一种基于低共熔溶剂的碳点键合硅胶色谱固定相的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于低共熔溶剂的碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，首先将氯化胆碱和乳酸按摩尔比混合加热形成低共熔溶剂，将其于150℃~220℃下反应2~10 h形成基于低共熔溶剂的碳点DESCDs，再利用3

【技术实现步骤摘要】
一种基于低共熔溶剂的碳点键合硅胶色谱固定相的制备及应用


[0001]本专利技术涉及一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备，主要用于多环芳烃、烷基苯、芳香胺、酚类、黄酮类化合物、氢化可的松和泼尼松龙的分离，属于色谱固定相


技术介绍

[0002]高效液相色谱因选择性好、分析速度快、操作简便等优点，已经成为当今应用最为广泛的分析技术。CDs具有纳米尺寸、表面官能团丰富、稳定性高、适中的吸附能力等特点，在作为色谱固定相时，可以避免像其他碳材料团聚的现象，可以均匀地修饰硅胶表面，在色谱分离领路有广泛的应用前景。
[0003]低共熔溶剂（DES）自2003年被发现以来，因具有环境友好、高生物相容性、易生物降解、成本低、制备方法简单等特点受到了研究者越来越多的关注，被广泛应用在样品前处理、材料制备、电化学等领域。低共熔溶剂作为新一代的绿色溶剂，在色谱领域中也有广泛的应用，例如，作为固定相制备过程中的反应溶剂、作为流动相或流动相的添加剂、作为色谱固定相的材料等。低共熔溶剂作为碳源制备碳点时，部分低共熔溶剂含有杂原子，能为碳点的制备增加更丰富的组分，且目前还没有以低共熔溶剂作为原料制备碳点键合硅胶固定相的研究报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法；本专利技术的另一目的是对上述低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱填料的色谱分离性能进行研究，用于分离多环芳烃、烷基苯、芳香胺、酚类、黄酮类化合物、氢化可的松和泼尼松龙。
[0005]一、低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱填料的制备S1、低共熔溶剂碳点DESCDs的制备：将氯化胆碱和乳酸混合，80 ℃条件下持续加热搅拌1~2h形成均匀的低共熔溶剂，将其置于反应釜中于150 ~220 ℃下反应2~10 h；待反应完后冷却至室温，将产物放入透析袋进行透析，后经滤膜过滤后旋转蒸发浓缩，将浓缩液冷冻干燥后得到DESCDs。其中，氯化胆碱与乳酸的摩尔比为1:2~1:4；透析袋的截留分子量为500~1000 Da，透析时间为24~48 h。
[0006]S2、氨丙基改性硅胶Sil
‑
APS的制备：首先将球形硅胶均匀分散在甲苯中，加入3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷或3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，于90~150 ℃下搅拌回流反应12~48 h；反应结束后，离心，洗涤，干燥得到Sil
‑
MPS。其中，球形硅胶与3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷或3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1~2g/mL。
[0007] S3、碳点键合硅胶色谱填料Sil
‑
DESCDs的制备：将S1制备的DESCDs和S2制备的Sil
‑
APS混合，然后均匀分散在甲苯中，再加入引发剂，于50~90 ℃搅拌反应12~48 h；反应
结束后离心，洗涤，干燥得到碳点键合硅胶色谱填料Sil
‑
DESCDs。DESCDs与Sil
‑
APS的质量比为1:3~1:7；引发剂为焦碳酸二乙酯和三乙胺，且DESCDs与焦碳酸二乙酯的质量比为1:1~1:4，DESCDs与三乙胺的质量比为1:1~1:3。
[0008]二、低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱填料的结构和性能1、元素分析表1为低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱填料的元素分析。元素分析结果包括低共熔溶剂碳点（DESCDs）、氨丙基改性硅胶（Sil
‑
APS）、低共熔溶剂碳点键合硅胶（Sil
‑
DESCDs）。结果表明Sil
‑
DESCDs的C%，H%含量较Sil
‑
APS的含量来说明显增加，证实了低共熔溶剂碳点成功键合到硅胶表面。
[0009]表1低共熔溶剂碳点、氨丙基改性硅胶和低共熔溶剂碳点键合硅胶的元素分析2、红外光谱分析（FT
‑
IR）图1为Sil
‑
DESCDs、Sil
‑
MPS、Silica和DESCDs的FT
‑
IR光谱图。3343 cm
−1和3415 cm
−1处的吸收峰归因于DESCDs和Sil
‑
DESCDs上的O
–
H吸收峰，3383 cm
−1处的吸收峰归因于Sil
‑
MPS上的N
–
H的拉伸振动吸收峰。1742 cm
−1对应于DESCDs光谱中C=O的特征峰，Sil
