌满毛细管后，将毛细管的两端采用硅橡胶密封。
步骤S300中得到甜菜碱型整体柱之前还包括洗涤步骤。优选的，洗涤的条件为依次用水、甲醇依次通过毛细管冲洗，吹干。洗涤的作用是去除毛细管中残余的反应物和多元致孔剂，以得到多孔的甜菜碱型整体柱。
本发明甜菜碱型整体柱的制备方法，不直接采用甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱等单体作为原料，利用偶联剂和磺酸内酯开环季铵化引入了甜菜碱基团，并通过交联剂直接在毛细管内形成柱床，制得甜菜碱型整体柱。得到的甜菜碱型整体柱亲水性强、机械强度高，而且本方法操作简单，重现性好，避免了甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱等单体的合成过程消耗大量的有机溶剂导致环境压力的问题，进而具有一定的绿色环保性。
以下为具体实施例。
实施例1
用1mol/L的NaOH溶液、水、1mol/L的盐酸、水和甲醇依次通过毛细管洗涤12h，用氮气吹干。将γ-MAPS溶液(体积比为1:1的γ-MAPS和甲醇)装入毛细管中并用硅橡胶将毛细管的两端密封。将装有硅烷混合液的毛细管置于60℃下水浴反应12h。用甲醇通过毛细管洗涤30min，用氮气吹干，得到经过预处理的毛细管。
将20mg甲基丙烯酸二甲氨乙酯、24mg 1,4-丁烷磺酸内酯、17.5mg POSS-MA、53.3mg PEG 600、106.7mg乙腈和2mg AIBN混合并于冰浴中超声5min形成澄清的预聚液。
将经过预处理的毛细管切取28cm，置于预聚液中利用毛细现象使预聚液自发进入毛细管内；预聚液灌满毛细管后，将毛细管的两端采用硅橡胶密封。
将装有预聚液的毛细管置于60℃下水浴反应3h，再于75℃水浴反应12h，依次用水、甲醇依次通过毛细管冲洗，吹干，得到甜菜碱型整体柱。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于，偶联剂为乙烯基咪唑，且1,4-丁烷磺酸内酯的质量为28.8mg，PEG 600的质量为51.5mg、乙腈的质量为154.5mg。将装有预聚液的毛细管置于70℃下水浴反应2h，再于80℃水浴反应15h。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于，交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。将装有预聚液的毛细管置于65℃下水浴反应4h，再于78℃水浴反应10h。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于，正十二烷醇替换乙腈。且1,4-丁烷磺酸内酯的质量为20mg，POSS-MA的质量为12mg，聚乙二醇600的质量为64mg，正十二烷醇的质量为96mg。将装有预聚液的毛细管置于70℃下水浴反应12h，再于80℃反应12h。
实施例5
实施例5与实施例2基本相同，不同之处在于，二甲基甲酰胺替换乙腈。且1,4-丁烷磺酸内酯的质量为40mg，POSS-MA的质量为20mg，聚乙二醇600的质量为40mg，二甲基甲酰胺的质量为120mg。将装有预聚液的毛细管置于65℃下水浴反应24h。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于，正丙醇替换乙腈。且聚乙二醇600的质量为33mg，正丙醇的质量为66mg。将装有预聚液的毛细管置于80℃下水浴反应4h。
实施例7
实施例7与实施例1基本不同，不同之处在于，磺酸丙内酯替换1,4-丁烷磺酸内酯，烯丙基胺替换甲基丙烯酸二甲氨乙酯，乙腈的质量为213.2mg。将装有预聚液的毛细管置于50℃下水浴反应15h。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于，POSS-MA的质量为10mg。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于，POSS-MA的质量为25mg。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于，聚乙二醇600的质量为120mg，乙腈的质量为40mg。
对比例4
对比例4与实施例1基本相同，不同之处在于，聚乙二醇600的质量为80mg，乙腈的质量为80mg。
实施例1～3的反应机理分别如图1～3所示。
对比例1中POSS-MA的含量太低，交联程度不够，得到的整体柱的柱床稀疏且不稳定，而且通透性很强；对比例2中POSS-MA的含量太高，交联程度高，得到的整体柱柱床致密，但是通透性差。对比例3反应后的柱子呈透明状，没有孔结构；对比例4反应后的柱子没有形成均匀的柱床。
结构表征(1)
对实施例1～5得到的甜菜碱型整体柱的截面进行扫描电镜试验，得到的实施例1的扫描电镜图如图4所示。
实施例1～实施例5得到的甜菜碱型整体柱，其柱床连续均匀，且具有多孔结构，说明其通透性好。其中实施例4得到的甜菜碱型整体柱，其柱床较致密均匀，虽有均匀的孔结构，但其通透性较实施例1稍差。
将实施例1得到的甜菜碱型整体柱的柱床材料用氮气吸脱附仪测定了其比表面积为17.94m2/g。
结构表征(2)
将实施例1得到的甜菜碱型整体柱的柱床材料(曲线b)和甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱单体(DMABS)(曲线a)分别进行傅立叶红外光谱分析，得到红外谱图，其中横坐标为Wavenumber波数，单位为cm-1，纵坐标为Transmittance透光率，单位为％，如图5所示。
由图a可以看出，1719.76和1634.68cm-1峰值分别为甲基丙烯酸二甲氨乙酯中不饱和C＝O和C＝C键的伸缩振动。图b中1719.76cm-1峰值转变为了1725.93cm-1，且1634.68cm-1峰值强度明显降低，这结果表明甲基丙烯酸二甲氨乙酯发生了自由基聚合反应，图b中峰值1171.17、1040.85、612.49、530.76cm-1为磺酸基的红外特征峰，这四个特征峰与a(甲基丙烯酸二甲氨乙酯甜菜碱单体)中磺酸基特征峰一一对应，即磺酸基SO3-的成功引入，表明了1,4-丁烷磺酸内酯与甲基丙烯酸二甲氨乙酯叔胺开环反应的成功。由此说明，甜菜碱型杂化整体柱制备成功。
性能表征
