咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备及应用制造技术

本发明专利技术属于色谱分析领域，具体涉及咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用。将化合物PEG

【技术实现步骤摘要】
咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备及应用

：
[0001]本专利技术属于色谱分析领域，具体涉及咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相、毛细管气相色谱柱及其制备与应用。

技术介绍
：
[0002]色谱技术已经成为现代化学中的一种重要的分离分析技术。气相色谱(GC)作为一种应用十分广泛且功能强大的分离分析仪器，已在石油化工、环境、食品、制药、矿产以及国防等诸多领域获得了广泛的应用。气相色谱法由于其具有分离效能高、分析速度快、选择性好等优点而被广泛应用于环境样品中的污染物分析、药品质量检验、天然产物成分分析、食品中农药残留量测定、工业产品质量监控等领域。随着新型气相色谱仪器、检测器、数据分析方法的出现，气相色谱应用的领域将会越来越广阔。
[0003]气相色谱在半个多世纪的发展过程中成为十分普及的分析方法,在研究和实际应用中使用过上千种固定相，成为商品的固定相也有几百种，所以了解气相色谱固定相的结构、性能和应用情况，对进行气相色谱实验和研究是十分必要的。色谱分离的核心是色谱柱，而色谱柱的灵魂是固定相。要建立一个气相色谱方法,首要的就是选择好一个合适的固定相，通过改变固定相来改变分离性能。目前固定相及其色谱柱应用中存在的问题使其难以满足日益增长的实际分析测定的需求.主要问题包括：(1)固定相的综合选择性不高，对一些结构性质极为相近的异构体或复杂样品中各类组分难以实现良好分离；(2)色谱柱惰性不高，一些极性组分或酸碱性组分易出现不可逆吸附或色谱峰变形而影响分离；(3)在较低或较高温度下，由于一些固定相的选择性降低而影响低沸点和高沸点组分的分离等。因此近年来，国内外研究生不断研究和发展新型的气相色谱固定相以解决以上问题。
[0004]聚合物的良好的成膜性使其具有作为GC固定相的研究和应用潜力。常用的商品化固定相主要有聚硅氧烷类固定相和聚乙二醇类固定相等。星型嵌段聚合物是一种具有特色的高分子聚合物，它是以线性链为核心，三个或三个以上支链为臂的星形形状。而与常用的线性链状聚合物固定相相比，星形嵌段聚合物具有独特的星型网络结构，可以增加固定相与分析物的作用位点，使得分析物与固定相间的主客体识别作用更强，进而提高固定相的选择性和色谱分离性能。目前国内外对于离子液体用作气相色谱固定相的研究逐渐增多，且出现了商品化色谱柱。近些年，由于对离子液体的深入研究，研究者们发现某些已合成且性质已得到验证的离子液体固定相，它们具有双重性质：当分离弱极性物质或非极性物质时表现为弱极性或非极性固定相。对于分离一些极性比较复杂的混合物时，离子液体固定相的双重性质给色谱工作者提供了很大的帮助。这种优良的双重特性使离子液体在分离极性或非极性化合物时可作为良好的气相色谱固定相。
[0005]聚合物作为气相色谱固定相均具有较好的成膜性，通过离子液体功能化聚合物能够提高聚合物的选择性和热稳定性等。目前已报道应用在气相色谱领域的聚合物多为线性链状聚合物类，星型嵌段聚合物及其衍生物在气相色谱的应用鲜有报道，同时目前尚无咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相(Star
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PEG
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PCL2‑
2Bim)用作气相色谱分离的研
究报道。

