[发明专利]聚合物整体柱及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于液相色谱技术领域，更具体涉及一种聚合物整体柱及其制备方法与应用。

背景技术

聚合物整体柱是一类出现于二十世纪九十年代的具有原位制备、良好渗透性、对流传质优点的整体材料，广泛地应用于物质分离、酶反应器以及催化介质。作为高效液相色谱分离介质的聚合物整体柱，它的性能主要受骨架结构和表面化学性质两方面因素制约。其骨架结构可以通过改变聚合方法、调节聚合温度、改变致孔剂组成以及交联剂含量从而获得优良的柱体形貌；而它的表面化学性质通常可以通过共聚功能性单体、后接枝聚合物链以及后修饰官能团三种途径来调节。由于共聚功能性单体改变了聚合液的组成，其组成的优化往往耗时费力，更重要的是作用位点隐藏在骨架里面难以与分析物作用导致分离结果不佳。然而，后接枝聚合物链和后修饰官能团是独立于骨架调控的化学修饰的理想方法，但是同样因为作用位点少，后修饰官能团应用受到了制约。后接枝聚合物链是一种提高官能团密度、增加作用位点并且适用于乙烯基单体的理想的修饰方法。目前，很多课题组已经成功将具有某种性质的聚合物链接枝到整体柱上，应用其在特定单一模式下进行色谱分离。例如聚甲基丙烯酸修饰的整体柱体积排阻模式分离纳米颗粒（Arita,T.;Yoshimura,T.;Adschiri,T.Nanoscale2010,2,1467-1473），聚甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝并与二乙胺反应的整体柱用作离子交换色谱（Dinh,N.P.;Cam,Q.M.;Nguyen,A.;Shchukarev，A.;Irgum,K.J.Sep.Sci.2009,32,2556-2564），聚异丙基丙烯酰胺修饰的温敏型整体柱用于反相色谱分离模式（Roohi,F.;Antonietti,M.;Titirici,M.M.J.Chromatogr.A2008,1203,160-167）。此外，本实验室也将聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸分别引入整体柱中用作反相和离子交换色谱（Zhang,R.Y.;Qi,L.;Xin,P.Y.;Yang,G.L.;Chen,Y.Polymer2010,51,1703-01708，Wei,X.Y.;Qi,L.;Yang,G.L.;Wang,F.Y.Talanta2009,79,739-745）。尽管用于单一模式分离的聚合物修饰的整体柱已广泛被研究，但是由于混合模式色谱分离的整体介质具有更强大的分离能力，它的发展仍然是十分迫切。

离子液体由于其特殊的性质（热稳定性、低蒸汽压、结构可调等）而广泛的应用于有机合成、电化学、萃取，它独特的性质取决于它特殊的化学结构，它通常由大的不对称的有机阳离子（带有烷基集团的咪唑或吡啶）和卤素阴离子组成的具有一定疏水性质的离子型化合物，基于此，离子液体得到了分离科学的重视而逐渐用于高效液相色谱（HPLC）、电泳、气相色谱。在HPLC中，它被用作流动相添加剂和固定相。作为硅胶填充柱的固定相，它起到了离子交换和反相多模式的作用，因此，它是修饰整体柱具有多模式的理想材料，并且至今未有关于离子液体修饰整体柱用于HPLC分离的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物整体柱及其制备方法与应用。

本发明提供的制备聚合物整体柱的方法，包括如下步骤：在惰性气氛中，将单体、交联剂、致孔剂和引发剂混匀灌入管中进行聚合反应，反应完毕后将所得柱体冲致孔剂，水解，再洗涤至柱体呈中性后，再通入接枝引发剂和功能单体进行接枝反应，反应完毕得到所述聚合物整体柱。

上述方法中，所述单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯；

所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；

所述致孔剂由环己醇和十二醇组成；所述环己醇和十二醇的重量比为89.1：10.9；

所述引发剂为偶氮二异丁腈；

所述接枝引发剂为过硫酸钾；

所述功能单体为1-丁基-3-乙烯基咪唑氯盐；

所述水解步骤中，所用水解剂为酸。

所述单体、交联剂、致孔剂和引发剂的质量比为18.0：17.6：63.4：1.0。

所述酸为硫酸；所述酸的浓度为0.25M。

所述接枝引发剂和功能单体的质量比为22mg：7g。

所述聚合反应步骤中，温度为60℃；时间为24小时；

所述水解反应步骤中，温度为60℃；时间为4小时；

所述接枝反应步骤中，温度为80℃；时间为8-20小时，优选13小时。

所述将所得柱体冲致孔剂步骤中，洗涤所用溶剂为甲醇；

所述惰性气氛为氮气气氛。