[发明专利]联吡啶键合硅胶填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高效液相色谱填料的制备方法，特别涉及利用联吡啶的季铵化反应，制备联吡啶键合硅胶作为高效液相色谱填料的方法。在不同的色谱分离模式下应用该色谱填料进行分离分析，能分别作为反相、离子色谱填料应用于色谱分离，并能在合适的流动相条件下对不同类别的分析物进行同时分离。

背景技术

随着生命科学、环境科学等的迅速发展，现代分离科学面临复杂样品的分离分析难题，液相色谱对于复杂体系的分离分析起着举足轻重的作用。复杂样品的成分复杂，酸性、碱性、中性化合物、以及非离子和离子化合物共存，往往需要繁琐的样品前处理才能进行有效的色谱分离。同一高效液相色谱模式下分离检测不同性质的化合物，以及同一色谱柱多模式下的色谱应用，都是色谱工作者始终关注的研究内容。而传统的高效液相色谱填料具有专一性，分离机理较为单一，难以在同一色谱模式下分离组成复杂的样品，并且不能实现同一色谱柱多模式下的色谱应用。制备具有多种作用机理的色谱填料是实现复杂分离以及同柱多模式色谱应用的关键。

联吡啶是一种弱碱，分子内部具有两个能够分别形成季铵盐的氮原子，可以有选择性的对其进行修饰，并能通过季铵化反应方便的键合到硅胶上。联吡啶键合硅胶上的烷基联吡啶盐分子可以提供多种作用机理，例如：分子中的碳链具有一定的疏水性，可以通过碳链疏水性强弱调节固定相的疏水性；联吡啶具有两个六原子共轭体系，共轭体系具有π电子云，可以同带有π电子的分子之间存在π-π作用，并同极性化合物间存在诱导偶极-偶极、n-π作用，杂环上的氮可以形成氢键；联吡啶盐具有一定的亲水性和阴离子交换特性，同阴离子之间存在离子交换作用，同阳离子之间存在静电排斥作用等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备联吡啶键合硅胶高效液相色谱填料的方法。该填料的色谱柱，具有多重作用机理，可以用于同柱多模式色谱分离，能够分别用于反相色谱、离子色谱分离检测，以及可以同时分离多类化合物。

本发明通过如下措施来实现：

鉴于烷基联吡啶盐的特点，本发明通过联吡啶的季铵化反应，将4，4’-联吡啶或2，2’-联吡啶与改性硅胶获得的氯丙基硅胶反应，生成烷基联吡啶单盐键合硅胶，可以用卤代烃对其继续进行季铵化反应，生成烷基联吡啶复盐键合硅胶，制得高效液相色谱填料。该填料具有多重作用机理、疏水性和离子交换性可调、分离性能好、同柱多模式色谱应用、同时分离多类物质等优点。通过利用本类填料的色谱柱，在反相色谱模式下，有效地分离了中性有机化合物(稠环化合物、邻苯二甲酸二酯)、酸性有机化合物(苯酚类、对羟基苯甲酸酯)、碱性有机化合物(苯胺类)等，作用机理为多相互作用，主要包括π-π、疏水、静电、氢键等相互作用；在离子色谱模式下，有效地分离了无机阴离子、有机阴离子等，作用机理主要为阴离子交换、π-π等相互作用；利用适当的流动相，同时分离了苯酚类、苯胺类、稠环类、无机和有机阴离子。通过联吡啶的季铵化反应制备的联吡啶键合硅胶色谱填料，具有多相互作用的特殊选择性，在液相色谱分离分析方面有着很好的应用前景。

将全多孔球形硅胶用氯丙基硅烷化试剂进行改性得到氯丙基硅胶，再将联吡啶与其通过季铵化反应生成烷基联吡啶单盐键合硅胶；在该填料基础上，可以通过卤代烃继续对其进行季铵化生成烷基联吡啶复盐键合硅胶，制得多相互作用液相色谱填料。

一种联吡啶键合硅胶填料的制备方法，其特征在于该方法有A、B两个步骤：

A氯丙基硅胶的合成

将已活化的硅胶加入反应容器中，以甲苯作反应溶剂，搅拌均匀，加入氯丙基硅烷，进行搅拌回流反应，反应结束后冷却，真空抽滤，依次用甲苯、乙醇、水、甲醇洗涤，真空干燥，得到氯丙基硅胶；

B联吡啶键合硅胶的合成

将氯丙基硅胶加入反应容器中，加入N，N’-二甲基甲酰胺作反应溶剂，搅拌均匀，加入联吡啶，进行搅拌反应，反应结束后冷却，抽滤，依次用乙醇、水、甲醇洗涤，真空干燥，得到烷基联吡啶单盐键合硅胶；

烷基联吡啶单盐键合硅胶继续进行季铵化反应，将烷基联吡啶单盐键合硅胶和卤代烃进行反应，制备烷基联吡啶复盐键合硅胶，获得色谱填料，即联吡啶键合硅胶液相色谱填料。

本发明是利用联吡啶的季铵化反应，将联吡啶键合到全多孔球形硅胶上。

在A步骤中，氯丙基硅烷为3-氯丙基三氯(三甲/乙氧基)硅烷，硅胶与氯丙基硅烷的质量比为1∶0.3-1∶2，硅胶质量与甲苯体积比为1∶5-1∶10，反应时间为12-48小时。

在B步骤中，联吡啶为4，4’-联吡啶或2，2’-联吡啶，氯丙基硅胶与联吡啶的质量比为1∶0.3-1∶2。