[发明专利]杯芳烃衍生物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用

说明书

本发明属于色谱分析领域，具体涉及杯芳烃衍生物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用。本发明以对叔丁基苯酚为原料，首先通过环化反应形成中间体Ⅰ，再由中间体Ⅰ醚化反应得到中间体Ⅱ，最后由中间体Ⅱ硝化制得杯芳烃衍生物（C4A‑NO₂），制得的C4A‑NO₂作为毛细管气相色谱柱固定相能够使粒径分布均匀，具有特殊大空穴，官能团丰富，其芳环上沿具有极性硝基官能团、下沿具有非极性长烷氧基链官能团。解决了现有的杯芳烃衍生物溶解性差，制得的色谱柱的柱效低等问题，提高其溶解性，成膜性，又丰富其色谱选择性，并且本申请的制备方法具备简单易得，成本低廉，且分离效果好等优点。

技术领域：

本发明属于色谱分析领域，具体涉及杯芳烃衍生物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用。

背景技术：

毛细管气相色谱柱自1957年问世以来，以其快速、高效、灵敏等特点在分离分析科学中获得了广泛的应用，已成为石油化工、生物医药、地质勘探、能源、环保等领域对复杂混合物分离不可或缺的分析手段。色谱柱是气相色谱仪的心脏，而固定相又是色谱柱的核心，所以选择合适的固定相对分离具有十分重要的意义。目前气相色谱固定相主要包括聚硅氧烷、液晶、冠醚、环糊精、离子液体及纤维填充等。但随着色谱分析领域的高速发展，为了满足人们对物质分析需求的日益增长，毛细管柱气相色谱固定相需要具有其特殊的结构和多功能官能团。

继冠醚和环糊精之后的第三代超分子化合物杯芳烃是一类具有独特空穴结构的大环化合物，其空穴结构大小的调节具有较大自由度，并且通过控制不同的反应条件及引入适当的取代基，可固定所需要的构象。此外，大环化合物的上边缘和下边缘都能被不同功能的官能团所修饰，具有很强的调适性，能满足各种不同的领域需求。根据文献调研，杯芳烃在液膜传输，络合萃取，分子探针、分子器件、传感器、液晶、非线性光学、分离分析等领域具有广泛应用。

目前杯芳烃作为分离材料，在气相色谱分析领域应用较少，其主要原因是溶解性差，所制得色谱柱的柱效低。并且目前尚无新型杯芳烃衍生物C4A-NO₂用作气相色谱分离介质的研究报道。

发明内容：

发明目的：

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的目的在于：(1)提供杯芳烃衍生物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用，其中制备方法以对叔丁基苯酚为原材料，经三步反应得终产品，此法简单易得、成本低廉且分离效果好；(2)杯芳烃衍生物固定相具有特殊空穴且杯芳烃的上沿具有极性硝基官能团、下沿具有非极性长链官能团；(3)毛细管气相色谱柱由上述杯芳烃衍生物固定相进一步制备得到，该毛细管气相色谱柱适合分离不同极性、不同结构类型的复杂混合物和多种难分离的异构体，具有色谱固定相液膜均匀，色谱柱效高，色谱选择性良好等优点；(4)本发明通过静态涂渍法制备得到毛细管气相色谱柱；(5)提供上述毛细管气相色谱柱的应用。

技术方案：

杯芳烃衍生物固定相的制备方法，杯芳烃衍生物固定相化学式为：

该方法包括：

(1)环合：将对叔丁基苯酚、甲醛溶液、NaOH，进行加热反应，反应结束后加入二苯醚搅拌，通入氮气吹扫，吹扫完成后撤去氮气，回流，加入乙酸乙酯继续搅拌，冷却过滤，纯化，得到中间体(Ⅰ)，

(2)醚化：将步骤1得到的中间体(Ⅰ)与NaH、DMF在室温下搅拌，在一定温度下加入溴癸烷反应，反应完成，冷却，后处理，纯化，得到中间体(Ⅱ)；

(3)硝化：将步骤2中所得中间体(Ⅱ)与CH₂Cl₂、冰乙酸在冰浴下逐滴加入浓硝酸搅拌，滴毕后继续在冰浴中搅拌，后移至室温下搅拌反应，再进行处理，纯化，得到杯芳烃衍生物固定相C4A-NO₂(Ⅲ)。

步骤1中所述的甲醛采用质量分数为40％的甲醛溶液；