CN113773453B - 一种在poss硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备方法和应用 - Google Patents

一种在poss硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备方法和应用，属于亲水色谱固定相技术领域。该制备方法为：硅胶进行酸化处理，得到活化硅胶，在保护气体氛围下，活化硅胶与三甲氧基氯硅烷发生硅烷偶联反应，得到氯改性的硅胶，其与八氨基‑POSS发生取代反应，得到POSS改性的硅胶；2‑溴‑异丁酰溴与POSS改性的硅胶发生偶联反应，得到含溴的硅胶；含溴的硅胶为引发剂，通过催化作用，丙烯酰胺和甲基丙烯酸‑2,3‑二羟丙基酯为共聚单体，发生表面引发的原子转移自由基聚合反应，得到POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相，在固定相引入两种不同的极性基团的单体，有利于亲水作用色谱的强保留。

Description

一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备 方法和应用
技术领域
本发明涉及亲水色谱固定相技术领域，更具体的涉及一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备方法和应用。
背景技术
高效液相色谱(High-performance liquid chromatography，HPLC)几乎渗透到每个领域。目前，反相液相色谱(reversed-phase liquid chromatography,RPLC)已经被广泛应用分离各种物质。但对于日益复杂的生物样品的分离，这些极性物质在RPLC上的保留较弱，导致分离效果较差。为了解决生物样品的分离需求，亲水作用色谱(Hydrophilicinteraction liquid chromatography，HILIC)作为RPLC的替补应用而生。更重要的是，HILIC常采用富有机作为流动相，与RPLC相比，有机含量较高的HILIC流动相与质谱更相容，能显著提高质谱的灵敏度。
随着HILIC需求的增加，研究人员一直致力于开发性能优越的HILIC固定相。现有的合成方法一般采用化学键合亲水基团，如二醇、胺、酰胺、糖类、两性离子、离子液体等。表面改性的最大目标是引入大量极性基团来改善固定相的亲水性；更多的表面亲水基团确保固定相表面具有更厚的富水层，加强与极性分子间的相互作用。因此，固定相表面接枝亲水性聚合物能赋予固定相更多的极性基团，而提高亲水色谱固定相的分离性能。目前，已经报道了采用自由基聚合、点击化学等常规聚合方法合成亲水色谱固定相的报道，接枝亲水性聚合物确实能增强固定相表面的亲水性。但也存在问题，由于常规聚合表面改性会形成多相结构，导致分离材料的传质阻力较高，导致分离效率较低。近年来，表面引发的原子转移自由基聚合技术能够在聚合过程中使聚合物分子刷均匀地分布在固相载体表面，是一种能够控制聚合物形貌、获得在载体表面接枝均匀分布聚合物的一种先进合成技术，因此，SI-ATRP是设计固定相的一个首选聚合方法，目前也有相关的采用SI-ATRP构建色谱固定相的报道，如采用SI-ATRP在硅胶表面接枝聚(4-乙烯基咪唑)、聚(丙烯酰胺)等均聚物制备HILIC固定相的报道，如上所述，SI-ATRP在构建HILIC固定相上已有应用。然而，目前报道的HILIC固定相只是接枝一种单体，在固定相表面形成亲水性的均聚物刷而合成HILIC固定相。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相及其制备方法和应用，在固定相中引入两种不同的极性基团的单体，有利于HILIC的强保留。
本发明的第一个目的在于提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，按照以下步骤制备：
S1、将硅胶置于强酸溶液中，进行酸化处理得到活化硅胶；以甲苯为溶剂，在保护气体氛围下，活化硅胶与三甲氧基氯硅烷发生硅烷偶联反应，得到氯改性的硅胶；
S2、以无水四氢呋喃为溶剂，在吡啶碱性条件下，S1得到的氯改性的硅胶与八氨基-POSS通过发生取代反应，得到POSS改性的硅胶；
S3、以无水四氢呋喃为溶剂，在三乙胺碱性条件下，2-溴-异丁酰溴与S2得到的POSS改性的硅胶通过发生偶联反应，得到含溴的硅胶；
