CN109704985B - 一种稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相合成方法 - Google Patents
一种稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相合成的新方法，此方法开辟了另外一种合成酰胺嵌入型液相色谱固定相的新途径。本发明以稠环芳烃基羧酸和异氰酸酯硅烷试剂为原料，先合成酰胺型硅烷试剂，通过简单提纯，将其修饰到固定相基质表面即合成出稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相。在键合密度、芳香族和疏水性化合物分离效果、电荷转移容量以及异构体选择性等方面进行了测试，显示出了良好的芳香化合物选择性和形状选择性。
Description
技术领域
本发明方法涉及一种稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相合成新途径。
背景技术
高效液相色谱的固定相一般通过不同的氯硅烷或烷氧基硅烷与硅胶表面的硅羟基缩合形成硅氧烷制得，键合单元以共价化学键连接在硅胶。有机键合相的性质，如键合体的尺寸、键合相的密度、厚度、构型、流动性以及排布方式，对分析物和固定相之间的相互作用具有重大影响。在林林总总的化学键合固定相中，烷基键合固定相，尤其是C18 键合硅胶，是迄今应用最为成功的反相固定相，享誉色谱界。
尽管烷基键合固定相的色谱性能优异、普及率高，它们仍有一定的不足之处，譬如它们与高水含量的流动相兼容性低，对极性分析物的保留能力弱，对亲脂性低的物质选择性差；对于富含电子的疏水化合物的分离，烷基键合固定相一般只能与分离对象产生疏水作用，作用力较为单一，不能产生很好的分离效果，但稠环芳烃修饰色谱固定相可与此类物质产生π-π堆积作用、疏水作用、电荷转移作用等作用力，能够产生良好的分离选择性。
在稠环芳烃中，芘基修饰的色谱固定相填料应用最为广泛，该固定相具有大π电子云体系，具有很强的平面识别能力，具有高电荷转移能力，能很好的分离富勒烯、多环芳烃等化合物。C. H. Lochmuller等（C. H. Lochmuller等, J. Am. Chem. Soc., 1984, 106,4077-4082）将3-溴芘用正丁基锂合成3-锂芘，然后与烯丙基溴反应，得到3-芘烯丙基，将其与二甲基氢氯硅烷进行硅氢化反应，得到芘基修饰的硅烷试剂，再键合到硅胶上制得芘基修饰色谱固定相，其合成路线如下：
武汉大学冯钰锜等（专利号：ZL 200410013164.4）通过两种方法制备了芘基修饰液相色谱固定相。第一种方法是将芘基丁酸和氯化亚砜反应，制备出芘基酰氯，再将其键合到氨丙基硅烷修饰的硅胶表面，制得芘基修饰液相色谱固定相填料，其合成路线如下：
第二种方法是先将氨丙基硅烷与配体芘基酰氯反应，制备芘基修饰的硅烷试剂，再将其键合到硅胶表面，制备出芘基修饰液相色谱固定相填料，其合成路线如下
综上所述，可以看出C. H. Lochmuller等的合成步骤过多，过程复杂、繁琐；冯钰锜等采用的两种方法都是三步合成的芘基修饰的色谱固定相，合成步骤也较为繁琐。
发明内容
本发明提供一种制备简单、应用广泛具有良好选择性的稠环芳烃基酰胺液相色谱固定相合成方法。
本发明提供的技术方案是以稠环芳烃基羧酸和异氰酸酯硅烷试剂为原料，先合成酰胺型硅烷试剂，再将其修饰到固定相基质表面即合成出酰胺嵌入型液相色谱固定相，具体包括以下几个步骤：
（1）均相合成稠环芳烃基酰胺嵌入型硅烷
将稠环芳烃基羧酸与异氰酸酯硅烷试剂加入到盛有溶剂的烧瓶中，加入吡啶类催化剂，继续搅拌并加热回流。旋蒸除去溶剂，重结晶得到固体即为合成的稠环芳烃基酰胺嵌入型硅烷。
（2）表面键合修饰
将真空干燥的固定相基质分散在甲苯中，再加入合成的酰胺嵌入型硅烷试剂，机械搅拌并回流，冷却过滤后，将得到的固体洗涤、真空干燥。
