SU857860A1

SU857860A1 - Method of producing sorbent for chromatography

Info

Publication number: SU857860A1
Application number: SU792844224A
Authority: SU
Inventors: Сергей Михайлович Староверов; Анхель Анхелевич Сердан; Георгий Васильевич Лисичкин; Евгения Александровна Викторова
Original assignee: Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1979-11-27
Publication date: 1981-08-23

Description

1one

Изобретение относитс к приготовлению сорбентов и может быть исполь- зовано дл хроматографического разделени и анализа веществ.The invention relates to the preparation of sorbents and can be used for chromatographic separation and analysis of substances.

Известно использование s качестве сорбента дл хроматографии кремнеземаС13 .It is known to use s as a sorbent for silica chromatography.

Кремнезем характеризуетс р дом существенных недостатков, которые ограничивают область его применени . Неоднородность поверхности и наличие сильных адсорбционных центров затрудн ет и часто делает невозможным хроматографирование пол рных и сильно сорбирующихс веществ. В случае жидкостной хроматографии емкостные факторы (коэффициенты извлечени ) мен ютс во времени, что св занс с процессами сорбции воды из злюента. Это осложн ет анализ вещестй, так как результаты получаютс невоспроизводимыми . Кроме того, низка скорость установлени сорбционного равновеси затрудн ет использование градиента подвижной фазы, что существенно ограничивает возможности разде-. лени .Silica is characterized by a number of significant drawbacks that limit its scope. Surface heterogeneity and the presence of strong adsorption centers make it difficult and often impossible to chromatographically polar and highly sorbent substances. In the case of liquid chromatography, the capacitive factors (extraction factors) vary over time, which is related to the sorption of water from the solvent. This complicates the analysis of substances, since the results are not reproducible. In addition, the low rate of establishment of the sorption equilibrium makes it difficult to use the gradient of the mobile phase, which significantly limits the possibility of separation. laziness.

Сорбенты на основе кремнеземов с химически привитым органическим слоем обладают р дом преимуществ перед чистым кремнеземом. Следует отметить возможность создани сорбентов с однородной поверхностью, различной пол рностью и специфичностью. Скорость установлени сорбционного равновеси на таких сорбентах существенно ныне, чем у силикагел , что дает возможность примен ть градиентное элюирование, расшир возмож10 ности разделени веществ.Silica-based sorbents with a chemically grafted organic layer have several advantages over pure silica. It should be noted that sorbents can be created with a uniform surface, different polarity and specificity. The rate of establishment of the sorption equilibrium on such sorbents is substantially now than that of silica gel, which makes it possible to use gradient elution, expanding the possibility of separating substances.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ получени сорбента, заключающийс н том, The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of obtaining a sorbent, which consists of

15 что на поверхности кремнезема полимеризуют соединени Cl-R, (CH-iXvC jHgCHj -CI, где к 2,3, а затем провод т гидролиз концевых хпорметильных групп в щелочной среде. 15 that compounds Cl-R, (CH-iXvC jHgCHj-CI, are polymerized on the silica surface, where to 2.3, and then the hydrolysis of the terminal methyl groups is carried out in an alkaline medium.

20 Таким образ CW получаетс сорбент с химически привитым к кремнезему органическим слоем, содержащим спиртовые группы С2.20 With this CW image, a sorbent is obtained with an organic layer chemically grafted onto silica containing alcohol groups C2.

Однако полимеризаци модификатора на поверхности кре лнезема приводит к образованию на поверхности сорбента полимерных пленок нерегулируемой толщины, снижающих скорость массообмена и эффективность разделени .However, polymerization of the modifier on the surface of silica gel leads to the formation of unregulated thickness on the surface of the sorbent polymer films, which reduce the rate of mass transfer and the efficiency of separation.

30 Кроме того, проведение гидролиза30 In addition, hydrolysis

концевых хлорметильных групп в щелочной среде приводит к присутствию на поверхности нар ду со спиртовыми хлорметильных групп (гидролиз, по данным анализа, проходит на 50%) и частичному отрыву модификатора от поверхкости с образованием силанельных групп. В св зи с этим сорбент содержит на поверхности набор адсорбционных центров и полимерный слой модификатора, что существенно снижает эффективность разделени и воепроизводимость свойств сорбента.terminal chloromethyl groups in an alkaline medium leads to the presence of chloromethyl groups on the surface, along with alcohol (hydrolysis, according to the data of the analysis, passes by 50%) and a partial separation of the modifier from the surface to form silanel groups. In this connection, the sorbent contains on its surface a set of adsorption centers and a polymer layer of the modifier, which significantly reduces the separation efficiency and the ability of the sorbent to perform.

Цель изобретени - повышение скорости массообмена и однородности поверхности .The purpose of the invention is to increase the rate of mass transfer and surface uniformity.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу кремнезем обрабатывают (Е10),5| (СНд, )OS среде асолютного органического растворител с дальнейшим гидролизом концевых триметилсилилоксигрупп смесью вода-спирт и дополнительным силилированием остаточных силанольных группThe goal is achieved by the fact that according to the method, silica is treated (E10), 5 | (СНд,) OS environment of an absolute organic solvent with further hydrolysis of terminal trimethylsilyloxy groups with a mixture of water-alcohol and additional silylation of residual silanol groups