S4、保护气体氛围下，以S3中制备的含溴的硅胶为引发剂，在2,2’-联吡啶和溴化亚铜的催化作用下，以丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯作为共聚单体，通过发生表面引发的原子转移自由基聚合反应，得到POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相；其中，亲水单体包括丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯。
优选的，S1中，所述强酸为2.0-6.0mol/L的盐酸，且酸化处理温度为110-120℃，反应时间为6-12h。
优选的，S1中、所述硅烷偶联反应的温度为110-120℃反应时间为20-24h；，活化硅胶、甲苯和三甲氧基氯硅烷的比例为3-4g：40ml：1.2-1.5ml。
优选的，S2中，所述取代反应的温度为60-80℃，反应时间为12-15h，氯改性的硅胶、无水四氢呋喃、吡啶、八氨基-POSS的比例为3-4g：40ml：0.1-0.2ml：0.5-0.6g。
优选的，S3中，偶联反应的温度为30-40℃，反应时间为12-15h，POSS改性的硅胶、无水四氢呋喃、三乙胺和2-溴-异丁酰溴的比例为3-4g：40ml：2-3ml：2-3ml。
优选的，S3中，偶联反应的加料方式为：将S2所得的POSS改性的硅胶分散于干燥的无水四氢呋喃中，冰浴下搅拌30-40min，再加入三乙胺和2-溴-异丁酰溴。
优选的，S4中，采用冷冻-抽真空-融化-通保护气体的方法制备反应溶液，反应溶液在30-40℃下聚合4-5h，得到在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相。
优选的，S4中，所述冷冻-抽真空-融化-通保护气体的方法具体为：以S3所得的含溴的硅胶作为引发剂，加入2,2’-联吡啶、丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯，再加入甲醇与水的混合溶液，进行冷冻抽真空、冷冻后，关闭真空将溶液从液氮中取出，室温下融化，通保护气体，以上操作重复3-4次，之后在保护气体氛围下加入溴化亚铜，得到溶液，将溶液进行冷冻抽真空、冷冻后，关闭真空将溶液从液氮中取出，室温下融化，通保护气体，以上操作重复3-4次；所述甲醇与水的混合溶液中甲醇和水的体积比为1:1；
其中，含溴的硅胶、2,2’-联吡啶和甲醇与水的混合溶液的比例为1-2g：0.156-0.312g：40ml；丙烯酰胺、甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯、甲醇与水的混合溶液的比例为6-8mmol：6-8mmol：40ml；甲醇与水的混合溶液、溴化亚铜、乙二胺四乙酸二钠的比例为：40ml：0.0717-0.14g：60-70ml。
本发明的第二个目的是提供一种根据上述方法制备的在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相。
本发明的第三个目的是提供上述在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相在高效液相色谱中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)硅胶表面键合聚(丙烯酰胺-共-甲基丙烯酸2,3-二羟丙基酯)共聚物刷的亲水色谱固定相作为分离介质，由于Poly(AM-co-DPMA)上带有大量羟基和丙烯酰胺极性基团，该介质具有亲水色谱的分离性能；
(2)本发明可以在固定相中引入至少两种亲水性基团，有利于HILIC的强保留；通过结合更高密度和不同类型的极性基团，可以有效地增强固定相的表面极性，从而提高HILIC分离能力；
(3)该介质在制备过程中，引入8NH2-POSS作为间隔臂提高硅胶表面的溴原子，以此为引发剂进行SI-ATRP接枝亲水性共聚物刷，协同提高硅胶表面的极性基团密度，有效提高亲水介质的分离性能；
(4)本发明的介质对不同极性组分能够有效分离，并表现出比经典亲水色谱固定相更高的分离效果；
(5)本发明的介质稳定性好，长时间使用，并经过苛刻酸碱性条件下，依然能保持良好的分离性能。
附图说明
图1为本发明制备亲水色谱固定相的流程图；
图2为实施例1制备的亲水色谱固定相的红外谱图；
图3为实施例4中亲水色谱固定相用于核苷的分离色谱图；
图4为实施例4中亲水色谱固定相用于β-受体激动剂的分离色谱图；
图5为实施例4中亲水色谱固定相用于有机酸的分离色谱图；
图6为实施例5中亲水色谱固定相用于复合维生素药品的分离色谱图；
