專利名稱：與底物結(jié)合的極性硅烷和結(jié)合底物在色譜中的用途的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及多官能硅化合物以及將這類化合物與底物(substrate)結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用，如作為分離介質(zhì)使用。常規(guī)的C18(ODS)硅石柱(silica column)被廣泛用作通用的固定相。然而，一些缺陷使這類硅石柱無法用于特定用途，其中包括在高度含水的環(huán)境下出現(xiàn)的堿性分析物(basic analytes)的峰拖尾以及“相塌陷(phase collapse)”(或者“去濕”)。最近在硅合成和結(jié)合技術(shù)的研究進(jìn)展提供了解決方案，使用高強(qiáng)度的結(jié)合并繼之以過量的高純度硅石封端，能最小化堿性拖尾現(xiàn)象。緊密結(jié)合的和高度疏水的ODS柱不能在100％的水中的使用，因?yàn)椤跋嗨荨苯?jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致保留值大大減少或保留值(retention)不可再現(xiàn)。
引入極性引入相改善堿性分析物的峰形，并使RP柱在含水量較高的環(huán)境下完全可用。雖然硅石表面附近引入了親水基團(tuán)，但這些相基本上仍是疏水的。常用的極性基團(tuán)是酰胺、脲、醚和氨基甲酸酯官能團(tuán)?？傮w上，極性引入相相對于常規(guī)的C18裝填物(packing)有如下優(yōu)點(diǎn)它們提供了優(yōu)良的堿性分析物峰形，與高度含水的流動相具有良好的相容性，具有不同于常用C18柱所表現(xiàn)出的選擇性。另一方面，極性引入相有自己的缺點(diǎn)，比如，相對于常規(guī)的C18柱而言，其顯著地降低堿性和非極性化合物的保留值，降低水解穩(wěn)定性。因此，它們常作為C18的補(bǔ)充，在較窄的PH值范圍內(nèi)使用。
現(xiàn)已開發(fā)多種方法用于生產(chǎn)水解穩(wěn)定的硅石基固定相。R.P.Fisk等人(WO 00/45951)發(fā)現(xiàn)了一種方法，來制備多孔的無機(jī)/有機(jī)混合硅石顆粒作為堿性固體支持物(solid support)用于進(jìn)一步的改性。在與硅烷化劑，如二甲基十八烷基氯硅烷反應(yīng)后，裝填材料在PH值1-12的范圍內(nèi)已證明有增強(qiáng)的水解穩(wěn)定性。另一制作HPLC用穩(wěn)定硅石裝填物的方法是由J.L.Glajch等人(美國專利4705725)開發(fā)的。該方法介紹了將含有兩種連接到硅原子的位阻基團(tuán)的單功能硅烷進(jìn)行共價改性以獲得的穩(wěn)定支持結(jié)構(gòu)。裝填有這些材料的柱在較低的PH值時顯示出增強(qiáng)的水解穩(wěn)定性。然而，因?yàn)殒I和的相常常具有較低的表面覆蓋率，可能在上升的PH值中導(dǎo)致相穩(wěn)定性降低，所以使用體積較大的硅烷化試劑可能存在著缺點(diǎn)。J.J.Kirkland等人報道了為反相HPLC制備二齒硅烷固定相的方法(J.J.Kirkand；J.B.Adams，Jr.；M.A.van Straten；H.A.Claessens，Analatic Chemistry，704344-4352(1998))。這種裝填材料據(jù)描述可以在很寬的PH值范圍內(nèi)(1.5-11.5)提供很好的水解穩(wěn)定性，并可得到令人滿意的柱效率。G.MaGall(美國專利6262216B1)記載了多官能硅烷的合成和使用方法，該硅烷具有叔胺基團(tuán)，所述基團(tuán)含有一個可衍生功能團(tuán)如羥基、氨基、羧基、硫(thio)、鹵素(halo)和磺酸鹽(sulfonate)以及兩個反應(yīng)甲硅烷基部分。