整体柱的机械强度影响着它的使用时间和分离效果。以95％乙腈-水溶液为流动相，柱长为10cm的杂化整体柱，采用纳升液相色谱的方法，考察了甜菜碱型整体柱的柱背压(Back-pressure，单位为psi)与线性流速(Flow rate，单位为μL/min)的关系图，如图6所示。在测试条件下，甜菜碱型杂化整体柱的柱压随着流速的增加呈线性增长，柱压与具线性流速有良好的线性关系(R2＝0.998)，表明该甜菜碱型杂化整体柱具有良好的机械强度和稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将毛细管进行预处理使其内壁表面带有烯键官能团；
将偶联剂、磺酸内酯、交联剂、多元致孔剂及引发剂混合，得到预聚液，其中所述偶联剂具有烯键和氨基，所述交联剂具有多个聚合结构，所述聚合结构含有烯键；
将经过预处理的毛细管置于所述预聚液中且使所述预聚液进入所述毛细管内，并将所述毛细管的两端密封，所述交联剂与所述毛细管的内壁和所述偶联剂发生烯键聚合反应形成骨架结构，然后所述偶联剂的氨基和所述磺酸内酯发生开环反应，得到所述甜菜碱型整体柱。
2.根据权利要求1所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，将所述毛细管置于50～80℃下作用4～24h，以使所述预聚液发生所述烯键聚合反应及所述开环反应。
3.根据权利要求1所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述偶联剂选自烯丙基胺、二烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、甲基丙烯酸二乙氨乙酯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑和2-乙烯基哌嗪中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述聚合结构包括丙烯酸酯基结构和苯乙烯基结构中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯苯和POSS-MA中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述磺酸内酯选自磺酸丙内酯和1,4-丁烷磺酸内酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述多元致孔剂包括第一致孔剂和第二致孔剂，所述第一致孔剂为聚乙二醇，所述第二致孔剂选自乙腈、正十二烷醇、二甲基甲酰胺及正丙醇中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述第一致孔剂与所述第二致孔剂的质量比为1∶1.5～4。
9.根据权利要求7所述的甜菜碱型整体柱的制备方法，其特征在于，所述多元致孔剂的质量与所述交联剂、所述磺酸内酯及所述偶联剂三者总质量之比为2.5～5：1。
10.一种甜菜碱型整体柱，其特征在于，根据权利要求1～9任一项所述的甜菜碱型整体柱的制备方法制备得到。
CN201611074463.8A 2016-11-29 2016-11-29 甜菜碱型整体柱及其制备方法 Active CN108114704B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611074463.8A CN108114704B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 甜菜碱型整体柱及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611074463.8A CN108114704B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 甜菜碱型整体柱及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108114704A true CN108114704A (zh) 2018-06-05
CN108114704B CN108114704B (zh) 2020-01-03

Family

ID=62225758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611074463.8A Active CN108114704B (zh) 2016-11-29 2016-11-29 甜菜碱型整体柱及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108114704B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109535316A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 云南中烟工业有限责任公司 一种n-异丙基丙烯酰胺杂化整体柱及其制备方法
CN109557196A (zh) * 2018-11-14 2019-04-02 云南中烟工业有限责任公司 一种弱酸强碱型两性离子整体柱及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1833772A (zh) * 2006-02-14 2006-09-20 厦门大学 十八烷基型整体式液相色谱微柱的制备方法
CN1894292A (zh) * 2003-12-15 2007-01-10 罗地亚化学公司 含甜菜碱类型单元的两性离子聚合物以及两性离子聚合物在钻孔流体中的用途
CN101249425A (zh) * 2007-11-26 2008-08-27 福州大学 一种兼具亲水离子交换和反相离子交换两种分离模式色谱柱的原料配方和制备方法
CN101397273A (zh) * 2008-11-05 2009-04-01 河北工业大学 1-乙烯基-3-磺丁基咪唑硫酸氢盐及其制备方法
US20160122368A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-05 Dionex Corporation Chromatographic material and method for preparation thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1894292A (zh) * 2003-12-15 2007-01-10 罗地亚化学公司 含甜菜碱类型单元的两性离子聚合物以及两性离子聚合物在钻孔流体中的用途
