一种多模式和多功能分子笼高效液相色谱固定相的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种多模式和多功能分子笼高效液相色谱固定相的制备方法及应用。通过RCC3

【技术实现步骤摘要】
一种多模式和多功能分子笼高效液相色谱固定相的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于高效液相色谱分离
，具体涉及一种可用于多模式和多功能分离的分子笼高效液相色谱固定相。所述的高效液相色谱固定相应用于手性化合物拆分和非手性化合物分离。

技术介绍

[0002]高效液相色谱（HPLC）固定相是进行分离的关键部分，传统的HPLC分离模式通常为单一模式，主要分为正相液相色谱(NPLC)、反相液相色谱(RPLC)、离子交换色谱(IEC)、亲水相互作用色谱（HILIC）。由于复杂样品中多种化合物的分离分析，只有一种保留作用的单一色谱模式很难满足要求，因此近几年发展起来的一种新方法——混合模式色谱（Mixed
‑
mode chromatography，MMC），目前为止，已经研究了不同种类的MMC，例如HILIC/RPLC、HILIC/IEC、RPLC/IEC 和 HILIC/RPLC/IEC。与传统的单一模式色谱柱相比，MMC具有更高的选择性和负载量，研制同时具有四种分离模式的HPLC固定相是一项具有挑战性的工作。
[0003]多孔有机分子笼（POCs）是一类具有三维立体空间结构、高孔隙率和功能化表面基团以及可调控的化学结构和物理参数新型多孔材料，已被广泛用于气体储存、催化、化学传感及分离分析等方面。目前，已有专利将POCs涂覆于气相色谱柱（专利CN201911325921.4），由于其具有可调的孔径和空腔体积大小，在拆分手性化合物方面表现出优异的拆分性能。但是，分子笼POCs在结构上由刚性C=N双键连接而成，缺乏活泼的官能团，很难将POCs通过牢固的共价键结合在载体表面，只能涂覆于气相色谱毛细管内壁，而这种涂覆的方式很难应用在液相色谱，主要原因是POCs易溶于液体流动相（如甲醇、乙腈等溶剂）造成分子笼流失，从而失去分离能力。分子笼CC3
‑
R是一类具有多孔结构的 [4 + 6] 环亚胺笼，通过硼氢化钠还原得到的还原亚胺笼（RCC3
‑
R），具有多个活泼的仲胺基团，通过化学反应可以进一步将其共价键合到硅胶表面，制备分子笼新型高效液相色谱固定相。更重要的是，分子笼RCC3
‑
R在结构上仍可以保持原来的R,R立体构型，可以提供手性识别作用；4个苯环可以提供π
‑
π堆积作用；6个立体结构的环己烷可以提供疏水作用；多个仲胺基团可以提供氢键作用和亲水作用，这些功能基团将赋予分子笼RCC3
‑
R固定相在液相色谱分离过程中多模式和多功能的分离性能。据我们所知，到目前为止，还没有关于利用RCC3
‑
R作为HPLC固定相拆分对映体分离分析和宽极性范围复杂混合物分析的研究，本专利技术为发展基于POCs的多模式和多功能的新型HPLC固定相奠定了基础。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多孔有机笼作为多功能分离的新型HPLC手性固定相制备方法及其应用。该固定相具有手性对映体和同分异构体的拆分能力以及多种类型的复杂化合物的分离能力，并且制备过程简单绿色环保，柱效高，重复性好，为多孔有机笼作为分离材料在色谱分离领域的应用提供了可能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本
技术实现思路
为RCC3
‑
R分子笼键合硅胶固定相的制备以及在高效液相色谱四种分离模式下对手性和非手性化合物进行色谱评价。首先在三氟乙酸的催化下，利用1, 3, 5
‑
均苯三甲醛和(R, R)
‑
1, 2
‑
环己二胺进行亚胺缩合反应，合成出具有独特的[4+6]环状立体结构的CC3
‑
R分子笼，再通过硼氢化钠还原得到RCC3
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R分子笼，然后在活化硅胶上键合该分子笼，最终制备得到了分子笼RCC3
‑
R键合硅胶固定相。并在正相、反相、离子交换和亲水色谱分离模式下对手性化合物（醇类、萘酚类和黄烷酮类）和宽极性范围的非手性化合物（苯环烷基同系物、多苯环类、酚类、芳香胺类、磺胺类、酸类及核苷类）进行了色谱评价，证明了固定相与化合物之间有着多重作用力，混合分离机制的存在使得该固定相在复杂样品的分析和同分异构体的拆分中有着巨大的应用潜力。
[0006]一种多孔有机笼作为多功能分离的新型HPLC手性固定相制备方法及其应用，其特征在于该制备方法步骤为：（1）RCC3
‑
R分子笼键合硅胶制备过程。按照专利CN201911325921.4的方法制备了CC3
‑
R分子笼，并借鉴文献（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7583
‑