本發(fā)明目的之一是提供具有嵌入極性片段的(built-in polar fragment)多官能硅烷化試劑，其提供了具有引入極性裝填物(polar-embeded packings)的優(yōu)點(diǎn)的結(jié)合硅石相(bonded silica phase)，并提高了其壽命。這是提供用于開發(fā)HPLC固定相的改良多官能硅石化合物的需要。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個實(shí)施方案是具有以下結(jié)構(gòu)之一的多官能硅化合物 式I 式II其中R1、R2和R3中的至少一種為離去基團(tuán)，其離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中L1、L2和L3包括長度從1到100個碳的烷基或取代烷基鏈，其中m＝1-100；其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)；以及其中E、E1和E2各自均包括含有1-50個碳原子的烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是一種組合物，其包括與底物共價結(jié)合的硅化合物，具有以下結(jié)構(gòu)之一 式III 式IV其中R1和R2中至少一種獨(dú)立是烷基、取代的烷基基團(tuán)或離去基團(tuán)，離去基團(tuán)離去后允許所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中L1、L2和L3包括長度從1到100個碳的烷基或取代烷基鏈，其中m＝1-100，其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)，其中E、E1和E2各自均包括含有1-50個碳原子的烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。
在另一個實(shí)施方案中，液體樣品中的分析物通過流經(jīng)含有上段所述組合物的介質(zhì)來分離。


圖1描述了使用常規(guī)C18相和新開發(fā)的引入酰胺的C18相(amide-embeded C18 phase)進(jìn)行的極性選擇性測試比較。
圖2描述了使用新開發(fā)的引入酰胺的C18相進(jìn)行阿米替林測試。
圖3描述了使用新開發(fā)的引入酰胺的C18相進(jìn)行極性測試。
圖4描述了使用新開發(fā)的引入酰胺的C18相與常規(guī)C18柱進(jìn)行的相塌陷測試的比較。
圖5描述了在PH1和50℃條件下使用新開發(fā)的引入酰胺的C18柱和公知的市售引入極性的相(商標(biāo)B)進(jìn)行的水解穩(wěn)定性測試。
圖6描述了在PH11.5和30℃條件下使用新開發(fā)的引入酰胺的C18相和常規(guī)的高密度C18相(商標(biāo)C)進(jìn)行的水解穩(wěn)定性測試。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明各種硅化合物，無論市售的或按此處所公開的方法合成的，均能在此處公開的方法中使用，以和底物表面發(fā)生反應(yīng)，形成官能化底物，從而可以在更廣的范圍內(nèi)應(yīng)用。在一個實(shí)施方案中，硅化合物與底物表面共價結(jié)合，以便用各種官能團(tuán)改性這些底物。例如，硅化合物可以與硅膠表面結(jié)合，形成官能化硅石顆粒，用于色譜裝填物。
此處所用的術(shù)語“硅化合物”指的是一種化合物，其至少包括兩個硅原子和引入極性的官能團(tuán)，例如，酰胺、氨基甲酸酯、磺酰胺或脲。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，硅化合物是一種硅烷化試劑，其包括至少兩個活化的硅基團(tuán)，如羥基硅烷、烷氧基硅烷、鹵代硅烷或氨基硅烷。這些基團(tuán)能夠與官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，例如在底物表面反應(yīng)生成與表面之間的共價鍵。硅化合物中活化的硅基團(tuán)與底物表面，如分別含有Si-OH或Zr-OH基團(tuán)的硅石或氧化鋯，進(jìn)行反應(yīng)，在硅化合物和底物之間生成Si-O-Si或Si-O-Zr鍵。用作實(shí)例的活化硅基團(tuán)包括但不限于Si(OMe)3；-SiMe(OMe)2；-SiMe2(OMe)；-Si(OEt)3；-SiMe(OEt)2；-SiMe2(OEt)和-SiCl3，-SiMe2N(Me)2。