图7为亲水色谱固定相的保留的重复性的考察图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料如无特殊说明，均可从商业途径获，使用的硅胶购自日本富极公司，其粒径为5nm，孔径为100nm，比表面积为308m2/g。另外需要说明的是，HILIC表示亲水作用色谱，POSS表示笼状半倍硅氧烷(Polyhedral oligomeric silsesquioxane)，HPLC表示高效液相色谱，SI-ATRP表示表面引发的原子转移自由基聚合(Surface initiated-atom transfer radicalpolymerization)，8NH2-POSS表示八氨基-POSS，AM表示丙烯酰胺，DPMA表示甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯，THF表示四氢呋喃，Bpy表示2,2’-联吡啶，CuBr表示溴化亚铜，EDTANa2表示乙二胺四乙酸二钠。
实施例1
本实施例的目的是提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，如图1所示，具体按照以下步骤进行制备：
S1、将3.0g硅胶置于40ml 2mol/L的盐酸的三颈瓶中，120℃中浸泡12h，用去离子水洗涤后，在120℃真空干燥8h，得到活化硅胶，记为Sil。
S2、在250ml的三颈瓶中加入经回流处理的40ml干燥甲苯，加入3.0g Sil，在氮气保护下，滴加1.2ml三甲氧基氯硅烷，然后氮气保护下110℃回流搅拌24h后，将反应液冷却至室温，过滤除去剩余溶液后，用甲苯、甲醇反复洗涤3次，110℃真空干燥6h后得到氯改性的硅胶，记为Sil-Cl。
S3、在250ml的三颈瓶中加入3.0g Sil-Cl和40ml经钠干燥的无水THF，超声分散均匀后在加入0.1ml吡啶和0.5g 8NH2-POSS，65℃搅拌过夜，具体反应时间为12h，反应结束后，过滤收集固体，然后用THF和乙醇连续冲洗3次，在90℃干燥8h得到POSS改性的硅胶，记为Sil-NH2-POSS。
S4、将3.0g Sil-NH2-POSS分散在40ml干燥的THF中，冰浴下机械搅拌30min后，再滴加2ml三乙胺和2ml 2-溴-异丁酰溴，然后在35℃下反应12h，过滤得到产物，用THF、甲醇和水各进行3次洗涤，在80℃干燥9h得到含溴的硅胶，即引发剂，记为Sil-NH2-POSS-Br。
S5、通过SI-ATRP反应，在Sil-NH2-POSS-Br上引发接枝Poly(AM-co-DPMA)。具体为：在100ml茄形瓶中加入1.0g Sil-NH2-POSS-Br，0.156g Bpy和6mmol甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯和6mmol丙烯酰胺，再加入40ml体积比为1:1的甲醇和水的混合溶液，在冷冻-抽真空-融化-通氮气3次，具体的，冷冻-抽真空-融化-通氮气的操作方法为首先进行液氮冷冻，冷冻后抽真空5min，关闭真空后将样品从液氮中取出，室温融化后，通氮气5min，以上操作重复3次。之后在氮气保护下加入0.0717g CuBr，再冷冻-抽真空-融化-通氮气3次，氮气保护下35℃聚合4h，反应结束后，过滤后加入60ml 0.1mol的EDTANa2中搅拌4h，得到产物，产物用水、甲醇反复洗涤，直至滤液变为无色，铜完全去除为止，在50℃干燥8h，得到在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相，记为Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)。
合成的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)结构如下：
Figure BDA0003273310010000061
经过红外分析测试，结果如图2所述，固定相在690cm-1存在丙烯酰胺上C-N的振动峰，1525cm-1和1675cm-1存在酰胺键和C＝O的振动峰，2930cm-1和2800cm-1存在-CH2和-CH3中C-H的振动峰，证明了固定相的结构。
实施例2
本实施例的目的是提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，具体按照以下步骤进行制备：
S1、将4.0g硅胶置于40ml 4mol/L的盐酸的三颈瓶中，110℃中浸泡9h，用去离子水洗涤后，在110℃真空干燥10h，得到活化硅胶，记为Sil。
S2、在250ml的三颈瓶中加入经回流处理的40ml干燥甲苯，加入4.0g Sil，在氮气保护下，滴加1.5ml三甲氧基氯硅烷，然后氮气保护下120℃回流搅拌20h后，将反应液冷却至室温，过滤除去剩余溶液后，用甲苯、甲醇反复洗涤3次，120℃真空干燥6h后得到氯改性的硅胶，记为Sil-Cl。
