一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料、制备方法及其应用，属于气相色谱技术领域。所述材料由金刚烷单元和链状聚醚碳酸酯结构键合而成。所述方法通过在保护气体的保护下，将聚醚碳酸酯二醇与碱性试剂溶于有机溶剂，

【技术实现步骤摘要】
一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料、制备方法及其应用，属于气相色谱


技术介绍

[0002]气相色谱法(GC)已广泛用于众多领域样品组分的分析测定。在GC分析中，固定相的选择性和惰性是决定组分色谱峰分离度的主要因素，而分离度又直接影响组分的定性/定量分析结果。目前最常用的GC固定相是聚硅氧烷类和聚乙二醇类，适于与固定相相近极性组分的分离，这在一定程度上影响了复杂样品组分的分离分析测定。例如，极性聚乙二醇固定相主要适于极性组分的分析测定，不适于非极性或弱极性组分的分离。此外，色谱柱的惰性对极性、酸碱性组分的分离有直接影响。例如，醇类、胺类、碱性杂环类等在低惰性色谱柱上易出现变形峰(拖尾峰、前沿峰)甚至不出峰(不可逆吸附)，直接影响这些组分的分离及测定结果。因此，发展选择性范围宽、惰性高、适用范围广的色谱固定相对于解决目前样品分析测定的实际问题、适应分析发展的需求具有重要意义。
[0003]金刚烷是一种分子高度对称、具有三维刚性结构的笼状烃。目前金刚烷改性聚合物材料的研究报道和应用较少，主要包括金刚烷聚酰胺、金刚烷聚砜、金刚烷聚己内酯等类型材料等，在气体分离膜材料、纳米载体、光电材料等领域有应用潜力。金刚烷改性聚合物材料在色谱分析领域尚未见相关报道。
[0004]聚醚碳酸酯二醇兼有聚醚和聚酯的优点，常用于皮革树脂、水性聚氨酯、表面处理等领域，在色谱分析领域尚未见报道。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供了一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料、制备方法及其应用。该类材料用于GC分析测定时，对不同种类和性质的分析物及异构体表现出高选择性，如分离低沸点溶剂、烷烃异构体、醇类异构体、杂环类和胺类异构体等，并且制备得到的色谱柱具有良好惰性和重复性，在GC分析领域具有很好的应用前景。此外，制备该材料所采用的原料成本低、合成方法简单、产率高，满足色谱分析实际应用的需求。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料，所述材料的结构式如下：
[0008][0009]其中，m和n均为大于等于1的正整数。
[0010]优选的，所述材料的平均分子量为1325～5325。
[0011]一种本专利技术所述金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料的制备方法，所述制备方法步骤如下：
[0012]将1
‑
金刚烷甲酰氯溶于有机溶剂Ⅰ中，得到1
‑
金刚烷甲酰氯溶液；在保护气体的保护下，将聚醚碳酸酯二醇与碱性试剂溶于有机溶剂Ⅱ，
‑
4℃～0℃下，边搅拌边滴加1
‑
金刚烷甲酰氯溶液，滴加完毕后，在20℃～35℃下搅拌反应24h以上，反应结束后，得到粗产物；粗产物分离纯化后得到一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料。
[0013]优选的，所述碱性试剂为三乙胺或吡啶。
[0014]优选的，所述聚醚碳酸酯二醇与碱性试剂的摩尔比为1:3～1:10。
[0015]优选的，所述有机溶剂Ⅰ为无水二氯甲烷或无水三氯甲烷；所述有机溶剂Ⅱ为无水二氯甲烷或无水三氯甲烷。
[0016]优选的，所述聚醚碳酸酯二醇与1
‑
金刚烷甲酰氯的摩尔比为1:2.5～1:8。
[0017]优选的，反应时间为24h～48h。
[0018]优选的，所述保护气体为氮气或惰性气体。
[0019]一种本专利技术所述金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料的应用，将所述材料作为气相色谱固定相使用。
[0020]优选的，所述材料作为气相色谱固定相用于分离烷烃异构体、醇类异构体、杂环类物质、胺类异构体或沸点低于105℃的高挥发性溶剂。
[0021]有益效果
[0022](1)本专利技术提供了一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料，所述材料由金刚烷单元和链状聚醚碳酸酯结构键合而成。金刚烷结构单元有利于提高所述材料的热稳定性和选择性；多种不同性质的结构单元能够提供多种分子间作用，进而对不同种类和性质的组分表现出高选择性，作为GC固定相具有明显的分离优势。所述材料是粘稠液体，在有机溶剂中具有良好的溶解性，易于制备高柱效的色谱柱，有益于气相色谱分离测定。