此處所用的術(shù)語“多官能硅化合物”指的是一種化合物，其中包括至少兩個活化的甲硅烷基和引入極性的官能團(tuán)，如酰胺、氨基甲酸酯(鹽)、磺酰胺、或脲。這些硅化合物的一般結(jié)構(gòu)如下 式I 式II其中R1、R2和R3中的至少一種為離去基團(tuán)，其離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中L1、L2和L3包括長度從1到100個碳的烷基或取代烷基鏈，其中m＝1-100；其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)；和其中E、E1和E2各自均包括烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽(酯)部分的官能團(tuán)。E，E1和E2包括1到50個碳原子，優(yōu)選1到30個碳原子，更優(yōu)選1到20個碳原子。
在結(jié)構(gòu)式I和II中，R1、R2和R3中的至少一種為離去基團(tuán)，其離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵。適用離去基團(tuán)包括羥基、烷氧基、鹵素或氨基基團(tuán)，如-OMe或OEt。在一個實(shí)施方案中，R1、R2和R3均為-OMe。在另一個實(shí)施方案中，R1、R2各自獨(dú)立為反應(yīng)基團(tuán)，如羥基、烷氧基、鹵素或氨基基團(tuán)。如-OMe或OEt，并且R3可是烷基基團(tuán)，如Me，或取代烷基基團(tuán)。在另一個實(shí)施方案中，R1可以是反應(yīng)基團(tuán)，如羥基、烷氧基、鹵素或氨基基團(tuán)。如-OMe，并且R2和R3可以各自獨(dú)立地是烷基基團(tuán)，如Me或取代烷基基團(tuán)。
在結(jié)構(gòu)式I和II中，L1、L2和L3獨(dú)立地為烷基或取代烷基鏈，優(yōu)選-(CH2)n-，碳鏈長度在1到100之間，優(yōu)選1到50。L1、L2和L3可以含有雜原子，如氮、氧、硅和硫。L3可以含有芳族和芳芳族片斷，分別如苯基和吡啶基。
在結(jié)構(gòu)式I和II中，在一個實(shí)施方案中，＝N-PG為含氮的引入極性官能團(tuán)，也稱為極性基團(tuán)。適用的極性基團(tuán)包括酰胺、氨基甲酸酯、磺酰胺或脲。
在式I和II中，E、E1和E2包括不可衍生的官能團(tuán)，特別是烷基、取代的烷基、芳基、取代芳基基團(tuán)，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。
在一個實(shí)施方案中，E、E1和E2包括氰基末端部分。E、E1和E2可包括足夠長的烷基鏈，使得當(dāng)所述硅化合物與底物結(jié)合時，能用作反向色譜介質(zhì)(reverse phase chromatography medium)。E、E1和E2是由1到50個碳原子組成的分子片斷，優(yōu)選1到30個碳原子，更優(yōu)選1到20個碳原子。
在結(jié)構(gòu)式II中，m＝1到100，優(yōu)選1到10。例如，當(dāng)m＝1，L1＝L2＝L3＝-(CH2)2，結(jié)構(gòu)式II則為含特定取代基的化合物10或11。
結(jié)構(gòu)式I的化合物實(shí)例如下
結(jié)構(gòu)式II的化合物實(shí)例如下 一種合成結(jié)構(gòu)式I多官能硅化合物的方法如下先將二烯丙基胺與試劑反應(yīng)，如酰氯、氨基甲酰氯、磺酰氯、或異氰酸酯，含有適當(dāng)?shù)墓倌軋F(tuán)。將所得引入極性的二烯丙基化合物在結(jié)構(gòu)式SiHR1R2R3的硅化合物和Pt催化劑存在下經(jīng)氫化硅烷化反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)式I多官能硅化合物。
下述方案1提供了合成結(jié)構(gòu)式I多官能硅化合物的方法。方案1表示硅化合物1的合成。
方案1