技术实现思路
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[0006]专利技术目的：
[0007]为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术目的在于：提供一种以咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物作为毛细管气相色谱柱的固定相的制备方法，通过静态涂渍法制备得到毛细管气相色谱柱，提供上述毛细管气相色谱柱的应用。
[0008]技术方案：
[0009]咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备方法，咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物Star
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PEG
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PCL2‑
2Bim固定相化学式为：
[0010][0011]其特征在于：按照以下步骤执行：
[0012](1)溴取代：将聚乙二醇单甲醚2000、丁二酸酐、对二甲氨基吡啶、三乙胺和1,4
‑
二氧六环在N2下室温反应24h得到酯化产物，再将所得的酯化产物、N
‑
羟基丁二酰亚胺、N,N
’‑
二环己基碳二亚胺和二氯甲烷在25℃下反应24h，得到醚化产物，将醚化产物、丝氨醇和N,N
‑
二甲基亚砜在25℃下反应36h得到酰胺化产物，最后将所得的酰胺化产物、6
‑
己内酯与2
‑
乙基己酸锡在N2下加热至120℃反应18h得到化合物(Ⅱ)PEG
‑
PCL2；
[0013]在25℃下，将化合物(Ⅱ)PEG
‑
PCL2与四丁基溴化铵、DAST氟硼酸盐、1,8
‑
二氮杂双环5.4.0十一碳
‑7‑
烯和二氯甲烷反应，反应完成，过滤，减压蒸馏，加入20mL甲醇/水体积比1：1的混合液，加入盐酸，搅拌，过滤，干燥后得得到中间体(Ⅲ)；
[0014](2)胺化：将步骤(1)中所得的中间体(Ⅲ)与1
‑
甲基苯并咪唑、乙腈在N2保护下加热反应，反应完成，降温，抽滤，减压蒸馏，加入20mL甲醇，搅拌，过滤，加入20mL乙酸乙酯，搅拌，过滤，干燥后得到中间体(Ⅳ)；
[0015](3)离子交换：在25℃下，将步骤(2)中所得的中间体(
Ⅵ
)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和二氯甲烷反应，反应完成，去离子水洗涤，加入无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸馏后得到最终产物咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物的Star
‑
PEG
‑
PCL2‑
2Bim(Ⅰ)，制得的Star
‑
PEG
‑
PCL2‑
2Bim(Ⅰ)在毛细管气相色谱柱上粒径分布均匀。
[0016]所述步骤(1)反应温度是25℃；反应时间范围是44
‑
48h；四丁基溴化铵与DAST氟硼酸盐的摩尔比是1：0.9～0.93；四丁基溴化铵与1,8
‑
二氮杂双环5.4.0十一碳
‑7‑
烯的摩尔比是1：0.3～0.31；四丁基溴化铵、化合物(Ⅱ)PEG
‑
PCL2、1,8
‑
二氮杂双环5.4.0十一碳
‑7‑
烯、DAST氟硼酸盐和二氯甲烷的质量与体积比是0.25g：0.4～0.41g：0.036～0.037g：0.163
～0.164g：10mL。
[0017]所述步骤(2)中的加热反应的温度是81
‑
85℃；反应时间范围是72
‑
84h；降温到25℃；中间体(Ⅲ)、1
‑
甲基苯并咪唑和乙腈的质量与体积比是0.300～0.304g：0.266～0.270g：15mL。
[0018]所述步骤(3)中反应温度是25℃；反应时间范围是48
‑
72h；中间体(Ⅳ)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和二氯甲烷的质量与体积比是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备方法，咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物Star
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PEG
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PCL2‑
2Bim固定相化学式为：其特征在于：按照以下步骤执行：(1)溴取代：将聚乙二醇单甲醚2000、丁二酸酐、对二甲氨基吡啶、三乙胺和1,4
‑
二氧六环在N2下室温反应24h得到酯化产物，再将所得的酯化产物、N
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羟基丁二酰亚胺、N,N
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二环己基碳二亚胺和二氯甲烷在25℃下反应24h，得到醚化产物，将醚化产物、丝氨醇和N,N
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二甲基亚砜在25℃下反应36h得到酰胺化产物，最后将所得的酰胺化产物、6
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己内酯与2
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乙基己酸锡在N2下加热至120℃反应18h得到化合物(Ⅱ)PEG
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PCL2；在25℃下，将化合物(Ⅱ)PEG
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PCL2与四丁基溴化铵、DAST氟硼酸盐、1,8
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二氮杂双环5.4.0十一碳
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烯和二氯甲烷反应，反应完成，过滤，减压蒸馏，加入20mL甲醇/水体积比1：1的混合液，加入盐酸，搅拌，过滤，干燥后得得到中间体(Ⅲ)；(2)胺化：将步骤(1)中所得的中间体(Ⅲ)与1
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甲基苯并咪唑、乙腈在N2保护下加热反应，反应完成，降温，抽滤，减压蒸馏，加入20mL甲醇，搅拌，过滤，加入20mL乙酸乙酯，搅拌，过滤，干燥后得到中间体(Ⅳ)；(3)离子交换：在25℃下，将步骤(2)中所得的中间体(
Ⅵ
)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和二氯甲烷反应，反应完成，去离子水洗涤，加入无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸馏后得到最终产物咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物的Star
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PEG
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PCL2‑
2Bim(Ⅰ)，制得的Star
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PEG
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PCL2‑
2Bim(Ⅰ)在毛细管气相色谱柱上粒径分布均匀。2.根据权利要求1所述的咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)反应温度是25℃；反应时间范围是44
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48h；四丁基溴化铵与DAST氟硼酸盐的摩尔比是1：0.9～0.93；四丁基溴化铵与1,8
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二氮杂双环5.4.0十一碳
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烯的摩尔比是1：0.3～0.31；四丁基溴化铵、化合物(Ⅱ)PEG
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PCL2、1,8
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二氮杂双环5.4.0十一碳
‑7‑
烯、DAST氟硼酸盐和二氯甲烷的质量与体积比是0.25g：0.4～0.41g：0.036～0.037g：0.163～0.164g：10mL。3.根据权利要求1所述的咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的加热反应的温度是81
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85℃；反应时间范围是72
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84h；降温到25℃；中间体(Ⅲ)、1
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甲基苯并咪唑和乙腈的质量与体积比是0.300～0.304g：0.266～0.270g：15mL。4.根据权利要求1所述的咪唑离子液体功能化星型嵌段聚合物固定相的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中反应温度是25℃；反应时间范围是48
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72h；中间体(Ⅳ)、双三氟甲
烷磺酰亚胺锂和二氯甲烷的质量与体积比是0.116～0.118g：0.015g～0.018g：5mL。5.一种毛细管气相色谱柱的固定相，其特征在于：由权利要求1所述的咪唑离子液体功能化...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志强，陈若男，孙涛，黄秋晨，章围，李伟，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：