一种离子液体杂化印迹材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体杂化印迹材料的制备方法，包括以下步骤：将烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂和咪唑类化合物按摩尔比为1:1-3混匀，反应，得离子液体；在离子液体中依次加入模板分子、功能单体、含2-3个双键功能基团的交联剂以及引发剂，充分溶解，得有机相；取硅烷交联剂溶于有机溶剂中，依次加入水和氨水，溶解，得无机相；通氮气，将有机相加入到无机相中，在60-80℃反应8-36h；洗去模板分子；洗涤至中性，干燥，即得离子液体杂化印迹材料。本发明专利技术制备的材料可同时用于萃取分离多种、多类的目标物，并且整个制备过程反应条件温和、对设备要求较低、工艺简单、操作便捷、环境友好，适于大规模生产及推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体杂化印迹材料的制备方法
本专利技术涉及萃取分离材料领域，具体地说是一种离子液体杂化印迹材料的制备方法。
技术介绍
分子印迹材料是模板分子与功能单体通过共价键或非共价键的方式与一种或多种功能单体结合，在加入交联剂的条件下通过本体聚合、沉淀聚合或悬浮聚合等方法制备而成的材料。该类材料主要通过对目标物的识别位点及空间构型进行特异选择吸附来对目标物实现萃取分离，现已应用于色谱分离、抗体和受体模拟物、固相萃取、生物传感器等多个领域，已经成为当前萃取分离技术的研究热点之一。Tang等以克伦特罗的衍生物为功能单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂通过共价键合，合成分子印迹材料，并成功用于猪肉和饮用水中克伦特罗等药物的检测（Determinationofclenbuterolinporkandpotablewatersamplesbymolecularlyimprintedpolymerthroughtheuseofcovalentimprintingmethod.FoodChemistry,190(2016)952-959.Availableonline22June2015）。该方法具有回收率高，特异识别能力好的优点，但是该印迹材料在合成过程中采用的试剂为有机试剂，容易发生收缩和溶胀的现象，导致了分子印迹材料吸附孔穴的变形，从而影响对目标物的吸附能力。为了克服上述缺陷，技术人员研发了有机-无机杂化分子印迹材料，该材料是在普通的分子印迹材料制备过程中，添加了无机组分，得到的一种具有合成条件温和、交联度高、热稳定性和化学稳定性好的印迹材料，同时解决了传统印迹材料在有机试剂中溶胀和收缩的问题。如Liu等以2,4-二氯苯氧乙酸为模板分子、丙烯酰胺为单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂组成有机部分，以甲基三甲氧基硅烷、3-（三甲氧基硅烷基）丙基甲基丙烯酸酯（γ-MAPS）为无机部分合成杂化印迹聚合物（Preparationof2,4-dichlorophenoxyaceticacidimprintedorganic-inorganichybridmonolithiccolumnandapplicationtoselectivesolid-phasemicroextraction.JournalofChromatographyB,951-952(2014)32-37.Availableonline15January2014）；Yu等也以2,2-双（4-羟基苯基）六氟丙烷为虚拟模板，异腈酸丙基三乙氧基硅烷为单体，四乙氧基硅烷为交联剂合成了杂化印迹材料（Dummymolecularlyimprintedmesoporoussilicapreparedbyhybridimprintingmethodforsolid-phaseextractionofbisphenolA.JournalofChromatographyA,1396(2015)17-24.Availableonline10April2015）；等等，这些聚合物均具有对目标物吸附特异性好，回收率高等优势，而且也克服了溶胀和收缩的问题；但是，该类材料存在的问题是仅能分离结构基本相同的一类物质。而现实应用中，由于实际样品如生物和环境样品组成复杂且含有多种不同性质的待测目标组分，技术人员为实现多种物质分离，往往需要合成多种与目标物相对应的印迹材料来对目标物进行萃取分离，不仅存在工作量大、工作效率低的问题，而且吸附剂材料的大量使用使其成本剧增。因此，若能合成多重吸附机理、同时检测多种、多类目标物的印迹材料，是当前行业内亟待开发的技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种离子液体杂化印迹材料的制备方法，以解决分离检测复杂基质样品需要分别合成多类印迹材料而存在耗时长、工作量大、成本高的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种离子液体杂化印迹材料的制备方法，包括以下步骤：（a）将烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂和咪唑类化合物按摩尔比为1:1-3混匀，通氮气，80-120℃反应12-24h，得离子液体；（b）取1-20mmol离子液体，依次加入0.5-2mmol的模板分子、2-8mmol功能单体、10-50mmol含2-3个双键功能基团的交联剂以及0.2-2mmol的引发剂，加入乙腈充分溶解，得有机相；所述离子液体的摩尔数以咪唑类化合物的摩尔数计；（c）取5-20mmol硅烷交联剂溶于30-120mL的有机溶剂中，依次加入1-5mL水和1-5mL氨水，完全溶解，得无机相；（d）在所述有机相和无机相中分别通入氮气，将有机相加入到无机相中，在60-80℃反应8-36h；得含有模板分子的离子液体杂化印迹聚合物；（e）将离子液体杂化印迹聚合物用醇溶剂与乙酸的混合溶液洗涤，除去模板分子，洗涤至中性，在30-70℃下真空干燥，即得微球或疏松多孔块状离子液体杂化印迹材料。