CN108786766A - 一种基于衣康酸键合硅胶的亲水色谱固定相及其制备方法 - Google Patents

一种基于衣康酸键合硅胶的亲水色谱固定相及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种基于衣康酸键合硅胶的亲水色谱固定相及其制备方法，本发明提供了一种高效液相色谱固定相及其制备方法，所述固定相是以衣康酸为键合相的反相液相色谱固定相；本发明通过自由基链转移反应，将巯丙基硅胶与衣康酸聚合，聚合物单体带有两个羧基，这将使固定相有更强的亲水性，实现更好的分离；固定相制备过程简单可靠，原料易得，有利于实现批量生产；本发明提供的固定相是一种普适型亲水色谱固定相，对于大多数极性化合物具有良好的分离性能，具有良好的市场应用前景。

Description

一种基于衣康酸键合硅胶的亲水色谱固定相及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种亲水色谱固定相及其制备方法，具体涉及一种键合相为衣康酸的新型亲水高效液相色谱固定相及其制备方法。
(二)背景技术
高效液相色谱(HPLC)在分离和分析领域发挥着重要的作用。固定相作为HPLC的核心，对HPLC的发展具有重要意义。在以前的研究中，用于合成固定相的溶剂主要是挥发性有毒物质，如甲苯、氯仿、甲醇。目前，我们小组已成功将低共熔溶剂(DES)应用于色谱固定相的制备。然而，有关DES中表面自由基链式反应制备聚合物接枝二氧化硅固定相的文献尚未见报道。
多孔二氧化硅上有机官能团表面改性制备的固定相是现代色谱填料的基础。由于可获得多种可聚合单体，自由基聚合已被广泛应用于表面改性。基体表面的一种单体聚合，称为二氧化硅表面单体聚合均聚物。
(三)发明内容
本发明旨在提供一种新型高效液相色谱固定相及其制备方法。所述固定相是以衣康酸为键合相的反相液相色谱固定相，并且制备方法简单，原料易得，可用于大多数化合物的分离。
本发明的技术方案如下：
一种高效液相色谱固定相，结构为：
其中，Gel表示硅胶颗粒，所述硅胶颗粒含有羟基，所述羟基与Si键合形成“-O-”键；
R1为甲基或乙基；
n为1～10的整数。
本发明还提供了所述高效液相色谱固定相的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将硅胶超声分散于低共熔溶剂中，然后加入硅烷偶联剂，升温至60～70℃搅拌反应20～24h，之后反应混合物冷却至室温(20～30℃)，洗涤、干燥，得到巯丙基硅胶；
所述硅胶、低共熔溶剂、硅烷偶联剂的质量比为1：10～12：0.4～0.5；
所述硅烷偶联剂为X3Si(CH2)3SH，其中X为甲氧基或乙氧基；
所述低共熔溶剂为氯化胆碱和乙二醇物质的量之比1：2～3(优选1：3)的混合物；所述低共熔溶剂按如下方法制得：将氯化胆碱、乙二醇混合，升温至60～65℃搅拌15～25min，之后降至室温即得；
所述洗涤、干燥的方法为：反应混合物冷却至室温后，依次用乙醇、蒸馏水和乙醇体积比1：1的混合液、乙醇洗涤，再于65～70℃的真空干燥箱中干燥20～24h即可；
(2)氮气保护下，将步骤(1)所得巯丙基硅胶、衣康酸、偶氮二异丁腈(引发剂)、低共熔溶剂混合，超声分散均匀，升温至60～65℃搅拌反应12～15h，之后反应混合物冷却至室温(20～30℃)，洗涤、干燥，得到所述高效液相色谱固定相；
所述巯丙基硅胶、衣康酸、偶氮二异丁腈、低共熔溶剂的质量比为1：0.5～0.7：0.005～0.007：10～12；
所述低共熔溶剂的定义与步骤(1)中所述相同；
所述洗涤、干燥的方法与步骤(1)中所述相同。
本发明具有如下优点：
1、制得的固定相结构新颖。本发明通过自由基链转移反应，将巯丙基硅胶与衣康酸聚合，聚合物单体带有两个羧基，这将使固定相有更强的亲水性，实现更好的分离。
2、固定相制备过程简单可靠，原料易得，有利于实现批量生产。
3、应用范围广。本发明提供的固定相是一种普适型亲水色谱固定相，对于大多数极性化合物具有良好的分离性能，具有良好的市场应用前景。
(四)附图说明
图1为采用实施例1制备的固定相分离1.胸腺嘧啶，2.胸苷，3.尿苷，4.腺嘌呤，5.腺苷，6.胞嘧啶，7.肌苷，8.胞苷，9.鸟苷的色谱图；
图2为采用实施例1制备的固定相分离1.脱氧核糖，2.核糖，3.来苏糖，4.木糖醇，5.果糖，6.甘露糖，7.山梨糖醇的色谱图；
图3为采用实施例1制备的固定相分离1.(R型)人参皂苷Rh2，2.(R型)人参皂苷Rh1，3.人参皂苷Rg2，4.人参皂苷Rg3，5.人参皂苷Rg1，6.人参皂苷Re，7.人参皂苷Rd，8.人参皂苷Rc，9.人参皂苷Rb1，10.人参皂苷Rb3，11.人参皂苷Rb2的色谱图；
图4为采用实施例1制备的固定相分离1.色氨酸，2.苯丙氨酸，3.亮氨酸，4.蛋氨酸，5.缬氨酸，6.脯氨酸，7.丙氨酸，8.谷氨酰胺，9.丝氨酸的色谱图。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