S3、在250ml的三颈瓶中加入4.0g Sil-Cl和40ml经钠干燥的无水THF，超声分散均匀后在加入0.2ml吡啶和0.6g 8NH2-POSS，60℃搅拌过夜，具体反应时间为15h，反应结束后，过滤收集固体，然后用THF和乙醇连续冲洗3次，在100℃干燥6h得到POSS改性的硅胶，记为Sil-NH2-POSS。
S4、将4.0g Sil-NH2-POSS分散在40ml干燥的THF中，冰浴下机械搅拌40min后，再滴加3ml三乙胺和3ml 2-溴-异丁酰溴，然后在30℃下反应15h，过滤得到产物，用THF、甲醇和水各进行3次洗涤，在70℃干燥10h得到含溴的硅胶，即引发剂，记为Sil-NH2-POSS-Br。
S5、通过SI-ATRP反应，在Sil-NH2-POSS-Br上引发接枝Poly(AM-co-DPMA)。具体为：在100ml茄形瓶中加入2.0g Sil-NH2-POSS-Br，0.312g Bpy和8mmol甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯和8mmol丙烯酰胺，再加入40ml体积比为1:1的甲醇和水的混合溶液，在冷冻-抽真空-融化-通氮气4次，氮气保护下加入0.14g CuBr，再冷冻-抽真空-融化-通氮气4次，氮气保护下30℃聚合5h，反应结束后，过滤后加入70ml 0.1mol的EDTANa2中搅拌5h，得到产物，产物用水、甲醇反复洗涤，直至滤液变为无色，铜完全去除为止，在60℃干燥6h，得到在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相，记为Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)。
实施例3
本实施例的目的是提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，具体按照以下步骤进行制备：
S1、将3.5g硅胶置于40ml 6mol/L的盐酸的三颈瓶中，115℃中浸泡6h，用去离子水洗涤后，在115℃真空干燥9h，得到活化硅胶，记为Sil。
S2、在250ml的三颈瓶中加入经回流处理的40ml干燥甲苯，加入3.5g Sil，在氮气保护下，滴加1.3ml三甲氧基氯硅烷，然后氮气保护下115℃回流搅拌22h后，将反应液冷却至室温，过滤除去剩余溶液后，用甲苯、甲醇反复洗涤4次，115℃真空干燥9h后得到氯改性的硅胶，记为Sil-Cl。
S3、在250ml的三颈瓶中加入3.5g Sil-Cl和40ml经钠干燥的无水THF，超声分散均匀后在加入0.15ml吡啶和0.55g 8NH2-POSS，70℃搅拌过夜，具体反应时间为13h，反应结束后，过滤收集固体，然后用THF和乙醇连续冲洗4次，在95℃干燥7h得到POSS改性的硅胶，记为Sil-NH2-POSS。
S4、将3.5g Sil-NH2-POSS分散在40ml干燥的THF中，冰浴下机械搅拌35min后，再滴加2.5ml三乙胺和2.5ml 2-溴-异丁酰溴，然后在40℃下反应13h，过滤得到产物，用THF、甲醇和水各进行4次洗涤，在60℃干燥9h得到含溴的硅胶，即引发剂，记为Sil-NH2-POSS-Br。
S5、通过SI-ATRP反应，在Sil-NH2-POSS-Br上引发接枝Poly(AM-co-DPMA)。具体为：在100ml茄形瓶中加入1.5g Sil-NH2-POSS-Br，0.234g Bpy和7mmol甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯和7mmol丙烯酰胺，在加入40ml体积比为1:1的甲醇和水的混合溶液，在冷冻-抽真空-融化-通氮气3次，氮气保护下加入0.11g CuBr，再冷冻-抽真空-融化-通氮气3次，氮气保护下40℃聚合3.5h，反应结束后，过滤后加入65ml 0.1mol的EDTANa2中搅拌4.5h，得到产物，产物用水、甲醇反复洗涤，直至滤液变为无色，铜完全去除为止，在55℃干燥7h得到在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相，记为Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)。
实施例4
本实例的目的是提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相在HPLC中的应用。
本实施例使用实施例1制备的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)作为分离材料，匀浆法装入4.6mm i.d.×50mm不锈钢色谱柱，连接至HPLC中，考察Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)对强极性物质核苷、受体激动柱、有机酸的分离能力。
