一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及色谱材料技术领域，尤其为一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用，包括硅胶活化处理、制备硅胶改性剂、制备经过有机硅烷偶联剂表面修饰后的硅胶、制备改性后的硅胶和制备耐酸碱硅胶色谱填料，其中，耐酸碱硅胶色谱填料具体操作为：将改性后的硅胶添加到反应设备中，添加甲苯，充分搅拌后加入适量有机烷，充入惰性气体保护，加热搅拌回流，反应完成后冷却、抽滤、洗涤，真空干燥，封尾，制得耐酸碱硅胶色谱填料。使用该方法制作的硅胶色谱填料，表面有机覆盖率大，残余残余硅羟基效应弱，残余金属杂质影响小，色谱性能稳定，表面通过极性改性，同时增加了亲水性和弱离子交换功能，在缓冲盐溶液或碱性流动相条件下寿命长。缓冲盐溶液或碱性流动相条件下寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及色谱材料
，具体为一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用。

技术介绍

[0002]色谱分离从二十世纪七十年代开始在分析和分离领域广泛应用。其中反相色谱采用非极性键合相作为固定相，根据不同组分和固定相之间疏水作用的不同达到分离目的，分离效率高、保留机理清楚，是最为广泛应用的一种分离模式。目前有70％的分析工作都是在反相模式中完成的，对于生物分子、药物分子及蛋白质的分析，反相液相色谱正受到越来越多的关注。
[0003]延长色谱填料使用寿命和减弱残余硅羟基效应一直是色谱工作者所关注的研究内容。传统硅胶基质高效液相色谱填料通常采用两步键合反应的制备方法，即先键合固定相分子，然后进行封尾。该方法具有一定的局限性。首先，两步键合法制备的硅胶色谱填料表面有机层覆盖密度较低，长期使用缓冲盐或碱性溶液流动相会导致硅胶填料基质塌陷、固定相流失，色谱柱报废。其次，固定相键合反应过程中由于反应活性低导致多数硅羟基未参与反应，即使在封尾反应过程中存在硅胶表面固定相分子的位阻效应，导致残余硅羟基超过原硅羟基总数的50％。残余硅羟基一方面使硅胶表面易于亲水导致碱性条件下寿命降低，另一方面在pH大于2时硅羟基电离为负离子，对碱性化合物等电正性分析物存在静电作用，导致色谱峰拖尾，分离度和柱效降低；
[0004]因此，针对上述问题提出一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用，使用该方法制作的硅胶色谱填料，表面有机覆盖率大，残余残余硅羟基效应弱，残余金属杂质影响小，色谱性能稳定，表面通过极性改性，同时增加了亲水性和弱离子交换功能，在缓冲盐溶液或碱性流动相条件下寿命长，填料表面的固定相分子流失小，分析重现性高,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用，包括如下步骤：
[0008]S1、硅胶活化处理；
[0009]S2、制备硅胶改性剂，将甘油二酯与2
‑
氯
‑2‑
氧
‑
1，3，2
‑
二氧磷杂环戊烷进行低温酯化反应，低温酯化反应结束后将三甲胺或二乙胺与低温酯化反应产物进行开环反应合成硅胶改性剂：
[0010]S3、制备经过有机硅烷偶联剂表面修饰后的硅胶，将活化硅胶加入到反应设备中，添加甲苯，充分搅拌后，添加短碳链有机硅烷偶联剂，充入惰性气体保护，加热搅拌回流，待反应完成后，冷却、抽滤，依次使用甲苯、乙醇、乙醇
‑
水(v/v，1∶1)、水、甲醇洗涤，真空干燥得到表面有机杂化硅胶；
[0011]S4、制备改性后的硅胶，将表面有机杂化硅胶添加到反应设备中，添加硅胶改性剂和氮二异丁腈于反应设备内的物料进行混合，进行聚合反应，抽滤、洗涤、干燥，制得改性后的硅胶；
[0012]S5、制备耐酸碱硅胶色谱填料，将改性后的硅胶添加到反应设备中，添加甲苯，充分搅拌后加入适量有机烷，充入惰性气体保护，加热搅拌回流，反应完成后冷却、抽滤、洗涤，真空干燥，封尾，制得耐酸碱硅胶色谱填料。
[0013]作为一种优选方案，步骤S1具体操作为：将硅胶投入20％浓度的盐酸中搅拌，加热至100℃反应回流3
‑
5h，抽滤后用去离子水洗涤至中性，烘干后低温真空干燥处理，得到活化硅胶。
[0014]作为一种优选方案，步骤S3中的短碳链有机硅烷偶联剂具体为甲基三甲(乙)氧基硅烷、乙基三甲(乙)氧基硅烷中的一种。
[0015]作为一种优选方案，步骤S5中封尾试剂为三甲基氯硅烷。
[0016]作为一种优选方案，步骤S3、S4、S5中的反应设备具体包括：
[0017]搅拌桶，搅拌桶底部设置有下料斗，下料斗的左右两侧内壁之间设置有安装架，且安装架上固定设置有转动连接筒，搅拌桶的顶板中部固定设置有对接筒，转动连接筒与对接筒之间设置有通过密封轴承分别与转动连接筒和对接筒内壁转动连接的搅拌轴；
[0018]搅拌轴内部中空，搅拌轴上设置有搅拌叶，搅拌轴顶部设置有与搅拌轴内部空腔连通的支管，支管上设置有旋转喷头，下料斗底部设置有从外向内伸入下料斗内的接水管，接水管通过转动接头与搅拌轴底部固定连接，接水管、搅拌轴内部的空腔及支管之间相互连通；
[0019]加热机构，加热机构包括搅拌桶内壁内层设置的加热介质腔和加热介质腔内设置的加热器，且加热介质腔内部填充导热介质；
[0020]供气机构，供气机构包括真空泵和惰性气体储存罐，搅拌桶顶部设置有伸出搅拌桶外的通气管，通气管外端管口处设置有三通，真空泵的抽气管和惰性气体储存罐的供气管分别连接三通的两个管口，且真空泵的抽气管和惰性气体储存罐的供气管上均设置有开关阀，通气管上设置有压力变送器。
[0021]作为一种优选方案，下料斗底部设置有出料口，且出料口上设置有下料阀，搅拌桶顶部设置有加料口，且加料口顶部设置有密封端盖。
[0022]作为一种优选方案，搅拌桶的顶部面板上于对接筒上方固定设置有驱动电机，驱动电机的电机轴通过联轴器与搅拌轴顶部固定连接。
[0023]本专利技术还提供上述一种耐碱硅胶色谱填料制备方法制备的耐碱硅胶色谱填料在分析碱性化合物中的应用。
[0024]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术提供的一种耐碱硅胶色谱填料制备方法及应用，有益效果是：
[0025]1、使用上述方法制作的硅胶色谱填料，表面有机覆盖率大，残余残余硅羟基效应弱，残余金属杂质影响小，色谱性能稳定；
[0026]2、表面通过极性改性，同时增加了亲水性和弱离子交换功能，在缓冲盐溶液或碱性流动相条件下寿命长，填料表面的固定相分子流失小，分析重现性高；
[0027]3、通过使用反应设备作为耐碱硅胶色谱填料的制备设备，其中，反应设备包括搅
拌桶，该搅拌桶内部转动设置的搅拌轴在旋转时可对搅拌桶内部物料进行充分搅拌，设置加热器可对加热介质腔内的导热介质进行加热，进而实现对搅拌桶内部物料的加热，设置的通气管分别连接真空泵的抽气管和惰性气体储存罐的供气管，真空泵的抽气管和惰性气体储存罐的供气管的交替开通可实现对搅拌桶的抽气和惰性气体填充，实现对上述方法中各个反应的保护，上述的搅拌轴内部中空，接水管接入高压水后，水从旋转喷头喷出，可实现对搅拌桶内壁的快速清洁，方便后续反应使用。
附图说明
[0028]图1为本专利技术中反应设备结构示意图；
[0029]图2为本专利技术中反应设备搅拌桶的截面结构示意图。
[0030]图中：1、搅拌桶；11、下料斗；12、出料口；13、下料阀；14、加料口；15、密封端盖；2、对接筒；21、密封轴承；22、驱动电机；23、安装架；24、转动连接筒；3、搅拌轴；31、联轴器；32、搅拌叶；33、接水管；34、转动接头；35、支管；36、旋转喷头；4、通气管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐碱硅胶色谱填料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、硅胶活化处理；S2、制备硅胶改性剂，将甘油二酯与2
‑
氯
‑2‑
氧
‑
1，3，2
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二氧磷杂环戊烷进行低温酯化反应，低温酯化反应结束后将三甲胺或二乙胺与低温酯化反应产物进行开环反应合成硅胶改性剂：S3、制备经过有机硅烷偶联剂表面修饰后的硅胶，将活化硅胶加入到反应设备中，添加甲苯，充分搅拌后，添加短碳链有机硅烷偶联剂，充入惰性气体保护，加热搅拌回流，待反应完成后，冷却、抽滤，依次使用甲苯、乙醇、乙醇
‑
水(v/v，1∶1)、水、甲醇洗涤，真空干燥得到表面有机杂化硅胶；S4、制备改性后的硅胶，将表面有机杂化硅胶添加到反应设备中，添加硅胶改性剂和氮二异丁腈于反应设备内的物料进行混合，进行聚合反应，抽滤、洗涤、干燥，制得改性后的硅胶；S5、制备耐酸碱硅胶色谱填料，将改性后的硅胶添加到反应设备中，添加甲苯，充分搅拌后加入适量有机烷，充入惰性气体保护，加热搅拌回流，反应完成后冷却、抽滤、洗涤，真空干燥，封尾，制得耐酸碱硅胶色谱填料。2.根据权利要求1所述的一种耐碱硅胶色谱填料制备方法，其特征在于：步骤S1具体操作为：将硅胶投入20％浓度的盐酸中搅拌，加热至100℃反应回流3
‑
5h，抽滤后用去离子水洗涤至中性，烘干后低温真空干燥处理，得到活化硅胶。3.根据权利要求1所述的一种耐碱硅胶色谱填料制备方法，其特征在于：步骤S3中的短碳链有机硅烷偶联剂具体为甲基三甲(乙)氧基硅烷、乙基三甲(乙)氧基硅烷中的一种。4.根据权利要求1所述的一种耐碱硅胶色谱填料制备方法，其特征在于：步骤S5中封尾试剂为三甲基氯硅烷。5.根据权利要求1所述的一种耐碱硅胶色谱填料制备方法，其特征在于：步骤S3、S4、S5中的反应设备具体包括：搅拌桶(1)，所述搅拌桶(1)底部设置有下料斗(11)，所述下料斗(11)的左右两侧内壁之间设置有安装架(23)，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小池，张基明，杨德生，施锦超，林金，纪婷婷，
申请(专利权)人：中谱科技福州有限公司，
类型：发明
国别省市：