7586）的方法，利用硼氢化钠将分子笼CC3
‑
R还原为分子笼RCC3
‑
R。利用环氧基与仲胺基在碱性条件下开环反应，将RCC3
‑
R有效固定在硅胶表面，具体过程如下：将RCC3
‑
R分子笼溶于甲苯溶剂，加入碱性催化剂三乙胺，再加入硅烷偶联剂γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，60度反应24 h。继续加入盐酸活化的硅胶，110度，反应24 h。砂芯漏斗过滤，使用甲苯和无水乙醇洗涤，60度干燥，制备得到分子笼RCC3
‑
R键合硅胶固定相，通过装入色谱柱即得到可用于多模式和多功能分离的分子笼高效液相色谱柱。
[0007]本专利技术步骤（1）所用的分子笼为RCC3
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R。所用的溶剂为甲苯。所用的碱性催化剂为三乙胺。所用硅烷偶联剂为γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所用硅胶为盐酸活化的硅胶。RCC3
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R键合硅胶固定相所用试剂比例为：RCC3
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R:环氧烷基三甲基硅烷:甲苯:硅胶:反应时间=0.05
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2.1 g: 0.3
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1.8 g: 20
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100 mL:1
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5 g: 24 h，根据不同的反应比例，可制备负载量为5%
‑
30%的分子笼高效液相色谱固定相。本专利技术可根据固定相的量来调节负载量，从而提高柱效。
[0008]本专利技术制备的分子笼RCC3
‑
R键合硅胶固定相中存在着多个仲胺、苯环和手性环己二胺，使得本专利技术所得的固定相有着很好的手性拆分性能，在正相色谱和反相色谱分离模式下实现对手性化合物的拆分，并且固定相和非手性化合物之间存在的疏水作用、π
‑
π作用、偶极作用、阴离子交换能力、芳香选择性和平面形状选择性使得固定相在反相色谱、离子交换和亲水色谱分离模式下，能对从弱极性到强极性的多种类型的复杂化合物进行分离分析，应用范围广，有望作为新型材料应用到HPLC分离领域。
附图说明
[0009]图1为实施例1中分子笼RCC3
‑
R键合硅胶固定相的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模式和多功能分子笼高效液相色谱固定相的制备方法及应用，其特征在于该制备方法步骤为：（1）RCC3
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R分子笼键合硅胶制备过程：按照专利CN201911325921.4的方法制备了CC3
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R分子笼，并借鉴文献（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7583
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7586）的方法，利用硼氢化钠将分子笼CC3
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R还原为分子笼RCC3
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R；利用环氧基与仲胺基在碱性条件下开环反应，将RCC3
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R有效固定在硅胶表面，具体过程如下：将RCC3
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R分子笼溶于甲苯溶剂，加入碱性催化剂三乙胺，再加入硅烷偶联剂γ
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，60度反应24 h；继续加入盐酸活化的硅胶，110度，反应24 h；砂芯漏斗过滤，使用甲苯和无水乙醇洗涤，60度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利涛，吕美，于清华，丁瑞芳，张敏娜，
申请(专利权)人：济宁医学院，
类型：发明
国别省市：