以下实施例中所采用的硅胶购自Fuji Silysia Chemical Ltd.(Aichi,Japan).，直径为5μm，孔径为比表面积为306m2/g。其他试剂均可通过常规途径获得。
实施例1
在100ml的三颈烧瓶中，加入3g硅胶和30ml的DES，超声分散10分钟，然后加入6mmol的3-巯丙基三乙氧基硅烷(1.43g)，在60℃下加热搅拌24小时，反应完成后，将产物冷却至室温，依次用乙醇，蒸馏水：乙醇(1:1)，乙醇依次洗涤，最后在65℃真空干燥箱中干燥24小时，即得到巯丙基硅胶。将制得的巯丙基硅胶置于三口烧瓶，并加入30ml DES，随后加入2g衣康酸和0.02g AIBN，超声分散10分钟，将混合物在氮气条件下，在60℃加热搅拌15小时后，冷却至室温，再用上述洗涤方法依次洗涤，并在65℃真空干燥箱中干燥24小时。最后得到衣康酸色谱固定相。
元素分析结果：巯丙基改性二氧化硅：N:0％，C:2.82％，H:0.76％；聚衣康酸接枝硅胶：N:0％，C:5.63％，H:1.02％。红外光谱：1728cm-1羰基特征吸收峰，3427cm-1羟基特征吸收峰。元素分析和红外光谱结果证实固定相结构为：
其中，R1为乙基，n＝7。
实施例2
在100ml的三颈烧瓶中，加入3g硅胶和30ml的DES，超声分散10分钟，然后加入6mmol的3-巯丙基三乙氧基硅烷(1.43g)，在65℃下加热搅拌22小时，反应完成后，将产物冷却至室温，依次用乙醇，蒸馏水：乙醇(1:1)，乙醇依次洗涤，最后在65℃真空干燥箱中干燥24小时，即得到巯丙基硅胶。将制得的巯丙基硅胶置于三口烧瓶，并加入30ml DES，随后加入2g衣康酸和0.02g AIBN，超声分散10分钟，将混合物在氮气条件下，在60℃加热搅拌15小时后，冷却至室温，再用上述洗涤方法依次洗涤，并在65℃真空干燥箱中干燥24小时。最后得到衣康酸色谱固定相。
元素分析：N:0％，C:6.23％，H:1.52％。红外光谱；1723cm-1羰基特征吸收峰，3470cm-1羟基特征吸收峰。元素分析和红外光谱结果证实固定相结构为：
其中，R1为乙基，n＝10。
实施例3
在100ml的三颈烧瓶中，加入3g硅胶和30ml的DES，超声分散10分钟，然后加入6mmol的3-巯丙基三甲氧基硅烷(1.43g)，在70℃下加热搅拌20小时，反应完成后，将产物冷却至室温，依次用乙醇，蒸馏水：乙醇(1:1)，乙醇依次洗涤，最后在65℃真空干燥箱中干燥24小时，即得到巯丙基硅胶。将制得的巯丙基硅胶置于三口烧瓶，并加入30ml DES，随后加入2g衣康酸和0.02g AIBN，超声分散10分钟，将混合物在氮气条件下，在60℃加热搅拌15小时后，冷却至室温，再用上述洗涤方法依次洗涤，并在65℃真空干燥箱中干燥24小时。最后得到衣康酸色谱固定相。
元素分析：N:0％C:5.43％H:1.718％。红外光谱：1729cm-1羰基特征吸收峰，3450cm-1羟基特征吸收峰。元素分析和红外光谱结果证实固定相结构为：
其中，R1为甲基，n＝3。
应用实施例
用实施例1制备的固定相，匀浆法充填于150mm，内径4.6mm不锈钢柱中，所得色谱柱用于分离样品混合物；分离的混合物及色谱操作条件如下：
混合物I：胸腺嘧啶、胸苷、尿苷、腺嘌呤、腺苷、胞嘧啶、肌苷、胞苷、鸟苷；
色谱操作条件为：流动相：乙腈-50mM乙酸铵水溶液(90/10，v/v)；波长：254nm；柱温：30℃；流速：1.0mL/min。
混合物II：脱氧核糖、核糖、来苏糖、木糖醇、果糖、甘露糖、山梨糖醇；
色谱操作条件为：流动相：乙腈-50mM乙酸铵水溶液(88/12，v/v)；蒸发光检测器：气体流速：1.5L/min，漂移管温度：60℃；柱温：30℃；流速：1.0mL/min。
混合物III：(R型)人参皂苷Rh2、(R型)人参皂苷Rh1、人参皂苷Rg2、人参皂苷Rg3、人参皂苷Rg1、人参皂苷Re、人参皂苷Rd、人参皂苷Rc、人参皂苷Rb1、人参皂苷Rb3、人参皂苷Rb2；
色谱操作条件为：流动相：乙腈-50mM乙酸铵水溶液(85/15，v/v)；蒸发光检测器：气体流速：1.5L/min，漂移管温度：60℃；柱温：30℃；流速：1.0mL/min。
混合物IV：色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、脯氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸；
色谱操作条件为：流动相：乙腈-50mM乙酸铵水溶液(80/20，v/v)；蒸发光检测器：气体流速：1.5L/min，漂移管温度：60℃；柱温：30℃；流速：1.0mL/min。
由上述实施例的结果可以看到，本发明的键合固定相制备过程简单，原料易得，且使用的是绿色溶剂。所得到的亲水液相色谱固定相可有效地用于极性和非极性化合物的分离。

