一種分離堿性化合物用硅膠色譜填料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅膠基質(zhì)反相色譜填料及其制備方法，具體為一種分離堿性化合 物用硅膠色譜填料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高效液相色譜（HPLC)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項(xiàng)高效、新穎、快速的分 析分離技術(shù)。自從1971年Kirkland首次將制備的硅膠反相色譜填料用于高效液相色譜 (HPLC)分離以來，反相高效液相色譜（RP-HPLC)已成為化學(xué)化工、食品衛(wèi)生、藥物檢測、環(huán) 保監(jiān)測等諸多領(lǐng)域中最常用的分析分離手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有80%的分離是在反相模式下進(jìn) 行的。但是，在一般的分離模式下，由于采用傳統(tǒng)方法制備反相色譜填料的硅膠表面仍然 殘留相當(dāng)數(shù)量的硅羥基，它們往往容易與堿性化合物形成不利的電荷作用而造成色譜峰拖 尾，因而使得某些極性化合物特別是堿性化合物的分離受到了很大的影響。尤其是在進(jìn)樣 量較大的情況下，常常導(dǎo)致峰型拖尾、峰變寬、保留時間漂移甚至產(chǎn)生不可逆吸附等問題。 一直以來，堿性化合物的分離都是色譜界的難題，盡管隨著超高純度球形硅膠的應(yīng)用，高碳 載量鍵合、高PH耐受及其各種端基封尾技術(shù)的發(fā)展，堿性化合物的色譜峰型已經(jīng)得到了較 大的改善，但是并未能在本質(zhì)上克服其拖尾等問題，特別是在純化制備和微量雜質(zhì)檢測所 需高進(jìn)樣量情況下，由于過載導(dǎo)致的峰型拖尾問題尤其突出。
[0003] 為了解決該問題，近年來研制出了靜電屏蔽作用的新型填料。這種填料的主要制 備方法是在硅膠反相填料的中下部嵌入一些極性基團(tuán)，如烷基胺、酰胺、季銨或氨基甲酸酯 等極性基團(tuán)[O'Gara. J. E. et al. Anal. Chem. 1995, 67 (20) : 3908-3913]，它可屏蔽娃羥基與 目標(biāo)物的相互作用，增強(qiáng)填料在高PH值流動相中的穩(wěn)定性，并且在分離堿性化合物時取得 了較好的分離效果。但是，這種"靜電屏蔽"作用的新型反相色譜填料也存在一定的缺點(diǎn)， 即由于該填料的制備方式是在每一個非極性基團(tuán)和硅膠之間插入一個極性基團(tuán)，因而非極 性基團(tuán)與極性基團(tuán)之間的比例為基本上是1:1，導(dǎo)致很難調(diào)控非極性基團(tuán)與極性基團(tuán)之間 的比例，并且非極性基團(tuán)與極性基團(tuán)的空間位置也相對固定，難于進(jìn)行調(diào)控。另外，這種制 備方法的缺點(diǎn)是需要通過兩步反應(yīng)制備極性基團(tuán)嵌入反相色譜填料，即首先將氨基硅烷化 試劑和高反應(yīng)活性的烷基酰氯、烷基胺等試劑進(jìn)行反應(yīng)，生成極性基團(tuán)改性的硅烷化試劑， 然后將極性基團(tuán)改進(jìn)硅烷化試劑和硅膠進(jìn)行反應(yīng)。而眾所周知：這種制備方法存在的最大 問題是填料的過程復(fù)雜，并且填料的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性也難于控制。
[0004] Guo等發(fā)展了一種基于硅膠表面共聚反應(yīng)的色譜分離材料及其制備的方法[Guo. Ζ· E et al. J. Chromatogr. A, 2010, 1217(27) :4555-4560]。該制備方法是通過兩種或者兩 種以上的硅烷試劑在硅膠表面經(jīng)過共聚反應(yīng)，形成"非極性/極性共聚固定相"。該方法 所制備的填料對堿性化合物具有較好的峰型，填料同時具有非極性基團(tuán)和極性基團(tuán)，能同 時提供疏水作用力和多種形式的極性作用力，可極大程度地提高反相高效液相色譜的選擇 性。但是由于該方法是采用共聚反應(yīng)的方法，因而導(dǎo)致所制備的色譜填料存在重現(xiàn)性和穩(wěn) 定性不夠理想等問題。
[0005] 綜上所述，研制一種既能夠保證堿性化合物具有理想的峰型，且制備過程簡單易 行、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性均較好的硅膠反相色譜填料，非常有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種分離堿性化合物用硅膠色譜填料的制備 方法，包括，將硅膠與非極性硅烷偶聯(lián)劑和極性硅烷偶聯(lián)劑的混合物反應(yīng)，制得所述硅膠色 譜填料；
[0007] 所述非極性硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)式為：X (Si) (CH3)2R1, X為可水解基團(tuán)，R1選自包含 1~20個碳原子的烷基、1~20個碳原子的含苯基的取代烷基、1~20個碳原子的含五氟 苯基的取代烷基、或全氟辛基；所述極性硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)式為：X 3(Si)R2, X為所述可水解 基團(tuán)，R2選自包含2~4個碳原子的一鹵代烷基；或者
