[发明专利]可控杂化涂覆硅胶键合固定相的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐酸碱杂化涂覆硅胶键合固定相的制备方法，以及这些固定相的色谱分析应用。

背景技术

在高效液相色谱(HPLC)应用中，硅胶固定相具有刚性好和柱效高等优点，在色谱分离分析中得到了广泛的应用，其中C18硅胶键合固定相占色谱分析使用的80%。但是传统的硅胶键合固定相是利用有机氯硅烷直接与硅胶表面的硅羟基反应，这种方法得到的硅胶键合固定相在硅胶表面暴露一些未反应的残余硅羟基，产生一些不利的吸附效应；并且固定相的键合部位缺乏疏水性保护而容易被水解，所以它们在酸或碱性条件下不稳定，限制了其应用范围。

近几十年来，人们一直在探讨改善硅胶键合固定相的制备的方法，以解决上述问题，其中对硅胶表面进行杂化改性，增加其疏水性，然后再键合有机氯硅烷可以扩大得到的硅胶键合固定相的pH使用范围 (申请号为201110377126.7的中国专利；申请号为201210556760.1的中国专利) ，但所报道的方法都是步骤很繁琐，使用的硅烷偶联剂非常有限，不同的硅烷偶联剂的比例可控性差。

发明内容

本发明的目的在于提供耐酸碱的杂化涂覆硅胶键合固定相用于高效液相色谱分析，通过在硅胶表面一锅法(one-pot)键合涂覆可控的有机硅烷偶联剂杂化层，再键合有机硅烷，从而制备出具有疏水性保护层和残余硅羟基少，耐酸碱性好的高效液相色谱柱填料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可控杂化涂覆硅胶键合固定相的制备方法，步骤如下：

（1）在三口烧瓶中加入乙醇、HCl以及硅烷偶联剂，40℃搅拌反应1.5h，然后再加入真空干燥过的硅胶微粒，80℃回流1.5h，再加入DMSO以及乙二胺，N₂保护，120℃反应3h，反应结束后，将产物用DMSO、乙醇洗涤，除去反应中未反应的硅烷偶联剂，所获得的硅胶与硅烷偶联剂水解缩聚之后可以涂覆上一层聚硅氧烷层。最后在真空干燥箱60℃中干燥过夜，得到表面键合涂覆的硅胶颗粒；

（2）将步骤（1）得到的硅胶颗粒溶于甲苯中，加热到100℃，N₂保护，然后再加入咪唑搅拌10min，将硅烷溶于甲苯中，然后置于滴液漏斗中缓慢滴加，105℃反应8h，所得产物用甲苯、乙醇洗涤，除去物理吸附在微球表面的物质，然后进行真空干燥。

所述步骤（1）中硅胶微粒的粒径为5~10μm。

所述步骤（1）中的硅烷偶联剂包括正硅酸乙酯和其它硅烷偶联剂，其中正硅酸乙酯和其它硅烷偶联剂的质量比为1:3至3:1，所述其它硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。

所述步骤（1）中硅烷偶联剂的质量与硅胶微粒的质量比10%-15%。

所述步骤（1）中的乙二胺的质量是硅胶微粒质量的3~6%。

所述步骤（1）中盐酸与硅烷偶联剂的物质的量之比为1。

所述步骤（2）中的硅烷与硅胶颗粒的质量比为5~20%。

所述步骤（2）中的咪唑的用量为硅胶颗粒质量的10~15%。

所述步骤（2）中的硅烷为十八烷基二甲基氯硅烷、十八烷基二乙基氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、辛烷基甲（异丙）基二氯硅烷、辛烷基三氯硅烷或3-氰丙基-二甲基氯硅烷。

所述的可控杂化涂覆硅胶键合固定相的制备方法制备得到的硅胶键合固定相在pH 2-11范围内用来色谱分离分析医药、环境、食品。

本发明的有益效果：（1）硅胶表面修饰层厚度和组成可控，表面基团多样化；（2）有机层覆盖率大，具有一定的疏水性保护层，残余硅羟基效应少，耐酸碱性好；（3）制备的方法简单易控，一锅法(one-pot)键合涂覆可以大大提高色谱固定相制备的可控性和重复性；（4）本发明所得填料，成本低廉，分离效果好；（5）本发明所得填料，制备的方法简单易控，无需专门封尾处理，而且制备重复性好。

附图说明

图1直接键合所得的C18碱浸泡对比色谱图。

图2硅氧烷涂覆的C18碱浸泡对比色谱图。

图3芴理论塔板数测定结果。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，通过实例来进行进一步说明，在本发明的框架下，具体操作过程可以有很多变化。

实施例1

本实施例的可控杂化涂覆硅胶键合固定相的制备方法，步骤如下：