[发明专利]液相色谱柱

说明书

本发明涉及液相色谱柱，所述液相色谱柱在流通床中填充有包含一种组合物的分离介质，该组合物包含：一种固体载体，该固体载体具有一个外表面；一种配体，该配体包含一个共价结合到该外表面的多面体式寡聚倍半硅氧烷部分。本发明提供了包含一种多面体式寡聚倍半硅氧烷部分的配体组合物和固定相。本发明还提供了包括这些固定相的色谱装置，和制造与使用本发明的配体、固定相以及色谱装置的方法。

本申请为一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2012年2月14日、申请号为201280008744.7、发明名称为“纳米大小化学改性材料和用途”。

相关申请的交叉引用

本申请是2011年2月14日提交的美国临时申请号61/442,752的非临时申请并且要求了该美国临时申请的优先权。

发明背景

对于液相色谱应用，固定相的选择性和水解稳定性是最重要的方面。硅烷化试剂已经被广泛用来对用于液相色谱和许多其他应用的固体载体(包括硅胶)进行改性。虽然具有不同官能团的硅烷化试剂是可商购的，但是制造具有高表面覆盖率和高水解稳定性的固定相仍然充满挑战。

多面体式寡聚倍半硅氧烷(POSS)是一类具有高度对称性、良好的化学稳定性和热稳定性以及现成的可商购性的纳米大小的化合物。它们可以用作纳米级构造单元来改善广泛范围的材料的性质，这些材料包括医用聚合物、高温复合物、树枝状聚合物、液晶、涂层等。POSS是基于六－、八－以及十－元环的呈三维结构的结晶固体。最常观察到的形式是具有式(RSiO_3/2)₈的T8立方多面体式八聚物，它由具有来自呈三维安排的立方体的各个角的八条悬臂的一个硅氧烷立方笼组成。除了完全POSS(如T8)之外，不完全地形成的中间物POSS化合物也已被开发出来。举例来说，具有三个经过定向的相邻硅烷醇的不完全T7POSS化合物已经被共价附接到不同的基质上。关于一般性综述，参见科德斯等人，立方多面体式寡聚倍半硅氧烷的化学性质的最新发展，化学评论2010，110，2081－2173(Cordes et al.，Recent Developments in the Chemistry of Cubic PolyhedralOligosilsesquioxanes，Chem.Rev.2010，110，2081－2173)。

虽然POSS化合物被充分表征并且广泛使用，但是它们在分离领域中实际上仍然未开发。一份报告描述了一种POSS交联剂用于无机－有机混合式整体柱中的用途，然而这些工作者没有描述POSS接枝到一种固体载体上作为一种色谱用固定相的用途。多面体式寡聚倍半硅氧烷作为一种交联剂用于制备无机－有机混合式整体柱。吴等人，分析化学(2010)，82(13)，5447－5454(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane as a Cross－linker forPreparation of Inorganic－Organic Hybrid Monolithic Columns.Wu，et al.，.Analytical Chemistry(2010)，82(13)，5447－5454)。

POSS化合物作为用于色谱应用(例如，液相色谱(LC)、气相色谱(GC)以及样品制备消耗品)的固定相表面改性剂的用途将提供获得具有多种性质的新颖材料的途径。本发明提供具有作为表面改性剂来制造用于色谱应用的固定相的用途的纳米大小POSS化合物，这些色谱应用包括液相色谱(LC)、气相色谱(GC)以及样品制备消耗品。

发明内容

相比于通过常规方法使用硅烷化试剂制备的那些固定相材料，含POSS的色谱用固定相材料展示了若干益处，例如，水解稳定性改善、疏水性增加、高配体覆盖率以及独特的选择性(形状选择性增加、疏水选择性增加)。另外，各种有用的POSS化合物在经济成本下的可商购性使其成为一种用于开发新颖固定相的可行方法。然而，直到本发明，基于POSS的材料才被用作色谱用固定载体的表面改性剂。