一種制備多官能硅化合物的可選擇的方法基于市售氨基硅烷，如二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺(方案2)。方案2表示硅化合物3的合成。
方案2 可根據(jù)方案1和2的方法類似地合成結(jié)構(gòu)式II的硅化合物。
在一個實(shí)施方案中，結(jié)構(gòu)式I或II的硅化合物與底物結(jié)合，優(yōu)選以填充床形式用作色譜分離介質(zhì)。
在一個特定的實(shí)施方案中，底物包括硅石表面。與硅石表面結(jié)合的官能層的水解穩(wěn)定性通過提高硅石表面和沉淀的官能層之間的共價鍵數(shù)目，可以得到增強(qiáng)。與硅石底物超過一個連接點(diǎn)的新官能層的一般結(jié)構(gòu)，由下述結(jié)構(gòu)式III和IV說明。
式III式IV 其中R1和R2各自獨(dú)立地為烷基或取代烷基基團(tuán)或離去基團(tuán)，離去基團(tuán)在離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中L1、L2和L3包括長度從1到100的烷基或取代烷基鏈，其中m＝1-100；
其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)；其中E、E1和E2各自均包括烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。E，E1和E2為包括1到50個碳原子的分子片斷。
適當(dāng)?shù)?，硅化合物與底物之間共價結(jié)合，其中通過所述L1-Si或L2-Si鍵Si上的R1、R2或R3與所述底物上的反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)，反應(yīng)基團(tuán)選自硅烷醇、烷氧基硅烷、鹵代硅烷和氨基硅烷部分，連接在L1和L2上的Si基團(tuán)與底物共價結(jié)合。
多官能硅化合物可以與各種底物共價結(jié)合。底物的實(shí)例包括含有官能團(tuán)的材料，該官能團(tuán)能與帶活化甲硅烷基的多官能硅化合物反應(yīng)。因而，多官能硅化合物可以與基于硅石的物質(zhì)結(jié)合，例如玻璃表面，或其它基于硅氧化物、鈦氧化物、鍺氧化物、鋯氧化物和鋁氧化物物質(zhì)的表面；以及結(jié)合到各種含有能與發(fā)明的硅化合物反應(yīng)的合適官能團(tuán)的碳化物質(zhì)、金屬、交聯(lián)和非交聯(lián)聚合物的表面。上述合適的功能團(tuán)的實(shí)例是硅烷醇、烷氧基硅烷、氫氧化鈦、氫氧化鋯等。已開發(fā)的硅化合物可利用反應(yīng)硅官能團(tuán)導(dǎo)入聚合或溶膠-凝膠網(wǎng)絡(luò)。結(jié)構(gòu)式I和II的化合物，含有可聚合基團(tuán)或能轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫?radical)和/或離子-自由基，和/或離子的基團(tuán)，可利用那些基團(tuán)和/或反應(yīng)硅官能團(tuán)，制備聚合材料和表面接枝。反應(yīng)所得材料可用于開發(fā)吸收劑、膜、過濾器、微流設(shè)備、微芯片和用于各種分離、檢測和分析的官能化表面。本發(fā)明特別用于開發(fā)各種色譜分離，尤其是反向分離所用的新的固定相。
在一個實(shí)施方案中，將硅石底物用結(jié)構(gòu)式I和II的多官能硅化合物處理制得單層或多層表面。這類硅化合物可以與各種底物共價結(jié)合，如硅膠、氧化鋯、混合溶膠-凝膠/聚合物(hybrid sol-gel/polymer)或玻璃板。適用的硅膠包括非孔性(non-porous)，或多孔硅石顆粒，有不同的孔徑，優(yōu)選20埃到3000埃，更優(yōu)選60埃到2000埃；有不同的粒度，優(yōu)選0.2um到1000um，更優(yōu)選2um到50um。處理反應(yīng)可于高溫下在惰性溶劑的硅膠漿中進(jìn)行，如甲苯的硅膠漿。根據(jù)分離介質(zhì)所要求的性質(zhì)的類型，施用水、酸或堿性催化劑以增加表面覆蓋率。
