CS238690B1 - Sorbent pro kapalinovou chromatografií na bázi modifikovaného silikagelu - Google Patents

Abstract

Podstatou řeSení je sorbent pro kapalinovou chromatografií na bázi modifikovaného silikageluzjehož povrch obsahuje chemicky vázané alifatické řetězce o počtu atomů 12 až 24 atomů uhlíku, přičemž obsah uhlíku v alifatických řetězcích je 5 až 30 % hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu, a chemicky vázaná primární aminoskupiny, například skupinu aainopropylovou v množství 0,1 mmolu až 2,5 mmolu vztaženo na gram sorbentů, přičemž v organickém zbytku aminosloučeniny je obsah uhlíku v rozmezí 1 až 6 % hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu.

Description

(54) Sorbent pro kapalinovou chromatografií na bázi modifikovaného silikagelu

Podstatou řeSení je sorbent pro kapalinovou chromatografií na bázi modifikovaného silikageluzjehož povrch obsahuje chemicky vázané alifatické řetězce o počtu atomů 12 až 24 atomů uhlíku, přičemž obsah uhlíku v alifatických řetězcích je 5 až 30 % hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu, a chemicky vázaná primární aminoskupiny, například skupinu aainopropylovou v množství 0,1 mmolu až 2,5 mmolu vztaženo na gram sorbentů, přičemž v organickém zbytku aminosloučeniny je obsah uhlíku v rozmezí 1 až 6 % hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu.

min

Vynález se týká sorbentu pro kapalinovou chromatografii na bázi modifikovaného silikogelu.

V kapalinová chromatografii se v současné dobé Široce uplatňují sorbenty na bázi šilikagelu modifikovaného různými funkčními skupinami, například oktadecylovými, kyanopropylovými, aminopropylovými, éterovými, hydroxylovými, kvarterními amoniovýni nebo sulfoskupinami Vesměs je při jejich přípravě patrná snaha po dosažení co nejvyšěího pokrytí jedinou funkční skupinou tak, aby byla zaručena pokud možno jednoznačná interakce rozpuštěná látka-sorbent.

Nejvýrazněji se tato tendence projevila u oktadecylovaných fází, kde bylo věnováno velké úsilí maskování residuálních silanolových skupin dodatečnou silanizací. Dokonale dosilanizované reversní fáze jsou skutečně výrazně lepši například při chromatografii některých silně bázických heterocyklů; tyto látky na nich nechvostuji. Na druhé 3traně se někdy dá dosáhnout velmi dobrých výsledků dělení s reversními fázemi málo pokrytými alifaticými řetězci a nedosilanizovanými. Takový sorbent lze považovat za příklad použití, kombinovaných interakcí silanolů a skupin C₎₈ ke zvýšení účinnosti dělení. Podobné úvahy vedly patrně k zavedení mírně polárního materiálu s vázanými kyanoskupinami CN a aminoskupinami NH₂ a zabudovanými éterovými skupinami CH₂OCH₂· Je doporučován s tím, že shrnuje vlastnosti jak éterových, tak nitrilových fází a aminofází a tedy jím lze nahradit kteroukoli z nich; jiné přednosti například zvýšení účinnosti pro určitou skupinu látek nebyly prokázány. Použití vazby dvou nebo více různých funkčních skupin na silikagelový skelet s cílem zvýšit účinnost a selektivitu při chromatografii dosud nebylo popsáno.

Dělení oligosacharidů například škrobových hydrolyzátů je předmětem velkého zájmu nejen z analytického ale i preparativního hlediska. Vesměs známé postupy používají vázaných aminofází a jako mobilní fázi směsi acetonitril 60 až 80 % : voda 40 až 20 %, resp. vodný pufr. Takto mobilní fáze je na závadu zejména při úvahách o preparativní chromatografii a kromě toho se zde objevují potíže s rozpustností vyšších oligosacharidů. Zajímavě se z tohoto hlediska jeví americký sorbent v kolonách z plastické hmoty, o.němž je známo pouze, že se jedná o speciální reversní fázi optimalizovanou pro dělení oligomerních cukrů v čisté vodě. Reversní fáze, která se-chová velice podobně, se vyrábí i v ČSSR, např. podle čs. autorského osvědčení 230908. Obě posledně jmenované fáze mají stejnou nevýhodu a to, že při chromatografii při laboratorní teplotě štěpí píky oligomerních sacharidů. Bylo zjištěno, že toto štěpení je důsledkem dělení oí- a /3-anomerů a lze je odstranit redukcí příslušných (oligosacharidů borohydridem sodným nebo zvýšením teploty, která zvýší rychlost anomerizace. Zvýšení teploty má však za následek snížení hodnot kapacitních faktorů a rozlišení jednotlivých cukrů a navíc komplikuje celý postup. Jiné způsoby jak odstranit toto nežádoucí štěpení píků, nejsou známy.