本专利技术步骤（a）所述的烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂为烷基链末端含有氟、氯、溴、碘、巯基基团的硅烷化试剂。优选地，步骤（a）所述的烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂为3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、氯甲基乙氧基二甲基硅烷、丙烯基（氯甲基）二甲基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷或（2-溴乙基）三甲基硅烷中的任意一种。本专利技术步骤（a）中80-120℃反应12-24h，是指油浴加热反应、微波加热反应、反应釜加热反应或避光常温搅拌反应等，其反应条件和方式本领域技术人员可以根据反应原料的性能做适应性选择和调整。本专利技术中步骤（a）所述的咪唑类化合物为含双键官能团的咪唑类化合物，优选1-乙烯基咪唑或1-烯丙基咪唑；为含羧基、氨基、巯基等官能团的咪唑类化合物，优选1-氨丙基咪唑或1-乙酰基咪唑；为含负电子基团的咪唑类化合物，优选2-溴-1H-咪唑或2，4，5-三溴咪唑。步骤（b）所述的功能单体为甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶或甲基丙烯酸酯类化合物中的任意一种；优选地，甲基丙烯酸酯类化合物为2-羟基甲基丙烯酸乙酯、4-乙烯基吡啶三氟甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基胺乙基甲基丙烯酸酯或三氟甲基丙烯酸中的任意一种。步骤（b）所述含2-3个双键功能基团的交联剂为二乙烯基苯、亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙烯酸三甲氧基丙烷三甲基酯中的任意一种。步骤（b）所述引发剂为光引发剂或热引发剂；优选地，所述光引发剂为二苯甲酮、苯甲酰甲酸甲酯或1-羟基环己基苯基甲酮中任意一种；所述的热引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸钾或过硫酸铵中任意一种。步骤（c）所述的有机溶剂为乙腈或无水乙醇的一种。步骤（c）所述硅烷交联剂为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷或3-（甲基丙基酰氧基）丙基三甲氧基硅烷中的一种。本专利技术选用咪唑类化合物与适当的硅烷化试剂反应，得到一端是可交联成si-o-si的基团，另一端是带正电的咪唑基团的离子液体；将所述离子液体、模板分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子液体杂化印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）将烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂和咪唑类化合物按摩尔比为1:1‑3混匀，通氮气，80‑120℃反应12‑24h，得离子液体；（b）取1‑20mmol离子液体，依次加入0.5‑2mmol的模板分子、2‑8mmol功能单体、10‑50mmol含2‑3个双键功能基团的交联剂以及0.2‑2mmol的引发剂，加入乙腈充分溶解，得有机相；所述离子液体的摩尔数以咪唑类化合物的摩尔数计；（c）取5‑20mmol硅烷交联剂溶于30‑120mL的有机溶剂中，依次加入1‑5mL水和1‑5mL氨水，完全溶解，得无机相；（d）在所述有机相和无机相中通入氮气，将有机相加入到无机相中，在60‑80℃反应8‑36h；得含有模板分子的离子液体杂化印迹聚合物；（e）将含有模板分子的离子液体杂化印迹聚合物用醇溶剂与乙酸的混合溶液洗涤，除去模板分子，洗涤至中性，在30‑70℃下真空干燥，即得离子液体杂化印迹材料。

【技术特征摘要】
1.一种离子液体杂化印迹材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（a）将烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂和咪唑类化合物按摩尔比为1:1-3混匀，通氮气，80-120℃反应12-24h，得离子液体；（b）取1-20mmol离子液体，依次加入0.5-2mmol的模板分子、2-8mmol功能单体、10-50mmol含2-3个双键功能基团的交联剂以及0.2-2mmol的引发剂，加入乙腈充分溶解，得有机相；所述离子液体的摩尔数以咪唑类化合物的摩尔数计；（c）取5-20mmol硅烷交联剂溶于30-120mL的有机溶剂中，依次加入1-5mL水和1-5mL氨水，完全溶解，得无机相；（d）在所述有机相和无机相中通入氮气，将有机相加入到无机相中，在60-80℃反应8-36h；得含有模板分子的离子液体杂化印迹聚合物；（e）将含有模板分子的离子液体杂化印迹聚合物用醇溶剂与乙酸的混合溶液洗涤，除去模板分子，洗涤至中性，在30-70℃下真空干燥，即得离子液体杂化印迹材料。2.根据权利要求1所述的离子液体杂化印迹材料的制备方法，其特征在于，步骤（a）所述的烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂为烷基链末端含有氟、氯、溴、碘、巯基基团的硅烷化试剂。3.根据权利要求2所述的离子液体杂化印迹材料的制备方法，其特征在于，步骤（a）所述的烷基链末端含有电负性基团的硅烷化试剂为3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、氯甲基乙氧基二甲基硅烷、丙烯基（氯甲基）二甲基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷或（2-溴乙基）三甲基硅烷中的任意一种。4.根据权利要求1所述的离子液体杂化印迹材料的制备方法，其特征在于，步骤（a）所述的咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫宏远，韩晔红，苑亚楠，刘海燕，乔晓强，白立改，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北;13