[0023](2)本专利技术提供了一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料的制备方法，所述制备方法简单、原料成本低、产率高，有利于进一步推广应用。
[0024](3)本专利技术提供了一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料的应用，所述材料作为GC固定相可以高效分离不同种类和性质的各类异构体。此外，所述材料色谱柱对易拖尾或不可逆吸附的组分如醇类、苯胺类和杂环类等表现出高惰性，有益于实现对这些种类组分的分离和分析测定。因此，本专利技术所述材料作为GC固定相具有明显的分离优势和应用价值。
附图说明
[0025]图1为实施例1中制备得到的APPC的1H
‑
NMR图谱。
[0026]图2为实施例2中APPC色谱柱GC分析测定辛烷异构体的色谱图。
[0027]图3为实施例3中APPC色谱柱GC分析测定丁二醇异构体的色谱图。
[0028]图4为实施例4中APPC色谱柱GC分析测定杂环类组分的色谱图。
[0029]图5为实施例5中APPC色谱柱GC分析测定苯二胺异构体的色谱图。
[0030]图6为实施例6中APPC色谱柱GC分析测定高挥发性组分的色谱图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
[0032]采用实施例中所制备的金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料作为固定相，制备毛细管色谱柱的步骤如下：
[0033]实施例1
[0034]一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯类材料的制备方法，具体制备步骤如下：
[0035](1)将1
‑
金刚烷甲酰氯溶于无水二氯甲烷中得到1
‑
金刚烷甲酰氯的无水二氯甲烷溶液；在氮气保护下，将数均分子量M
n
＝2000的聚醚碳酸酯二醇(PPCD)与三乙胺按摩尔比1：4溶于无水二氯甲烷(DCM)中，0℃搅拌下缓慢向其中加入1
‑
金刚烷甲酰氯的无水二氯甲烷溶液中，PPCD与1
‑
金刚烷甲酰氯摩尔比为1：7.2，滴加完毕后，在30℃下搅拌反应24h，反应完成后，将得到的粗产物依次用1mol/L的稀盐酸、蒸馏水、饱和食盐水洗涤，将有机层用无水硫酸镁干燥、过滤，将过滤后所得的粗产物用洗脱剂(V
二氯甲烷
：V
甲醇
＝40：1)在硅胶柱上进行分离纯化，得到一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料，记为APPC。
[0036]所述材料的1H
‑
NMR图谱如图1所示，1H NMR(400MHz,CDCl3,δ)：5.1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料，其特征在于：所述材料的结构式如下：其中，m和n均为大于等于1的正整数。2.如权利要求1所述的一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料，其特征在于：所述材料的平均分子量为1325～5325。3.一种如权利要求1或2所述的金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤如下：将1
‑
金刚烷甲酰氯溶于有机溶剂Ⅰ中，得到1
‑
金刚烷甲酰氯溶液；在保护气体的保护下，将聚醚碳酸酯二醇与碱性试剂溶于有机溶剂Ⅱ，
‑
4℃～0℃下，边搅拌边滴加1
‑
金刚烷甲酰氯溶液，滴加完毕后，在20℃～35℃下搅拌反应24h以上，反应结束后，得到粗产物；粗产物分离纯化后得到一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料。4.如权利要求3所述的一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：所述碱性试剂为三乙胺或吡啶；所述有机溶剂Ⅰ为无水二氯甲烷或无水三氯甲烷；所述有机溶剂Ⅱ为无水二氯甲烷或无水三氯甲烷。5.如权利要求3所述的一种金刚烷功能化聚醚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：所述聚醚碳酸酯二醇与碱性试剂的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐美玲，孙子琦，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：