Tyto nedostatky odstraňuje sorbent podle vynálezu. Předmětem vynálezu je sorbent na bázi silikagelu pro kapalinovou chromatografii, jehož podstata spočívá v tom, že na svém povrchu obsahuje chemicky vázané alifatické řetězce o počtu atomů 12 až 24 atomů uhlíku, přičemž obsah uhlíku v alifatických řetězcích je 5 až 30 % vztaženo na 1 g základního silikagelu a chemicky vázané primární aminoskupiny, například skupinu aminopropylovou v množství 0,1 mmolu až 2,5 mmolu vztaženo na gram sorbentu, přičemž v organickém zbytku aminosloučeniny je obsah uhlíku v rozmezí 1 až 6 % hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu.

částice základního silikagelu mají kulovitý tvar.

Výchozí silikagely jsou běžně dostupné; pro přípravu sorbentu dle vynálezu lze použít kterýkoli z produktů určených pro kapalinovou zejména vysokotlakou chromatografii. S výhodou lze například použít silikagelů podle čs. autorských osvědčení 179,84 a č. 200997. Organokřemičité činidla obsahující alifatický řetězec jako například dodecyltrichlorsitan, oktadecyltrichlorsilan a obsahující primární aminoskupinu, jako například 3-aminopropyl3 triethoxysilan nebo 3-(2-aminoethylamino)propyltrimethoxysilan jsou komerčně dostupná.

Funkční skupiny se na silikagel navazují zpravidla postupně; je možno vázat nejprve činidlo obsahující alifatické řetězce a pak provést reakci s činidlem obsahujícím primární aminoskupinu nebo lze nejprve navázat primární aminoskupiny c pak provést reakci s činidlem obsahujícím alifatické Řetězce.

Obě organokřemičitá činidla lze vázat v rozpouštědlech jako benzenu, toluenu, xylenu, tetrachlormetanu, aj., v případě alkoxysilanů i ve vodě, při teplotách od laboratorní do bodu varu přísluSného rozpouštědla. Po reakcích se sorbent vždy promyje rozpouštědly, aby se odstranil přebytek příslušného organokřemičitého činidla, a suší sa při zvýšené teplotě.

Výsledné chromatografické materiály mají charakter reversní fáze; jejich povrch je přitom dopován primárními aminoskupinami. V případě děleni oligosacharidů v čisté vodě při laboratorní teplotě na sorbentu dopovaném aminoskupinami podle vynálezu se zcela odstraní štěpení píků jednotlivých oligosacharidů vyvolané jejich anomerisací; přitom zavedením dalších funkčních skupin do reversní fáze se selektivita k jednotlivým oligosacharidům ještě poněkud zvýší.

Příklad provedení je blíže vysvětlen pomocí výkresu, na němž je znázorněno chromatografické dělení škrobového hyd olyzátoru v čistá vodě při laboratorní teplotě. Na výkrese je na ose x nanášen čas v minutách, na ose y výšky píků rozdělených moltooligosacharidů, které jsou úměrné’jej ch koncentraci. Jednotlivé píky značí glukosu G,, maltosu G₂, maltotriosu Gj maltotetraosu G , maltopentaoeu G~, maltohexaosu Gg, maltoheptaosu G^. Je vidět, že nežádoucí štěpení pikaje zcela odstraněno a kolona má značně vysoký počet teoretických pater pro jednotlivé píky. Ke chromatografií bylo použito mikročerpadlo, nástřikové zařízení se zestavením toku, skleněná kolona délky 150 mm o světlosti 3,3 mm, diferenciální reflektometr a zapisovač. Nástřik vzorku byl 2^1 10 % roztoku škrobového hydrolyzátoru, mobilní fází byla čistá voda při teplotě laboratoře.

Dále uvedené příklady charakterisují předmět vynálezu, aniž by jej omezovaly.

Příklad 1 *

g silikagelu s měrným povrchem 450 m /g.a měrným objemem pórů 1,8 ml/g o střední velikosti částic 10^M.m se aktivuje varem v 10 % kyselině chlorovodíkové jo dobu 30 minut.

Po promytí destilovanou vodou se silikagel suší po dobu 20 h při 150 °C. Vysušený silikagel se suspenduje v kulaté baňce ve 150 ml toluenu a přidá se 8 ml oktedecyltrichlorsilanu; baňka se uzavře uzávěrem a sušící trubičkou plněnou aktivovaným molekulovým sítem, směs se promíchá a ponechá reagovat 120 h při teplotě místnosti za občasného zamíchání. Po skončení reakce se meziprodukt promyje na fritě 3 x 50 ml toluenu, 3 x 50 ml acetonu, 3 x 50 ml metha nolu, 3 x 50 ml směsi methanol : voda 1 : 1 (v/v) a ponechá se stát v této směsi přes noc.

