[发明专利]一种壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料合成技术领域，尤其是涉及一种壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相，本发明还涉及该固定相的制备方法和用途。

背景技术

高效液相色谱(HPLC)是在经典液相色谱法的基础上,于上世纪60年代后期引入了气相色谱理论后迅速发展起来的。反相液相色谱（RPLC）是至今应用最广的色谱分离技术，它能与各种常规的检测方法结合，解决多种分析应用问题，但对某些分析物，特别是极性和亲水性化合物却无法或很少保留。长期以来，人们采用正相液相色谱(NPLC)，并使用不利环保的非水溶性流动相如己脘或环己脘来分析这些物质。但是由于实验条件的限制，很多极性和亲水化合物往往很难溶解，从而限制了NPLC的应用范围。

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基，具有明显的亲水性，近年来被广泛的应用于亲水性色谱分离的研究，并表现出优异的特性；离子液体是一类纯粹由离子构成的非分子物质，且功能化的离子液体带有的各式各样的功能团可使其具有多种能力,如阴阳离子对之间的静电作用力，以及它们与其他分子进行离子交换、氢键、π-π堆积和疏水（亲水）作用的能力，因而离子液体在分离分析中表现出高的选择性和无可比拟的可控分离模式，近年来已被广泛的用于色谱固定相的修饰上；杯芳烃是由苯酚单元通过亚甲基在羟基的邻位桥连而形成的低聚物，具有三维空腔和苯环骨架结构，能够与客体分子发生包结、吸附和π-π等作用，独特的结构特点使其具有良好的分子识别功能，在色谱领域将有良好的应用前景。

根据这三种化合物的性质，研究人员设想把它们同时键合到硅胶上，以制备出性能优异的液相色谱固定相。申请人单位的研究人员之前曾将壳聚糖（500Da）键合在硅胶表面制备出了一个色谱柱，但是因为壳聚糖溶解性差，键合量低等原因主要表现为杯芳烃的疏水作用，在疏水作用的模式下实现了对核苷、多环芳烃、单取代苯等很好的分离；但是从亲水作用方面考察,发现其具有较弱的亲水性，分离效果极差，基本上达不到完全分离的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种能显著提高其亲水色谱性能的壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相，本发明同时提供该固定相的制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相，其结构式为：

。

本发明所述壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相的制备方法为：

第一步，由壳聚糖（20 kDa）与3-（4-溴丁基）-1-甲基咪唑溴化物通过取代反应得到3-（4-溴丁基）-1-甲基咪唑溴化物键联壳聚糖；

第二步，先通过对叔丁基苯酚与甲醛在碱性条件下缩聚反应制得对叔丁基杯[4]芳烃，之后对叔丁基杯[4]芳烃与1,3-二溴丙烷通过取代反应得到5,11,17,23-四叔丁基-25,27-二(3-溴丙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃；

第三步，通过戊二醛对硅胶表面进行改性后与3-（4-溴丁基）-1-甲基咪唑溴化物键联壳聚糖进行缩合反应，之后采用硼氢化钠还原，得到的产物再与5,11,17,23-四叔丁基-25,27-二(3-溴丙氧基)-26,28-二羟基杯[4]芳烃反应，得到预期固定相成品。

本发明制备的壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相作为高效液体色谱分离材料的用途。

本发明的优点体现在以下几点：

（1） 本发明采用离子液体改性大分子聚合壳聚糖，不仅充分利用离子液体对阴阳离子对之间的静电作用力，以及它们与其他分子进行离子交换、静电作用、氢键、π-π堆积和疏水（亲水）作用的能力，同时改善了大分子量壳聚糖溶解度低，键合量低的缺点，显著的提高了壳聚糖的键合量，并引进大量的羟基和氨基，提高了固定相的亲水性能。

（2）本发明制备的固定相具有HILIC/RPLC混合分离模式，即在高有机相比例下具有典型的亲水色谱特点，适用于极性和弱极性物质的分离分析，同时在高水比例下呈现疏水模式，可用于分离非极性和弱极性化合物。

（3）本发明制备的固定相兼具壳聚糖、杯芳烃、离子液体类固定相的优点，大分子量，高键合量极大地增加了固定相的羟基和正负电荷作用位点，可与溶质发生亲水作用，疏水作用、离子交换、π-π、氢键、静电作用等，作用位点丰富，具有很好的分离选择性。