‑
DESCDs的C=O吸收峰出现在1722 cm
−1处。与Sil
‑
MPS相比，Sil
‑
DESCDs光谱中出现了新的吸收峰1722 cm
−1和1542 cm
−1，这表明了DESCDs成功修饰在二氧化硅表面。
[0010]3、透射电子显微镜分析（TEM）图2为低共熔溶剂碳点的透射电镜（TEM）图。通过透射电镜可以观察到 DESCDs呈现准球形形貌。
[0011]4、疏水性判断色谱图分析在40
‑
60 %乙腈，60
‑
40%水，柱温30℃，UV检测器254 nm，流速1 ml/min的色谱条件下分离甲苯、乙苯、丙苯、丁苯和戊苯五种物质。随着乙腈含量的增加，五种烷基苯的保留时间都减小，这一现象与疏水性一致，表明Sil
‑
DESCDs固定相为疏水色谱固定相。
[0012]如图3显示，其中（1）甲苯、（2）乙苯、（3）丙基苯、（4）丁基苯、（5）戊基苯。
[0013]5、多环芳烃的分离色谱图色谱条件：（a）28 %乙腈，60 %水，柱温30℃，UV检测器254 nm，流速1 mL/min；（b）60 %乙腈，40 %水，柱温30℃，UV检测器254 nm，流速1 mL/min。
[0014]图4为Sil
‑
DESCDs柱（a）和商品化的ZORBAX SB
‑
C18柱（b）对11种多环芳烃的色谱分离效果图。如图4显示，其中（1）蒽酮、（2）萘、（3）2
‑
甲基萘、（4）苊、（5）芴、（6）菲、（7）蒽、（8）芘、（9）三亚苯、（10）
䓛
、（11）1,2
‑
苯并蒽。如图所示，Sil
‑
DESCDs柱对两个苯环的异构体菲和蒽、四个苯环的异构体芘、三亚苯、
䓛
、和1,2
‑
苯并蒽具有高的选择性分离。
[0015]6、芳香胺的分离色谱图色谱条件：（a）16 %乙腈，84 %水，柱温30℃，UV检测器254 nm，流速1 mL/min；（b）45 %乙腈，55 %水，柱温30℃，UV检测器254 nm，流速1 mL/min。
[0016]图5为Sil
‑
DESCDs柱（a）和商品化的ZORBAX 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，包括以下步骤：S1、低共熔溶剂碳点DESCDs的制备：将氯化胆碱和乳酸混合，80 ℃条件下持续加热搅拌1~2h形成均匀的低共熔溶剂，将其置于反应釜中于150 ~220 ℃下反应2~10 h；待反应完后冷却至室温，将产物放入透析袋进行透析，后经滤膜过滤后旋转蒸发浓缩，将浓缩液冷冻干燥后得到DESCDs；S2、氨丙基改性硅胶Sil
‑
APS的制备：首先将球形硅胶均匀分散在甲苯中，加入3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷或3
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氨丙基三乙氧基硅烷，于90~150 ℃下搅拌回流反应12~48 h；反应结束后，离心，洗涤，干燥得到Sil
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MPS；S3、碳点键合硅胶色谱填料Sil
‑
DESCDs的制备：将S1制备的DESCDs和S2制备的Sil
‑
APS混合，然后均匀分散在甲苯中，再加入引发剂，于50~90 ℃搅拌反应12~48 h；反应结束后离心，洗涤，干燥得到碳点键合硅胶色谱填料Sil
‑
DESCDs。2.如权利要求1所述一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，其特征在于：步骤S1中，氯化胆碱与乳酸的摩尔比为1:2~1:4。3.如权利要求1所述一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，其特征在于：步骤S1中，透析袋的截留分子量为500~1000 Da，透析时间为24~48 h。4.如权利要求1所述一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，其特征在于：步骤S2中，球形硅胶与3
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氨丙基三甲氧基硅烷或3
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氨丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为1~2g/mL。5.如权利要求1所述一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，其特征在于：步骤S3中，DESCDs与Sil
‑
APS的质量比为1:3~1:7。6.如权利要求1所述一种基于低共熔溶剂碳点键合硅胶色谱固定相的制备方法，其特征在于：步骤S3中，引发剂为焦碳酸二乙酯和三乙胺；DESCDs与焦碳酸二乙酯的质量比为1:1~1:4；DESCDs与三乙胺的质量比为1:1~1:3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，符尕芳，邱洪灯，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：