Пример. Силохром в количестве 10 г с удельной поверхностью 115 м /г, предварительно высушенный цри 180°С в течение 5 ч , помещаиот в трехгорлую колбу на 250 мл и заливают 100 мл асб.м-ксилола, затем добавл ют 3 мл 1-триметилсилилокси-11-триэтоксисилилундекана и перемешивают при 140°С в течение 30 ч. Продукт промывают сухим бензолом, эфиром ацетоном (по 300 мл каждого) и провод т гидролиз триметилсилилоксигруппExample. Silochrome in an amount of 10 g with a specific surface area of 115 m / g, pre-dried with 180 ° C for 5 h, placed in a 250-ml three-neck flask and filled with 100 ml of asb.m-xylene, then 3 ml of 1-trimethylsilyloxy- 11-triethoxysilylundecane and stirred at 140 ° C for 30 hours. The product is washed with dry benzene, ether with acetone (300 ml each) and the trimethylsilyloxy groups are hydrolyzed

экстракцией водноэтанольной смесью (1:1) в течение 2 ч в аппарате Сокслета . Сорбент высушивают в вакууме при 150с в течение 3 ч и обрабатывают триметилхлорсиланом в колбе с обратным холодильником в течение 8ч при температуре кипени триметилхлосилана . Сорбент промывают 300 мл сухого бензола и 100 мл ацетона, экстрагируют 2 ч в аппарате Сокслета водноэтанольной смесью (1:1) и высушивают 3 ч при lSO°C под вакуумом .extraction of water-ethanol mixture (1: 1) for 2 h in the apparatus of Soxhlet. The sorbent was dried under vacuum at 150 s for 3 hours and treated with trimethylchlorosilane in a flask under reflux for 8 hours at the boiling point of trimethylchlorosilane. The sorbent is washed with 300 ml of dry benzene and 100 ml of acetone, extracted for 2 hours in a Soxhlet apparatus with a water-ethanol mixture (1: 1) and dried for 3 hours at lSO ° C under vacuum.

Пример 2. В услови х, аналогичных примеру 1, дополнительное силилирование провод т смесью триметилхлорсилан-гексаметилдисилазан (1:1).Example 2. Under conditions analogous to Example 1, additional silylation was carried out with a mixture of trimethylchlorosilane-hexamethyldisilazane (1: 1).

Примерз. В услови х, аналогичных примеру 1, вместо силохрома используют 10 г силикагел марки КСК-2, а 1-триметилсилилокси711-триэтоксисилилундекана приливают в количестве 10 мп.Froze Under conditions similar to Example 1, 10 g of silica gel KSK-2 was used instead of silochrome, and 1-trimethylsilyloxy-711-triethoxysilylundecane was poured in an amount of 10 mp.

Пример4. В услови х, аналогичных примеру 3, вместо силикател КСК-2 используют силикагель СП р и м-е р 5. Исследовани на дериватографе показали, что полученный сорбент термически устойчив вплоть до .Example4. In conditions analogous to example 3, instead of the KSK-2 silicatel, silica gel SP r and m p 5 are used. Research on a derivatograph showed that the resulting sorbent is thermally stable up to.

В таблице представлены теплоты сорбции различных по пол рности сорбентов на исходном силохроме и на полученном сорбенте.The table presents the sorption heats of sorbents of different polarity at the initial silochrome and at the sorbent obtained.

Значительное снижение теплот сорбции свидетельствует о хорошем экранировании силанольных групп исходного силохрома и групп, образовавшихс при гидролизе непрореагировавших корных t.tO-.i групп.A significant decrease in the heat of sorption indicates a good screening of the silanol groups of the initial silochrome and groups formed during the hydrolysis of unreacted core t.tO-.i groups.

Химический анализ синтезированных сорбентов показывает, что поверхностна концентраци химически привитых органических молекул на поверхности кремнезема составл ет 1,6-1,8 групп/нм что соответствует плотному мономерному пок жггию. Сорбенты с мономерным покрытием обладают более высокой скоростью масгсообмена и Солее высокой эффективностью., The chemical analysis of the synthesized sorbents shows that the surface concentration of chemically grafted organic molecules on the surface of silica is 1.6-1.8 groups / nm, which corresponds to a dense monomeric coating. The monomer-coated sorbents have a higher rate of mass transfer and more high efficiency.,

Таким образом, предлагаемый способ синтеза сорбента за счет проведени реакции гидролиза концевых групп до спиртовых в м гких услови х, селективно и полностью, и дополнительногоThus, the proposed method for the synthesis of a sorbent by carrying out the reaction of hydrolysis of the terminal groups to alcohol in mild conditions, selectively and completely, and additional

силилировани дает возможность получить сорбент с однородной поверхностью , содержащей лишь спиртовые группы .Silylation makes it possible to obtain a sorbent with a uniform surface containing only alcohol groups.

Проведение синтеза в услови х, преп тствующих полимеризации, повышает скорость массообмена на сорбейте и эффективность хроматографического разделени .Carrying out the synthesis under conditions that prevent polymerization increases the rate of mass transfer on the sorbet and the efficiency of chromatographic separation.

Claims

1. A method for producing a sorbent for chromatography, which involves treating the silica with a silicon-organic compound followed by hydrolysis of the end groups, characterized in that 1-trimethylsilyloxy-11-triethylsilane-eundecane and additional wire are added to increase the mass transfer rate and surface uniformity. silylation

2. Method POP.1, which is also distinguished by the fact that the additional silylation is carried out by treating the hydrolysis product with trimethylchlorosilane or hexamethyldisilazane.

3. The method according to claim 1, about tl and h and root and the fact that the hydrolysis is carried out water-alcohol mixture.

4. Method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the product

after treating the silica with 1-trimethylsilyloxn-11-triethoxysilylundecane, they are successively treated with anhydrous partial fluids and then with polar solvents.

Sources of information taken into account in the examination 1. A. Kiselev, A. and A. Yashin. Gas adsorption chromatography. M., Science, 1967, p. 20.

I 2. Noyotny M and about., Preparfng sofVents In.gas chromatography Ana. Chem. 45f 1973, 971 (prototype).