羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相及其制备方法、应用，羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的制备方法包括以下步骤：第一步，将原料微晶纤维素选择性氧化得到双醛纤维素；利用4

【技术实现步骤摘要】
羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及材料领域，尤其是涉及一种羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相，还涉及该固定相材料的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]反相液相色谱对于非极性或者弱极性化合物的分离具有非常不错的效果，但其对极性、亲水性和离子型化合物的保留能力往往较弱。亲水作用色谱（即HILIC）是近年来发展起来的用于分离强极性化合物的新型色谱分离技术，对极性和亲水性化合物如多肽、糖、氨基酸、核苷酸和蛋白质等物质的分离分析具有出色的表现，HILIC所用的流动相还有利于提高电喷雾离子化质谱的灵敏度。
[0003]目前，应用于亲水作用色谱的新型极性固定相得到了较大发展，包括酰胺类、羟基类、两性离子类、腈基和二羟基修饰的硅胶等。近年来，混合模式色谱固定相中由于存在两种或两种以上的保留机制，在分离分析物时可以提供多种相互作用力，对于复杂样品的分离分析具有更好的效果，是色谱固定相研究的热门方向之一。目前，混合模式色谱所适用于的亲水作用色谱固定相已经市场化多年，取得了较好的市场成绩，但是由于自身的不足，限制了这类固定相的广泛应用。
[0004]纤维素是自然界中最为丰富的可再生资源，不仅来源丰富、价格低廉，而且具有可再生、可微生物降解、安全无毒等优点，符合绿色发展观念，因此一直受到广泛的关注，在诸多领域中得到应用并展现出优异的性能。双醛纤维素是由价格低的纤维素氧化所得到，也具备绿色安全、可降解的优点，同时是一种优秀的中间体，并且含有丰富的羟基基团，具有很强的亲水性。
[0005]离子液体是在室温下呈液态的由离子构成的有机熔融盐，因其具有良好的热稳定性、化学稳定性、较低的熔点和优良的溶解性等优点而得到了科研工作者的注意，如CN106732391A公开了一种氨基咪唑类离子液体型亲水作用色谱固定相。然而，目前并没有纤维素和离子液体复合型亲水色谱固定相的相关报道。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相，还提供了羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的制备方法，还提供了羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相在高效液相色谱中的应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相，所述咪唑离子液体型亲水色谱固定相的结构式如下：
。
[0008]本专利技术还提供了一种制备上述羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的方法，包括以下步骤：第一步，将原料微晶纤维素选择性氧化，制备得到双醛纤维素；第二步，通过4
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氯丁酰氯在双醛纤维素的伯羟基上接枝咪唑离子液体，得到双醛纤维素离子液体衍生物DACL；第三步，利用席夫碱反应将第二步中得到的DACL共价偶联在氨基硅胶上，得到双醛纤维素衍生物键合硅胶ACL
‑
SIL；再利用次亚氯酸钠将双醛纤维素衍生物键合硅胶ACL
‑
SIL中的残余醛基氧化成羧基，得到羧酸改性的咪唑离子液体型亲水色谱固定相。
[0009]在本专利技术中，所述第一步优选在避光条件下反应，具体包括：在避光条件下以高碘酸钠作为氧化剂将微晶纤维素选择性氧化，反应完成后用乙二醇淬灭反应，然后依次分离、洗涤和干燥得到双醛纤维素。
[0010]在本专利技术中，所述第二步为两步反应，具体包括：先将4
‑
氯丁酰氯和双醛纤维素的伯羟基在DMF中进行酯化反应；再将酯化得到的中间产物和N
‑
甲基咪唑在DMF中进行酰胺化反应得到双醛纤维素离子液体衍生物。
[0011]本专利技术还提供了羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相在高效液相色谱分离柱中的应用，具体地可将本专利技术的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相作为分离材料制备色谱柱。
[0012]本专利技术的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相制备而成的高效液相色谱分离柱不仅可以选择性地分离糖类化合物，还可以选择性分离氨基酸类物质、植物调节剂、核苷碱基类物质和磺胺类化合物等。
[0013]其中，所述糖类化合物包括鼠李糖、木糖、果糖、古洛糖、葡萄糖、蔗糖、帕拉金糖和
乳糖中任意两种或多种，即本专利技术的固相材料制备得到的色谱柱能实现任意两种或两种以上糖类混合物的分离，为糖类的分离和鉴定提供基础。