可選擇地，通過在表面導(dǎo)入反應(yīng)性氨基基團(tuán)，氨基硅烷化合物，如二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺可用于改性未衍生的新硅膠。然后，用含有適當(dāng)?shù)墓倌軋F(tuán)的試劑，如酰氯、氨基甲酰氯、磺酰氯或異氰酸酯，與氨化硅膠反應(yīng)生成相應(yīng)的結(jié)合相。該轉(zhuǎn)化合成路線的說明見方案3。方案3說明的是用新的引入極性配體改性硅石支持物的可替換方法(兩步合成法)。
方案3 本發(fā)明提供了一種簡單通用的方式用于制備各種新的具有良好水解穩(wěn)定性的固體支持物。該合成方法能在各種底物，特別是硅石底物表面有效導(dǎo)入不同的官能團(tuán)。生成的材料可用于開發(fā)吸收劑、膜、過濾器、微流設(shè)備、微芯片和用于各種分離、檢測和分析的官能化表面。本發(fā)明可以用于開發(fā)各種色譜分離，尤其是反向色譜所用的新的固定相。
下述實(shí)施例用于舉例說明，并非對本發(fā)明的限制或限定。
實(shí)施例1實(shí)施例描述的合成新的多官能硅化合物的方法N，N-二(烯丙基)引入極性前體的合成將二烯丙基胺與過量的Et3N(2.0當(dāng)量)的CH2Cl2溶液混合并將溫度在0℃保持20分鐘。隨后，緩緩加入酰氯、磺酰氯或異氰酸酯(1.0當(dāng)量)的CH2Cl2溶液，在環(huán)境溫度下攪拌反應(yīng)混合物12小時。用水沖洗反應(yīng)混合物并用Na2SO4干燥。減壓去除所有揮發(fā)物之后，獲得相應(yīng)的N，N-二(烯丙基)引入極性前體。當(dāng)使用異氰酸酯時，通過將其與二烯丙基胺的甲苯溶液混合獲得相應(yīng)的N，N-二(烯丙基)脲引入極性前體。合成化合物的結(jié)構(gòu)由1H NMR譜和質(zhì)譜確認(rèn)。
N，N-二(丙基甲硅烷基)多官能硅化合物的合成將N，N-二(烯丙基)引入極性前體加入單、雙或三乙氧基硅烷(2到20摩爾過量硅烷)。隨后，將催化劑(0.1mol％)，如六氯鉑酸，溶于最小量的乙醇，并導(dǎo)入反應(yīng)混合物。在50℃攪拌24小時。減壓除去過量的揮發(fā)物，得到相應(yīng)的N，N-二(丙基甲硅烷基)多官能硅化合物。合成化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR譜和質(zhì)譜確認(rèn)。
實(shí)施例2本實(shí)施例描述了一種合成新多官能硅化合物的可替換方法，其中N，N-二(甲硅烷基)胺，如二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺或二[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺用作起始原料。
可替換的合成多官能硅化合物將N，N-二(甲硅烷基)胺，如二(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺或二[(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺與過量的Et3N(2.0當(dāng)量)的CH2Cl2溶液混合并將溫度在0℃保持20分鐘。隨后，緩緩加入酰氯、磺酰氯或異氰酸酯(1.0當(dāng)量)的CH2Cl2溶液，在環(huán)境溫度下攪拌反應(yīng)混合物4個小時。將反應(yīng)混合物水洗并用Na2SO4干燥。減壓除去所有的揮發(fā)物之后，獲得相應(yīng)的多官能硅化合物。當(dāng)使用異氰酸酯時，通過將其與N，N-二(甲硅烷基)胺的甲苯溶液混合獲得相應(yīng)的引入脲硅烷配體。合成化合物的結(jié)構(gòu)1H NMR譜和質(zhì)譜確認(rèn)。
實(shí)施例3本實(shí)施例說明使用新的多官能硅化合物進(jìn)行硅官能化的方法。
硅官能化的一般方法高溫下，在所選硅膠和多官能硅化合物的惰性溶劑的漿液中，如甲苯溶劑，進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)特定用途，施用水、酸或堿性催化劑以控制官能化硅膠的表面覆蓋率。如果需要，為了制備色譜分離用的裝填材料，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆舛嘶蚱渌愋偷难苌?post-derivatization)反應(yīng)。