Druhý den se v této směsi zahřívá 5 hodin na 50 °C, odsaje, promyje 50 ml acetonu a suší 3 h při teplotě 85 °C. Výsledný produkt obsahuje 9,63 % uhlíku a 1,90 % vodíku.

g tohoto meziproduktu se suspenduje v kulaté baňce v 50 ml toluenu a přidá se 11,5 ml 3-aminopropyltriethoxysilanu. Směs se uzavře uzávěrem se sušící trubičkou naplněnou aktivovaným molekulovým sítem a ponechá se reagovat 48 h v sušárně při 80 °C. Konečný produkt se promyje 3 x 50 ml toluenu, 3 x 50 ml methanolu, 3 x 50 ml směsi methano : voda (2 : 1), x 25 ml éteru a suší 3 h při 85 °C. Elementární analýzou se nalezne 12,46 % uhlíku, 2,56 % vodíku a 1,83 % dusíku. Titrací 0,1 N kyselinou chloristou v bezvodé kyselině octové na krystalovou violeí se stanoví obsah primárních amlnoskupin 1,18 mmol/g.

Příklad 2 g silikagelu aktivovaného shodně s příkladem 1 se suspenduje ve 210 ml toluenu, přidá se 18 ml oktadecyltrichlorsilanu a 20 ml pyridinu; baňka se uzavře uzávěrem se sušící trubičkou plněnou aktivovaným molekulovým sítem, směs se promíchá a ponechá reagovat v termostatu 8 hodin při 80 °C za občasného míchání. Po skončení reakce se meziprodukt zpracuje stejně jako v příkladu 1. Hotový meziprodukt obsahuje 22,26 95 uhlíku a 3,89 95 vodíku.

g tohoto meziproduktu se smísí s 50 ml toluenu, přidá se 11,5 ml 3-eminopropyltrietho xysilenu, směs se uzavře uzávěrem s molekulovým sítem a ponechá reagovat 120 h při teplotě místnosti za občasného zamíchání. Hotový produkt se isoluje shodně jako v příkladu 1 a má obsah 22,6 % uhlíku, 3,91 95 vodíku a 0,29 mmol NHg/g.

Příklad 3 g silikagelu aktivovaného shodně s příkladem 1 se smísí v kulaté baňce s 50 ml toluenu a 0,5 ml 3-aminopropyltriethoxysilanu a baňka s uzávěrem s molekulovým sítem se umístí do termostatu na 8 h při 80 °C. Po skončení reakce se produkt promyje vždy 3 x 50 ml toluenu, methanolu, destilované vody, methanolu, diethyletheru a suší 3 h při 85 °C. Hotový meziprodukt má 1 ,27 95 uhlíku, 0,54 % vodíku, 0,15 95 dusíku a titračně stanovený obsah primárních aminoskupin 0,21 mmol/g. 10 g tohoto meziproduktu se smísí se 60 ml toluenu, přidá se 18 ml oktadeoyltrlchlorsilanu, 20 ml pyridinu a směs ponechá reagovat 120 h při teplotě místnosti v baňce opatřené sušícím uzávěrem s aktivovaným molekulovým sítem za občasného zamíchání. Po skončení raakce se produkt promyje vždy 3 x 50 ml toluenu, methanolu, směsí methanol:voda (2 : 1), diethyletherem a 3uší 3 h při 85 °C, Konečný produkt mé složení 20,55 95 uhlíku, 3,89 % vodíku, 0,38 95 dusíku a titračně stanovený obsah primárních aminoskupin 0,22 mmol/g.

Příklad 4 g silikagelu shodného a shodné aktivovaného jako v příkladu 1 se pokryje aminopropylovými řetězci jako v příkladu 3 s tím rozdílem, že se použije 5,5 ml 3-aminopropyltriethoxysil8nu. Výsledný meziprodukt má obsah 4,94 % uhlíku, 1,12 % vodíku, 1,44 % dusíku a obsah aminoskupin 1,03 ramol/g.

g tohoto meziproduktu se pokryje oktadecylovými řetězci jako v příkladu 3 s tím rozdílem, že se použije 8 ml oktadecyltrichlorsilanu a místo pyridinu 8 ml hexamethyldisilazanu. Výsledný produkt obsahuje 21 ,28 95 uhlíku, 4,08 95 vodíku, 1,1 3 95 dusíku. Titračně se stanoví obsah primárních aminoskupin 0,89 mmol/g.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Sorbent pro kapalinovou chromatografii na bázi modifikovaného silikagelu, vyznačený tím, že na svém povrchu obsahuje chemicky vázané alifatické řetězce o počtu atomů 12 až 24 atomů uhlíku, přičemž obsah uhlíku v alifatických řetězcích je 5 až 30 95 vztaženo na 1 g základního silikagelu, a chemicky vázané primární aminoskupiny, například skupinu aminopropylovou v množství 0,1 mmolu až 2,5 mmolu vztaženo na gram sorbentu, přičemž v organickém zbytku aminosloučeniny je obsah uhlíku 1 až 6 95 hmot., vztaženo na 1 g základního silikagelu.
2. 2. Sorbent podle bodu 1, vyznačený tím, že částice základního silikagelu mají kulovitý tvar.