[0014]氨基酸类化合物包括苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸中的任意两种或多种，可以实现氨基酸的选择性分离；磺胺类化合物包括磺胺二甲嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺嘧啶和磺胺甲噁唑中的任意两种或多种，选择性好；核苷碱基类物质包括4,6
‑
二氯嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶、5
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甲基尿苷、尿苷、腺苷、腺嘌呤和胞苷中的任意两种或多种；植物调节剂包括氯吡苯脲、6
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糠氨基嘌呤和噻苯隆中的任意两种或多种。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：第一，原料纤维素具有来源丰富、价格低廉、可再生、可微生物降解、安全无毒等优点，是一种得到广泛应用的天然聚合物材料。本专利技术纤维素为原料，采用离子液体改性大分子纤维素，保证最终得到的目的材料中含有丰富的作用位点（如羟基、羧基和咪唑正离子），使得本专利技术具有优秀的亲水色谱分离能力。
[0016]第二，本专利技术的CCL
‑
SIL材料中存在丰富的羟基、咪唑正离子和羧基，进一步保证CCL
‑
SIL材料和待分析物之间存在亲水作用、氢键作用、π
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π作用和静电作用等多种相互作用力。使得CCL
‑
SIL色谱固定相能够应用于复杂样品中的亲水或强极性物质进行分离分析。
[0017]第三，本专利技术的CCL
‑
SIL以乙腈水作为流动性进行分离，既避免了使用正向色谱需要用到的强毒性有机试剂，还能提高串联质谱时的离子化效率，适用于核苷碱基、氨基酸、糖类、磺胺、黄酮、植物调节剂等物质的分离分析，适用范围广，具有很好的研究意义和推广价值。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述的亲水作用色谱固定相的结构式。
[0019]图2是本专利技术所述的亲水作用色谱固定相的合成路径图。
[0020]图3是NH2‑
SIL和亲水作用色谱固定相CCL
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SIL的SEM扫描图。
[0021]图4是亲水作用色谱固定相CCL
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SIL的TEM
‑
EDS表征结果图。
[0022]图4中：A是NH2‑
SIL的TEM扫描图；B
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D是CCL
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SIL在不同倍数下的TEM扫描图；E是CCL
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SIL硅球的元素分布图谱；F是CCL
‑
SIL硅球的能谱分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相，其特征在于：所述咪唑离子液体型亲水色谱固定相的结构式如下：。2.一种如权利要求1所述的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将原料微晶纤维素选择性氧化，制备得到双醛纤维素；第二步，通过4
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氯丁酰氯在双醛纤维素的伯羟基上接枝咪唑离子液体，得到双醛纤维素离子液体衍生物DACL；第三步，利用席夫碱反应将第二步中得到的DACL共价偶联在氨基硅胶上，得到双醛纤维素衍生物键合硅胶ACL
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SIL；再利用次亚氯酸钠将双醛纤维素衍生物键合硅胶ACL
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SIL中的残余醛基氧化成羧基，得到羧酸改性的咪唑离子液体型亲水色谱固定相。3.根据权利要求2所述的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的制备方法，其特征在于：所述第一步具体包括以下内容：在避光条件下以高碘酸钠作为氧化剂将微晶纤维素选择性氧化，反应完成后用乙二醇淬灭反应，然后依次分离、洗涤和干燥得到双醛纤维素。4.根据权利要求2所述的羧基化双醛纤维素接枝咪唑离子液体型亲水作用色谱固定相的制备方法，其特征在于：所述第二步为两步反应，具体包括：先将4
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氯丁酰氯和双醛纤维素的伯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文芬，张岩皓，张书胜，冯玉敏，赵无垛，侯亚飞，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：