采用HPLC对核苷进行分离，结果见图3，图3中分离物质的标记具体为：1为尿嘧啶、2为腺嘌呤、3为肌苷、4为胞嘧啶、5为脱氧腺苷、6为阿糖胞苷。
色谱条件为：流动相为乙腈/20mmol/L甲酸铵(体积比为94比6)，检测波长为240nm，流速为1.0ml/min，柱温为30℃。
采用HPLC对β-受体激动剂进行分离，结果见图4，图4中溶质的标记具体为：1为苯乙胺A、2为福莫特罗、3为莱克多巴胺、4为克伦特罗、5为沙丁胺醇。
色谱条件为：流动相为乙腈/20mmol/L甲酸铵(体积比为93比7)，检测波长为240nm，流速为1.0ml/min，柱温为30℃。
采用HPLC对有机酸进行分离，结果见图5，图5中分离物质的标记具体为：1为对甲苯磺酸、2为肉桂酸、3为阿魏酸、4为甲苯酸、5为邻氯苯甲酸。
色谱条件为：流动相为乙腈/20mmol/L甲酸铵(体积比为94比6)，检测波长为240nm，流速为1.0ml/min，柱温为30℃。
从图3-图5的分离结果可以看出，本发明合成的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)对核苷、受体激动剂、有机酸都能实现很好的分离，具有亲水色谱固定相的性质，并与经典亲水柱：氨基柱、邻二羟基柱进行比较，其中在分离有机酸时，氨基柱的色谱条件为：流动相：乙腈/20mmol/L甲酸铵(85/15，V/V)；检测波长:240nm；流速:1.0mL/min；温度:30℃。邻二羟基柱的色谱条件为：
从图3可以看出，本发明合成的分离材料具有优异的分离能力，并与常规亲水分离介质相比，具有更好的分离效果及稳定性。
实施例5
本实施例的目的是提供一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相在对复合维生素药品分离中的应用。通过改进亲水分离介质的合成方法，有效提高其分散选择性，最终提高对复杂样品的分离能力，使用实施例1制备的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)作为分离介质对复合维生素药品进行分离。
本实施例使用实施例1制备的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)作为分离材料，匀浆法装入4.6mm i.d.×50mm不锈钢色谱柱，连接至HPLC中，考察Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)对复合维生素药品的分离能力。
色谱条件：流动相A：乙腈，B：5mmol/L甲酸铵；梯度洗脱：0-30min：0-30％B；30-40min：30％B；注射量：10μm；流速：1.0ml/min；检测波长：240nm。
考察Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)对强极性的复合维生素的分离，得到了两个较好的结果：
第一，传统分离维生素的方法使用反相色谱固定相，由于强极性样品在反相色谱固定相上的保留较弱，流动相以水为主，但必须在流动相中加入烷基磺酸钠和乙酸来加强保留，流动相比较复杂，而且流动相中含有烷基磺酸钠会延长色谱柱的平衡时间和降低色谱柱的重现性。由于本实施例所用的分离介质为Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)，其亲水性较强，采用常规的亲水色谱模式能够对维生素样品进行分离，而流动相是亲水色谱常规流动相：乙腈和水按一定比例构成；第二、分离结果与经典亲水色谱柱：氨基柱和邻二醇柱相比，本发明所合成的分离介质Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)的分离效果更好(结果见图6)，提高对复杂样品的分离能力，所制备的材料在复杂样品分析中具有潜力。
对固定相来说，保留的重复性是非常重要的。使用腺嘌呤、克伦特罗和苯甲酸三种分析物评价实施例1制备的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)分离介质的稳定性。从首次进样开始，连续使用3个月后，峰形基本没有恶化，腺嘌呤、克伦特罗、苯甲酸的理论板数(N/m)分别为5688、15680、40960板/m，与初次使用基本相同。连续监测腺嘌呤、克伦特罗、苯甲酸在一定时间间隔内的保留情况，连续洗脱24h后，三种物质保留因子的变化率小于14％，保留时间变化的相对标准偏差在在0.62％～5.81％的可接受范围内。结果表明，所设计的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)材料具有良好的稳定性，是一种可靠的分离介质(结果见图7)。
本发明以二氧化硅为基质，第一步采用强酸酸化得到活性硅胶，再用三甲氧基氯硅烷与活性硅胶反应，形成氯改性的硅胶，再通过八氨基-POSS修饰氯改性的硅胶得到POSS改性的硅胶，用8NH2-POSS作为间隔体引入8个溴得到SI-ATRP引发剂，即冰浴条件下加入2-溴-异丁酰溴和三乙胺，得到含溴的硅胶，以含溴的硅胶作为引发剂，以丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯为共聚功能单体，惰性气体保护下，通过SI-ATRP法，形成在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相。所制备的材料，可以在SiO2表面上修饰八个位点的共聚物刷，合成中，8NH2-POSS作为放大器，能够有效增加材料表面极性基团的密度。这种材料具备多个亲水位点，可以作为亲水色谱固定相。最后，制备的Sil-NH2-POSS/Poly(AM-co-DPMA)中同时存在两个极性基团(酰胺和二醇)提供多个亲水作用位点，用于分离各种极性溶质，包括核苷、有机酸、β-激动剂和水溶性维生素。与经典的亲水色谱固定相(邻二醇亲水固定相、氨基亲水固定相)比较，发现8NH2-POSS与同时含酰胺和二醇基团的亲水共聚物的协同作用有助于提高HILIC分离介质的选择性。
本发明选取两种亲水性功能单体，最终实现固定相表面同时具有多羟基和酰胺基的两种经典亲水官能团，在分离中增强与极性物质间的作用力，有效提高该介质的分离能力。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备：
S1、将硅胶置于强酸溶液中，进行酸化处理得到活化硅胶；以甲苯为溶剂，在保护气体氛围下，活化硅胶与三甲氧基氯硅烷发生硅烷偶联反应，得到氯改性的硅胶；
S2、以无水四氢呋喃为溶剂，在吡啶碱性条件下，S1得到的氯改性的硅胶与八氨基-POSS通过发生取代反应，得到POSS改性的硅胶；
S3、以无水四氢呋喃为溶剂，在三乙胺碱性条件下，2-溴-异丁酰溴与S2得到的POSS改性的硅胶通过发生偶联反应，得到含溴的硅胶；
S4、保护气体氛围下，以S3中制备的含溴的硅胶为引发剂，在2,2’-联吡啶和溴化亚铜的催化作用下，以丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯作为共聚单体，通过发生表面引发的原子转移自由基聚合反应，得到POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相；其中，亲水单体包括丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯。
2.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S1中，所述强酸为2.0-6.0mol/L的盐酸，且酸化处理温度为110-120℃，反应时间为6-12h。
3.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S1中，所述硅烷偶联反应的温度为110-120℃反应时间为20-24h；活化硅胶、甲苯和三甲氧基氯硅烷的比例为3-4g：40ml：1.2-1.5ml。
4.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S2中，所述取代反应的温度为60-80℃，反应时间为12-15h，氯改性的硅胶、无水四氢呋喃、吡啶、八氨基-POSS的比例为3-4g：40ml：0.1-0.2ml：0.5-0.6g。
5.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S3中，偶联反应的温度为30-40℃，反应时间为12-15h，POSS改性的硅胶、无水四氢呋喃、三乙胺和2-溴-异丁酰溴的比例为3-4g：40ml：2-3ml：2-3ml。
6.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S3中，偶联反应的加料方式为：将S2所得的POSS改性的硅胶分散于干燥的无水四氢呋喃中，冰浴下搅拌30-40min，再加入三乙胺和2-溴-异丁酰溴。
7.根据权利要求1所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S4中，采用冷冻-抽真空-融化-通保护气体的方法制备反应溶液，反应溶液在30-40℃下聚合4-5h，得到在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相。