Claims (5)

1.一种高效液相色谱固定相，结构为：
其中，Gel表示硅胶颗粒，所述硅胶颗粒含有羟基，所述羟基与Si键合形成“-O-”键；
R1为甲基或乙基；
n为1～10的整数。
2.如权利要求1所述高效液相色谱固定相的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将硅胶超声分散于低共熔溶剂中，然后加入硅烷偶联剂，升温至60～70℃搅拌反应20～24h，之后反应混合物冷却至室温，洗涤、干燥，得到巯丙基硅胶；
所述硅胶、低共熔溶剂、硅烷偶联剂的质量比为1：10～12：0.4～0.5；
所述硅烷偶联剂为X3Si(CH2)3SH，其中X为甲氧基或乙氧基；
所述低共熔溶剂为氯化胆碱和乙二醇物质的量之比1：2～3的混合物；
(2)氮气保护下，将步骤(1)所得巯丙基硅胶、衣康酸、偶氮二异丁腈、低共熔溶剂混合，超声分散均匀，升温至60～65℃搅拌反应12～15h，之后反应混合物冷却至室温，洗涤、干燥，得到所述高效液相色谱固定相；
所述巯丙基硅胶、衣康酸、偶氮二异丁腈、低共熔溶剂的质量比为1：0.5～0.7：0.005～0.007：10～12；
所述低共熔溶剂为氯化胆碱和乙二醇物质的量之比1：2～3的混合物。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)或(2)中，所述低共熔溶剂为氯化胆碱和乙二醇物质的量之比1：3的混合物。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)或(2)中，所述低共熔溶剂按如下方法制得：将氯化胆碱、乙二醇混合，升温至60～65℃搅拌15～25min，之后降至室温即得。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)或(2)中，所述洗涤、干燥的方法为：反应混合物冷却至室温后，依次用乙醇、蒸馏水和乙醇体积比1：1的混合液、乙醇洗涤，再于65～70℃的真空干燥箱中干燥20～24h即可。
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