CN1833772A (zh) * 2006-02-14 2006-09-20 厦门大学 十八烷基型整体式液相色谱微柱的制备方法
CN101249425A (zh) * 2007-11-26 2008-08-27 福州大学 一种兼具亲水离子交换和反相离子交换两种分离模式色谱柱的原料配方和制备方法
CN101397273A (zh) * 2008-11-05 2009-04-01 河北工业大学 1-乙烯基-3-磺丁基咪唑硫酸氢盐及其制备方法
US20160122368A1 (en) * 2014-10-29 2016-05-05 Dionex Corporation Chromatographic material and method for preparation thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGRUI XU: ""One-pot" preparation of basic amino acid–silica hybrid monolithic column for capillary electrochromatography", 《J. SEP. SCI.》 *
谌叶 等: "聚乙烯亚胺亲水整体柱的制备及其在小分子分析中的应用", 《中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十三分会：复杂样品分离分析》 *
陈应庄: "基于烯基桥联反应多分离特性杂化整体柱研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109535316A (zh) * 2018-11-14 2019-03-29 云南中烟工业有限责任公司 一种n-异丙基丙烯酰胺杂化整体柱及其制备方法
CN109557196A (zh) * 2018-11-14 2019-04-02 云南中烟工业有限责任公司 一种弱酸强碱型两性离子整体柱及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108114704B (zh) 2020-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104028007B (zh) 一种咪唑离子液体毛细管整体柱及其制备和应用
Dong et al. Separation of ephedrine stereoisomers by molecularly imprinted polymers—influence of synthetic conditions and mobile phase compositions on the chromatographic performance
CN104084178B (zh) Poss杂化毛细管整体柱固定相及其制备方法
Schmidt et al. Porogen formulations for obtaining molecularly imprinted polymers with optimized binding properties
Lin et al. Preparation of well-controlled three-dimensional skeletal hybrid monoliths via thiol–epoxy click polymerization for highly efficient separation of small molecules in capillary liquid chromatography
CN105504184A (zh) 抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法及应用
CN106731005B (zh) 一种特异识别赭曲霉毒素的有机聚合整体柱及其制备方法
CN108114704A (zh) 甜菜碱型整体柱及其制备方法
CN114950384B (zh) 一种氧化石墨烯/聚低共熔溶剂分子印迹复合材料、其制备方法及应用
CN109557196A (zh) 一种弱酸强碱型两性离子整体柱及其制备方法
Zhang et al. Facile one-pot preparation of chiral monoliths with a well-defined framework based on the thiol–ene click reaction for capillary liquid chromatography
CN111122673B (zh) 碳纳米点钝化有机-无机钙钛矿的胆固醇检测传感器及其制备方法
CN102940980A (zh) 一种亲水性有机聚合物液相整体色谱柱的制备方法及应用
Dinh et al. Functionalization of epoxy‐based monoliths for ion exchange chromatography of proteins
CN113234192B (zh) 一种双模板表面分子印迹纳米复合材料、其制备方法与应用
CN104744617B (zh) 五元瓜环桥联丙烯酸聚合物微球及制备方法和应用
CN112871147B (zh) 一种用于去除单抗中多聚体的层析介质的制备方法
CN105646804B (zh) 一种大孔介孔镍表面离子印迹聚合物的制备方法及应用
CN108187367A (zh) 巯基衍生化l-脯氨酸型有机-无机杂化整体柱及其制备方法
CN109134863A (zh) 一种制备含硅多孔整体材料的方法及整体材料的应用
CN1554945A (zh) 辛基型微柱液相色谱整体柱的制备方法
CN108837710B (zh) 一种大黄素分子印迹二氧化硅纳米粒子复合膜及其制备方法与应用
CN109569024A (zh) 一种LDHs改性整体柱的制备方法及改性整体柱的应用
Doneanu et al. Starburst dendrimers as macromolecular pore‐templates for stationary phases in capillary chromatography
CN115785602B (zh) 一种用于分离富集4-甲基甾烷类化合物的印迹聚合物及其制备方法与色谱柱及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant