一种高纯全硅胶键合色谱固定相的制备方法，属于高效液相色谱填料的制备技术领域。以自制的高纯多孔球形硅胶为原料，通过对硅胶进行表面活化等预处理，使得多孔硅胶微球的表面呈现出低活性、低酸性及良好的均匀性；在活化后的硅胶表面首先键合十八烷基二甲基甲氧基硅烷，然后再通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）的连接作用把碘甲烷键合到硅胶表面，最后使用三甲基氯硅烷进行封端处理即得全多孔球形硅胶键合色谱固定相。本发明专利技术方法能够提高键合硅胶填料的色谱分离性能，使得固定相具有分离速度快，峰形较好、分离范围宽等优点。
【技术实现步骤摘要】
—种高纯全多孔硅胶键合色谱固定相的制备方法
本专利技术属于高效液相色谱填料的制备
，涉及一种新型高纯全多孔硅胶键合色谱固定相的制备方法及其作为高效液相色谱填料的应用。
技术介绍
商品色谱填料如硅胶、键合硅胶、氧化铝、有机聚合物微球(包括离子交换树脂)、多孔碳等，其粒度一般为3 IOum等，理论柱效可达f 16万塔板数/米。其中，由于硅胶材料具有上述所说的机械强度良好、表面易于改性等一系列的优点，是目前应用最为广泛的色谱填料材料。但是，基于矿物原料的传统硅胶反相柱填料都含有一定量的金属杂质铁和铝等，这些杂质会导致硅胶表面活性增加，填料表面的残余硅羟基的酸性增强，硅胶表面因而带有负电。在通常的分离条件下，碱性分析物质因质子化而带正电，其色谱保留既有正常的疏水作用，又有离子交换作用；后者使得碱性化合物和螯合物的色谱峰严重拖尾。这不仅加大了此类物质HPLC方法的开发难度，而且会影响分析结果的准确度和重现性。因此，高纯的硅胶基质填料对色谱柱的制备及分离分析都是至关重要的。如今，以高纯(金属杂质〈50ppm)多孔硅胶为基质的色谱填料已逐步代替传统的由水玻璃制造的硅胶色谱填料成为国际色谱行业的主流产品。硅胶表面改性可制得选用于不同分离模式的色谱填料，这种改性与修饰一般通过三种方法实现:表面的化学修饰、整体修饰和聚合物包覆。表面的化学修饰是通过化学反应将不同的有机基团键合到硅胶表面的游离硅羟基上对硅胶进行改性，是目前应用最为广泛的改性方法。目前，商品色谱填料多采用烷基改性的多孔质硅胶，其中十八烷基硅胶键合相(C18 )是最常用的，还有辛基(CS )、丁基(C4)等硅胶键合相。但是，由于硅胶制备所需的高温烧结会造成孔表面的不均匀性和高活性，从而会导致极性化合物在键合后硅胶分离色谱峰拖尾；此外，硅胶表面的硅醇基不能完全与有机物分子反应，残存的硅醇基会对分离效果产生影响，特别是在分离一些易离解化合物和碱性物质时，常使色谱峰拖尾，即使对填料进行封尾处理，也不能完全消除残存硅醇基的影响。为解决硅胶基质在色谱分离中所存在的这些问题，色谱工作者做了一系列的尝试工作。Kirkland等人报导了采用对表面进行酸处理，可增加表面硅羟基密度，在一定程度上降低了表面活性，但仍无法解决表面非均匀性造成的碱性化合物拖尾问题；0hstu等人采用三甲基氯硅烷对键合相进行封端处理可以在C18或C8相的覆盖率不太高时有效地降低未反应的硅羟基，随之有很多新试剂和新方法被用于封端技术，如Sudo报导的高温硅烷化封端技术等，但由于空间阻碍，封端反应不完全，所以此方法也不能彻底消除硅羟基；包覆技术是另一种使硅醇基失活，并在高PH值时稳定娃胶性能而发展起来的新方法，Ohstu等制备了聚合物涂敷的C18娃胶包覆相，Engelhardt等采用乙烯基三氯硅烷和丙烯酸衍生物聚合方法，常建华等在硅胶上先涂上一层聚胺，再与环氧化物反应制备包覆相，经涂敷和固化制备的固定相，其中心硅胶稳定、残留硅醇基活性被抑制，但是，涂敷的聚合层必须很薄，否则会影响传质，这在技术上很难。而目前国内使用的高性能色谱柱填料又基本依赖进口，因此，制备出性能优良的色谱填料对实现色谱填料的国产化具有十分重要的理论及现实意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种新型高纯全多孔球形硅胶键合色谱固定相的制备方法及其作为反相高效液相色谱填料的应用。一种高纯全多孔球形硅胶键合色谱固定相的制备方法，它是以自制的高纯多孔球形硅胶为原料(其制备方法见CN201110194238.9高纯、单分散硅胶基质色谱填料的制备方法)，通过对硅胶进行表面活化等预处理，使得多孔硅胶微球的表面呈现出低活性、低酸性及良好的均匀性；在活化后的硅胶表面首先键合十八烷基二甲基甲氧基硅烷，然后再通过硅烷偶联剂Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的连接作用把碘甲烷键合到硅胶表面，最后使用三甲基氯硅烷进行封端处理即得全多孔球形硅胶键合色谱固定相。具体制备方法，包括以下步骤:A、取高纯多孔球形硅胶于锥形瓶中，按l(T30ml硝酸:lg硅胶的比例加入体积分数为10 30%硝酸，超声1-2个小时后进行抽滤，水洗至中性，8(Γ100 烘干备用；B、取一定量步骤A中酸化后的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，在不断搅拌下按2(T40ml甲苯:lg硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110°C下加热回流2_4个小时后，按0.2^1.0g对甲苯磺酸:lg娃胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，搅拌10-15分钟后，按0.Γ0.2g十八烷基二甲基甲氧基硅烷(C18):lg硅胶的比例加入硅烷化试剂，加热回流6-10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、甲醇进行洗涤，8(Tl2(TC真空干燥10-12小时备用；C、取一定量步骤B中的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，按2(T40ml甲苯:lg硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110°C下加热回流2-4个小时后，在不断搅拌下按0.2^0.5g对甲苯磺酸:Ig娃胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，按0.5 lmolKH550:1g娃胶的比例加入KH550，加热回流6-10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、丙酮、甲醇进行洗涤，8(Tl20°C真空干燥10-12小时备用；D、取一定量步骤C中的硅胶加入到反应容器中，按2(T50ml乙酸乙酯:Ig硅胶的比例加入乙酸乙酯溶剂，并在不断搅拌下按0.3^0.5mol碘甲烷:lg硅胶的比例加入碘甲烷，常温下反应2-4个小时，依次使用甲苯、丙酮进行洗涤，8(T12(TC真空干燥10-12小时备用；E、取一定量步骤D中的硅胶加入到反应容器中，按2(T40ml甲苯:lg硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110°C下加热回流2-4个小时后，在不断搅拌下按0.2^0.8ml三甲基氯硅烷:Ig硅胶的比例加入三甲基氯硅烷，加热回流反应4-6个小时，使用干燥二氯甲烷洗涤数次后，8(Tl20°C真空干燥10-12小时得最终产物。上述步骤A中的高纯多孔球形硅胶的制备方法见专利申请201110194238.9公开的内容。步骤B、C、D、E各步骤中所用的甲苯、甲醇、二氯甲烷的溶剂都是经过除水干燥的。步骤D中键合碘甲烷的反应为常温反应，加入的碘甲烷要过量，最后洗涤要多次大量洗涤。步骤B与C的键合步骤不能对调， 须在键合完C18后才能键合KH550并进一步的键合碘甲烷。对得到的全多孔型球形硅胶键合色谱固定相进行表征，结果如下(见实施例):1、表I为键合硅胶的元素分析测试，从C、N、H测试结果可知，步骤B中C18的键合及步骤C中KH550的键合均已成功；2、图1为未键合硅胶(a)及键合后硅胶(b)的红外测试谱图。从谱图(b)中可知，2925.43CHT1、2855.UcnT1 及 1466.82CHT1 处为甲基、亚甲基特征峰，图(a)中 3429.96CHT1 处的宽峰为二氧化硅中的硅羟基的特征峰，而在图(b)中此峰消失表明硅胶表面硅羟基已基本都参与了反应，可推断出反应依据设计步骤进行；3、图2为未键合硅胶(a)与键合硅胶(b)的固体29S1-MAS NMR谱图。其中，图(a)中的S为-100.8ppm及-109.8ppm处的峰分别归属于硅胶中的S 1- (OS i) 4代表的Q4及(HO )本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高纯全多孔硅胶键合色谱固定相的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、取高纯多孔球形硅胶于锥形瓶中，按10~30ml硝酸：1g硅胶的比例加入体积分数为10~30%硝酸，超声1?2个小时后进行抽滤，水洗至中性，80~100℃烘干备用；B、取一定量步骤A中酸化后的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，在不断搅拌下按20~40ml甲苯：1g硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110℃下加热回流2?4个小时后，按0.2~1.0g对甲苯磺酸：1g硅胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，搅拌10?15分钟后，按0.1~0.2g十八烷基二甲基甲氧基硅烷（C18）：1g硅胶的比例加入硅烷化试剂，加热回流6?10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、甲醇进行洗涤，80~120℃真空干燥10?12小时备用；C、取一定量步骤B中的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，按20~40ml甲苯：1g硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110℃下加热回流2?4个小时后，在不断搅拌下按0.2~0.5g对甲苯磺酸：1g硅胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，按0.5~1molKH550：1g硅胶的比例加入KH550，加热回流6?10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、丙酮、甲醇进行洗涤，80~120℃真空干燥10?12小时备用；D、取一定量步骤C中的硅胶加入到反应容器中，按20~50ml乙酸乙酯：1g硅胶的比例加入乙酸乙酯溶剂，并在不断搅拌下按0.3~0.5mol碘甲烷：1g硅胶的比例加入碘甲烷，常温下反应2?4个小时，依次使用甲苯、丙酮进行洗涤，80~120℃真空干燥10?12小时备用；E、取一定量步骤D中的硅胶加入到反应容器中，按20~40ml甲苯：1g硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110℃下加热回流2?4个小时后，在不断搅拌下按0.2~0.8ml三甲基氯硅烷：1g硅胶的比例加入三甲基氯硅烷，加热回流反应4?6个小时，使用干燥二氯甲烷洗涤数次后，80~120℃真空干燥10?12小时得最终产物。...
【技术特征摘要】
1.一种高纯全多孔硅胶键合色谱固定相的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: A、取高纯多孔球形硅胶于锥形瓶中，按l(T30ml硝酸:lg硅胶的比例加入体积分数为10 30%硝酸，超声1-2个小时后进行抽滤，水洗至中性，8(Γ100 烘干备用； B、取一定量步骤A中酸化后的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，在不断搅拌下按2(T40ml甲苯:lg硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110°C下加热回流2-4个小时后，按0.2^1.0g对甲苯磺酸:lg娃胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，搅拌10-15分钟后，按0.Γ0.2g十八烷基二甲基甲氧基硅烷(C18):1g硅胶的比例加入硅烷化试剂，加热回流6-10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、甲醇进行洗涤，8(Tl2(TC真空干燥10-12小时备用； C、取一定量步骤B中的硅胶加入带有冷凝装置的反应容器中，按2(T40ml甲苯:lg硅胶的比例加入干燥甲苯溶剂，110°C下加热回流2-4个小时后，在不断搅拌下按0.2^0.5g对甲苯磺酸:lg娃胶的比例加入对甲苯磺酸催化剂，按0.5 lmolKH550:lg娃胶的比例加入KH550，加热回流6-10个小时，停止加热，搅拌下冷却30分钟，依次使用甲苯、丙酮、甲醇进行洗涤，8(Tl20°C真空干燥10-12小时备用； D、取一定量步骤C中的硅胶加入到反应容器中，按2(T50ml乙酸乙酯:lg硅胶的比例...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊佼，刘丽娜，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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