[发明专利]二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料合成技术领域，尤其是涉及一种适用于高效液相色谱分离用的二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相，本发明还涉及该固定相的制备方法和用途。

背景技术

色谱是当今应用最为广泛的一种分离技术，其原理是不同组分与固定相或流动相之间作用力的差异所引起的组分差速移动。色谱固定相是色谱分离的“心脏”，类型多样，而传统的色谱分离柱（如C18柱、离子交换柱）等，功能基团和作用力单一，对溶质的保留选择性较差，使得目标物质与干扰物不能实现基线分离，干扰后续的测定。新型分子结构键合固定相的设计、制备、性能和机理研究是当今高效液相色谱领域的核心内容之一，杯杂芳烃有潜在的色谱分离介质的作用位点，如芳环（疏水作用和π-π 作用）、杂原子（氢键作用、配位作用）、大环空腔（包结作用），可质子化氮原子（阴离子交换作用）。而将杯三嗪用于液相色谱固定相，则有望得到一种新型的分离材料。

杯芳烃被誉为冠醚和环糊精之后的第三代大环主体分子的杰出代表，以杂原子氮、氧、硫为桥取代传统杯芳烃中桥连亚甲基，苯酚基团被吡啶、三嗪芳杂环取代后，桥氮原子以sp2、sp3或杂化状态与相邻的芳杂环形成不同程度的共轭作用，使杯杂芳烃在构象、分子识别性能方面具丰富的多样性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能基团丰富的二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相，同时本发明还提供该固定性的制备方法以及用途。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相，其结构式为：

。

本发明二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相的制备方法包括下述步骤：

第一步，硅胶的活化

称取粒径5 μm，孔径100 Å，比表面积300 m²/g的多孔硅胶浸入HCl/H₂O（1:3,v/v）溶液中，浸泡12 h后，机械搅拌，在N₂保护下回流24 h除去金属离子，经过滤并用高纯水洗至中性，70℃下真空干燥12 h脱去表面水，得到表面均匀分布羟基的活化硅胶（A），储于干燥器中备用；

第二步，氨丙基三乙氧基硅胶的制备

按1:9之体积比将3-氨丙基三乙氧基硅烷和无水甲苯置于容器中，机械搅拌下加入第一步制备的活化硅胶，在N₂保护下回流，反应24 h后停止，过滤后依次用甲苯、甲醇、丙酮、超纯水、丙酮分别洗涤，然后70℃下真空干燥12h，得到3-氨丙基三乙氧基硅烷键合硅胶（APS），储于干燥器中备用；.

第三步，二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相的制备

按3:1:1之质量比将第二步制备的3-氨丙基三乙氧基硅烷键合硅胶、二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪和无水K₂CO₃一起放入容器中，再加入无水四氢呋喃，85 ℃下N₂保护回流24 h，停止反应后经过滤，依次用无水四氢呋喃，丙酮，甲醇，水，丙酮进行洗涤，在70 ℃下真空干燥12 h，得到二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相（NOCS）成品。

本发明二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相作为高效液相色谱分离材料的用途。

本发明制备的二氮二氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固定相功能基团丰富，并可与多类溶质探针（多环芳烃类，胺类，酚类，单取代苯类，磺胺类，核苷类等）之间发生包结、π-π、氢键、荷电转移、配位、离子交换等作用，对溶质探针的分离选择性具有很好的调控作用，实现了复杂基体中痕量靶标物质的分析测定。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明制备的固定相可与溶质发生包结、π-π、氢键作用，阴离子交换作用等，作用位点丰富，为难分离的物质提供了分离的可能性。

2）本发明固定相制备方法简单，反应条件温和，产量较高，重现性好，柱压低且稳定，柱效较高，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明固定相的结构式。

图2是本发明固定相的反应式。

图3是本发明固定相的红外光谱图。

图4是本发明固定相对七种多环芳烃的液相分离色谱图。

图5是本发明固定相对八种胺类的液相分离色谱图。

图6是本发明固定相对六种核苷的液相分离色谱图。

图7是本发明固定相对五种单取代苯的液相分离色谱图。