8.根据权利要求7所述的一种在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，S4中，所述冷冻-抽真空-融化-通保护气体的方法具体为：以S3所得的含溴的硅胶作为引发剂，加入2,2’-联吡啶、丙烯酰胺和甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯，再加入甲醇与水的混合溶液，进行冷冻-抽真空-融化-通氮气操作，冷冻-抽真空-融化-通氮气操作重复3-4次，之后在保护气体氛围下加入溴化亚铜，得到溶液，将溶液进行冷冻-抽真空-融化-通氮气操作，冷冻-抽真空-融化-通氮气操作重复3-4次；所述甲醇与水的混合溶液中甲醇和水的体积比为1:1；
冷冻-抽真空-融化-通氮气操作为：进行冷冻抽真空、冷冻后，关闭真空将溶液从液氮中取出，室温下融化，通保护气体；
其中，含溴的硅胶、2,2’-联吡啶和甲醇与水的混合溶液的比例为1-2g：0.156-0.312g：40ml；丙烯酰胺、甲基丙烯酸-2,3-二羟丙基酯、甲醇与水的混合溶液的比例为6-8mmol：6-8mmol：40ml；甲醇与水的混合溶液、溴化亚铜、乙二胺四乙酸二钠的比例为：40ml：0.0717-0.14g：60-70ml。
9.一种权利要求1-8任一项所述的方法制备的在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相。
10.一种权利要求9所述的在POSS硅胶上接枝共聚物刷的亲水色谱固定相在高效液相色谱中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114149588A (zh) * 2021-12-23 2022-03-08 江苏超力建材科技有限公司 一种星形引发剂及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104028007A (zh) * 2013-03-05 2014-09-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种咪唑离子液体毛细管整体柱及其制备和应用

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1637550B1 (en) * 1999-03-23 2017-09-20 Carnegie Mellon University Catalytic processes for the controlled polymerization of free radically (co) polymerizable monomers and functional polymeric systems prepared thereby
DE60031134T2 (de) * 1999-08-04 2007-08-16 Hybrid Plastics, Fountain Valley Verfahren zur herstellung polyhedrischer oligomerer silsesquioxane
CN102757535A (zh) * 2012-06-29 2012-10-31 天津大学 含poss的聚丙烯酸接枝pdms共聚物及制备和应用
CN106807341B (zh) * 2015-12-01 2019-05-28 中国科学院大连化学物理研究所 聚合物链修饰的硅胶基质亲水作用色谱固定相及其制备和应用
CN108107144B (zh) * 2017-12-29 2020-03-10 福州大学 一种核酸适配体功能化的poss交联有机-硅胶杂化整体柱及其制备方法
CN109400823B (zh) * 2018-10-25 2020-12-29 天津医科大学 八乙烯基-poss和二甲基丙烯酸乙二醇酯共交联的硼亲和整体柱及其制备方法
CN113078339A (zh) * 2021-04-14 2021-07-06 广州费舍尔人工智能技术有限公司 一种含poss和嵌段共聚物的阴离子交换膜及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104028007A (zh) * 2013-03-05 2014-09-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种咪唑离子液体毛细管整体柱及其制备和应用

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