[0008] 所述非極性硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)式為=X3(Si)R1, X為所述可水解基團(tuán)，R1選自包含 1~20個碳原子的烷基、1~20個碳原子的含苯基的取代烷基、1~20個碳原子的含五氟 苯基的取代烷基、或全氟辛基；所述極性硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)式為：X(Si) (CH3)2R2, X為所述 可水解基團(tuán)，R2選自包含2~4個碳原子的一鹵代烷基。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述硅膠色譜填料的制備方法包括如下步驟，
[0010] (1)將所述硅膠通過活化預(yù)處理，制得活化硅膠；
[0011] (2)將所述活化硅膠進(jìn)行水合處理，制得水合硅膠；
[0012] (3)將所述水合硅膠、所述非極性硅烷偶聯(lián)劑及所述極性硅烷偶聯(lián)劑在有機(jī)溶劑 中回流反應(yīng)；
[0013] (4)將所述步驟⑶中回流反應(yīng)后的產(chǎn)物過濾，并依次用甲苯、四氫呋喃/水、甲醇 以及乙腈洗滌，制得所述硅膠色譜填料。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述步驟（1)包括：向所述硅膠中加入質(zhì)量濃度為 0. 04~0. 08%的氫氟酸水溶液，回流反應(yīng)制得所述活化硅膠；其中，所述硅膠的質(zhì)量與所 述氫氟酸水溶液的體積之比為1: (8~10)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述步驟（2)包括：向所述活化硅膠中加入水?dāng)嚢瑁?制得所述水合硅膠；所述硅膠與所述水的質(zhì)量比為1: (〇. 005~0. 1)，攪拌的速率為150~ 300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述有機(jī)溶劑選自甲苯、二甲苯、正己烷或正庚烷。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述硅膠的質(zhì)量與所述有機(jī)溶劑的體積之比為 1: (4 ~10) 〇
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述步驟（3)的回流反應(yīng)是在80~150°C下攪拌回 流反應(yīng)24~48小時。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述可水解基團(tuán)X選自氯、甲氧基或乙氧基。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述非極性硅烷偶聯(lián)劑選自氯二甲基-η-十八烷基 硅烷、十八烷基三氯硅烷、辛基二甲基氯硅烷、辛基三氯硅烷、氯化二甲基-(1Η，1Η，2Η，2Η) 全氟辛基硅烷、全氟辛基三氯硅烷、3-苯丙基二甲基氯硅烷、3-苯基丙基三氯硅烷、6-苯基 己基二甲基氯硅烷、6-苯基己基三氯硅烷、五氟苯基丙基二甲基氯硅烷、或五氟苯基丙基三 氯硅烷；
[0021] 所述極性硅烷偶聯(lián)劑選自3-氯丙基二甲基氯硅烷、3-氯丙基三氯硅烷、4-氯丁基 二甲基氯硅烷、2-溴代乙基三氯硅烷、3-溴丙基三氯硅烷、溴丁基二甲基氯硅烷、或溴丁基 二氣硅烷。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述硅膠表面的硅羥基與硅烷偶聯(lián)劑的摩爾比為 1: (0. 3~1. 2)，所述硅烷偶聯(lián)劑包括所述非極性硅烷偶聯(lián)劑和所述極性硅烷偶聯(lián)劑。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述極性硅烷偶聯(lián)劑與所述非極性硅烷偶聯(lián)劑的摩 爾比為1: (2~8)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述硅膠的粒徑為3~10 μπι，孔徑為100~ 300 Α，比表面積為180~400m2/g。
[0025] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種分離堿性化合物用硅膠色譜填料，由上述任一項(xiàng)的方法 制得。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述填料包括硅膠以及通過硅氧鍵鍵合于所述硅膠表 面的非極性基團(tuán)R 1、極性基團(tuán)R2,所述硅膠色譜填料的結(jié)構(gòu)為：
[0027]
[0028] 其中，黑色球代表硅膠基質(zhì)微球；所述非極性基團(tuán)R1選自包含1~20個碳原子的 烷基、1~20個碳原子的含苯基的取代烷基、1~20個碳原子的含五氟苯基的取代烷基、或 全氟辛基；所述極性基團(tuán)R 2選自包含2~4個碳原子的鹵代烷基。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述非極性基團(tuán)R1選自η-十八烷基、辛基、全氟辛 基、3-苯丙基、6-苯基己基或五氟苯基丙基；所述極性基團(tuán)