优选地，步骤（1）中稠环芳烃包括蒽、菲、芘、三亚苯。
优选地，步骤（1）中异氰酸酯碳链长度在C3-C18。
优选地，步骤（1）中吡啶类催化剂为4-二甲氨基吡啶。
优选地，步骤（1）中溶剂为四氢呋喃。
优选地，步骤（2）中固定相基质包括二氧化硅、氧化钛、氧化锆和氧化铝。
优选地，步骤（2）中固定相基质形貌为球形和无定形。
将制备的稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相，用于分离烷基苯、硝基苯、多环芳烃、雌性激素以及磺胺类药物，展现出良好的选择新及分离效果。其合成路线为：
本发明的优势是：（1）只需要两步即可合成所需固定相填料，第一步将稠环芳烃基羧酸与异氰酸酯硅烷试剂在催化剂作用下，制得稠环芳烃基酰胺嵌入型硅烷试剂，第二步将制备的硅烷试剂直接修饰到固定相基质上，这在一定程度上降低了此类固定相填料的合成时间和原料成本；（2）本发明制备的稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相可用于分离烷基芳烃、硝基芳烃、稠环芳烃、雌性激素、磺胺类药物、C60等物质。
附图说明
图1 是芘基酰胺嵌入型硅烷试剂的核磁氢谱图
图2 是芘基酰胺嵌入型液相色谱固定相的固态核磁碳谱图。
具体实施方式
实施例1：
（1）均相合成酰胺嵌入型硅烷
室温下，将芘基丁酸（8 mmol）与3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷（10 mmol）加入到盛有60 mL四氢呋喃的烧瓶中，再一次性加入催化剂4-二甲氨基吡啶，继续搅拌5小时再加热回流30分钟。旋蒸除去溶剂，再以苯/正己烷混合溶剂重结晶得到黄褐色固体即为合成的芘基酰胺嵌入型硅烷。
（2）表面键合修饰
将5g在140℃真空干燥球形二氧化硅分散在溶剂甲苯中，再加入8 mmol合成的芘基酰胺嵌入型硅烷试剂，机械搅拌并回流24小时，冷却过滤后，将得到的固体依次用甲苯、四氢呋喃、氯仿、乙醇、乙醇/水和甲醇洗涤，最后120℃真空干燥。
实施例2：将实施例1中的3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷改为3-异氰酸酯基丁基三乙氧基硅烷或其他碳链长度异氰酸酯硅烷，在相同条件下可制备相应的芘基酰胺嵌入型液相色谱固定相。
实施例3： 将实施例1中的芘基丁酸改为蒽基丁酸，固定相基质球形二氧化硅改为球形氧化钛，其余条件相同，制备出蒽基酰胺嵌入型液相色谱固定相。
实施例4：将实施例1种的球形二氧化硅改为无定形二氧化硅，其余条件相同，制备出无定形芘基酰胺嵌入型液相色谱固定相。
Claims (4)
1.一种稠环芳烃基酰胺嵌入型液相色谱固定相合成方法，其特征在于包括以下几个步骤：
(1)均相合成稠环芳烃基酰胺嵌入型硅烷
将稠环芳烃基羧酸与异氰酸酯硅烷试剂加入到盛有溶剂的烧瓶中，加入吡啶类催化剂，继续搅拌5小时并加热回流30分钟；旋蒸除去溶剂，重结晶得到固体即为合成的稠环芳烃基酰胺嵌入型硅烷；
(2)表面键合修饰
将真空干燥的固定相基质分散在甲苯中，再加入合成的酰胺嵌入型硅烷试剂，机械搅拌并回流，冷却过滤后，将得到的固体洗涤、真空干燥。
所述稠环芳烃为芘；所述异氰酸酯碳链长度在C3-C18；所述固定相基质为二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于固定相基质形貌为球形或无定形。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于合成酰胺嵌入型硅烷试剂催化剂为4-二甲氨基吡啶。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应的溶剂为四氢呋喃。
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