[发明专利]一种精氨酸键合型亲水色谱固定相及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及亲水色谱固定相制备技术，更具体地讲，涉及一种精氨酸键合型亲水色谱固定相及制备方法。

背景技术

亲水色谱(HILIC)是近些年发展起来的一种色谱技术，主要用来分离一些亲水和极性较大的物质。相对于反相色谱(RPLC)，亲水色谱能够解决C₁₈、C₈等对糖、氨基酸、多肽等强极性物质保留弱甚至无保留的问题。亲水色谱用于分离极性化合物，如氨基酸、肽和糖等已有文献报道。固定相的选择对于亲水分离具有重要作用，目前亲水色谱固定相的类型主要有氨基、酰胺基、二醇基、糖类等。氨基酸是氨基(-NH2)和羧基(-COOH)直接连接在一个-CH-结构上的有机化合物。氨基酸固定相的报道有很多，通常的合成路线是：首先将γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷分子引入到硅胶表面，然后利用氨基酸分子自身带的氨基与γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷分子中的环氧基进行开环反应，实现将氨基酸引入到硅胶表面的目的。尽管该反应过程比较简单，但通常产率比较低(表现为键合量低)，而且还会引入副反应。

点击化学(Click chemistry)作为一种高效、高选择性的键合硅胶固定相的方法，得到越来越广泛的应用。其中Huisgen 1,3-偶极环加成反应在色谱固定相的合成上发挥了重要作用。其步骤是在催化剂的作用下末端炔基和叠氮化合物反应，选择性的生成1,4-三唑环，从而将所需官能团引入到硅胶表面。本发明是通过将氨基酸分子自身携带的氨基转化为点击化学中所需要的叠氮基，然后通过点击化学反应引入到硅胶基质上。本发明考虑到精氨酸分子结构含有胍基及羧基基团均为高亲水性基团，尤其是胍基，其pKa为12.48，在酸性、中性以及碱性条件下都带正电荷，并且能够形成多重氢键，可以提供多重作用机制。另外，点击化学反应过程中产生的三唑环也为一个碱性亲水性基团而有利于提高分离选择性。目前尚无类似的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精氨酸键合型亲水色谱固定相。

本发明的第二个目的提供精氨酸键合型亲水色谱固定相的制备方法。

为实现以上目的，本发明公开以下技术方案：一种精氨酸键合型亲水色谱固定相，其结构为：

精氨酸键合型亲水色谱固定相的制备方法，其特征在于，使用点击化学将精氨酸键合到硅胶上，包括如下步骤：

(1)硅胶表面引入炔基

在有机溶剂中加入硅烷偶联剂、丙炔胺，硅烷偶联剂与丙炔胺的摩尔比为1～5:1.2～5，在60～150℃的条件下反应8～24小时；然后加入活化硅胶；在60～100℃条件下继续反应12～48小时后，用砂芯漏斗过滤，依次用二氯甲烷、甲醇和丙酮洗涤，得到固体产物；将所得的固体产物在40～80℃条件下干燥6～12小时，即得炔基硅胶衍生物；

(2)用点击化学将精氨酸键合到硅胶表面

将步骤(1)所得的炔基硅胶衍生物加入到体积比为2/1～10/1的水/甲醇混合溶剂中，每克炔基硅胶衍生物所需混合溶剂量20～50mL；向其中加入修饰有叠氮基团的精氨酸及催化剂；在20～80℃的条件下反应24～72小时，用砂芯漏斗过滤，分别用水、饱和乙二胺四乙酸二钠溶液、水、丙酮和四氢呋喃抽滤洗涤，得到固体产物；将所得的固体产物在40～80℃的真空干燥箱中干燥6～12小时，即得精氨酸亲水色谱固定相。

作为一个优选方案，步骤(1)中有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，每克硅胶所需的有机溶剂量为5～30mL。

作为一个优选方案，步骤(1)中硅烷偶联剂的结构为：

作为一个优选方案，步骤(2)中修饰有叠氮基团的精氨酸的结构为：

修饰有叠氮基团的精氨酸的摩尔剂量与硅胶上炔基的摩尔剂量比为1～15。

作为一个优选方案，步骤(2)中所用的催化剂为二价铜离子和抗环血酸钠，且上述催化剂的摩尔剂量分别与硅胶上炔基摩尔剂量比为0.1～1和0.4～2。

本发明的优点在于：(1)采用精氨酸作为极性功能基团，其结构简单，应用范围广，能够在亲水模式下实现小分子酸、核苷和糖类等多种物质的良好分离；(2)采用精氨酸作为功能基团，其性质十分稳定，不容易与溶质分子发生反应；(3)采用点击化学将精氨酸键合到硅胶上，能够在温和的条件下实现高选择性和高转化率的固载；(4)利用精氨酸和点击化学反应过程中产生的1,4-三唑环为强极性官能团在亲水模式下能够对极性化合物进行高效分离。

附图说明

图1为本发明精氨酸色谱固定相的制备方法流程图。