實(shí)施例4本實(shí)施例描述產(chǎn)生自多官能硅化合物3的十八烷基酰胺官能團(tuán)化硅石的色譜評估。
用高純度的原料硅膠制得合成樣品，具有下述物理性質(zhì)平均粒度，5.0微米；比表面積，295m2/g；平均孔徑，136埃；孔體積1.00mL/g；使用傳統(tǒng)高壓淤漿技術(shù)將結(jié)合硅石裝入4.6×150mm不銹鋼柱。
極性選擇性測試測試標(biāo)準(zhǔn)物是尿嘧啶、鄰苯二甲酸二甲酯、尼泊金丁酯、甲苯和菲的混合物。測試條件為洗脫液，CH3CN/H2O(70∶30v/v)；流速，1mL/min；注射量，5微升；溫度，30℃；和檢測，254nm。圖1表明相對于常規(guī)RPC18材料，新相具有不同的選擇性，對甲苯和尼泊金丁酯分析物表現(xiàn)出不同的洗脫頁序。
阿米替林測試測試混合物含有尿嘧啶、甲苯、乙苯、阿米替林和醌茜。測試條件為洗脫液，MeOH/20mM K2HPO4/KH2PO4(80∶20v/v)；流速，1mL/min；注射量，5uL；溫度，30℃；和檢測波長，254nm。
用pH7的流動相進(jìn)行阿米替林(pKa＝9.3)測試是一種敏感的監(jiān)視硅烷醇活性的方法。在該pH值條件下，許多殘留硅烷醇帶負(fù)電，并且堿性探針(basic probe)完全質(zhì)子化。質(zhì)子化的堿性分子與離子化的硅烷醇通過離子交換機(jī)制相互作用，因而，拖尾程度是硅烷醇活性的直接量度。如圖2所示，對阿米替林(A阿米替林＜1.2)，新相提供了良好的峰形和較低的不對稱性，這表明將極性部分導(dǎo)入新相有效減少了堿性物質(zhì)和殘留硅烷醇之間的相互作用。
極性測試測試混合物含有尿嘧啶(空隙標(biāo)記(void marker))，吡啶(堿性)，苯酚(酸性)，N，N二甲基苯胺(堿性)，對丁基苯甲酸(酸性)，和甲苯(非極性)。測試條件洗脫液，CH3CN/50mM K2HPO4/KH2PO4(60∶40v/v)，流速，1mL/min；注射量，5uL；溫度，30℃；和檢測波長254nm。圖3表示測試結(jié)果。結(jié)果表明對于新的引入酰胺的相，所有的酸、堿和非極性分析物均獲得良好的峰形，暗示具有良好全面的柱性能。
相塌陷測試測試結(jié)合相，10mM H3PO4，pH 2.4的流動相，溫度30℃。將新裝填柱用50倍柱體積的CH3CN沖洗，然后用100倍柱體積的流動相平衡。樣品溶液含有胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶。在停-流試驗(yàn)中，每次測試循環(huán)包括兩個步驟。步驟一用流動相使柱平衡20分鐘，然后注入樣品，數(shù)據(jù)獲取過程再進(jìn)行10分鐘。步驟二停流30分鐘后再啟動下一個循環(huán)。每個鍵合相進(jìn)行五十次循環(huán)。
在100％水性洗脫液中使用“停-流”測試來比較新開發(fā)的引入酰胺相和新購高密度C18相(商標(biāo)A)(圖4)。發(fā)現(xiàn)對于胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶，高密度C18柱上的保留值在第一次停-流循環(huán)之后會產(chǎn)生突然的損失。接下來的循環(huán)中，會發(fā)現(xiàn)保留值進(jìn)一步逐漸降低。作為對照，新開發(fā)的引入酰胺相在相同條件下持續(xù)表現(xiàn)良好。在五十次停流循環(huán)后，對于所有的三種分析物，可觀察到保留值僅有可忽略的損失(胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶保留值分別降低小于1.0，1.0，和5.0％)。
水解穩(wěn)定性測試檢測結(jié)合硅石柱，在50℃采用CH3CN/1％ TFA，pH 1(50∶50v/v)流動相和在30℃采用CH3CN/20mM Et3N pH 11.5(50∶50v/v)洗脫液。首先，用50倍柱體積的CH3CN洗新裝填或新購柱，然后用50倍柱體積的流動相使平衡。樣品溶液含有尿嘧啶和甲苯。使用兩次注射的平均值測量甲苯的K值。用流動相以1mL/min的流速吹掃(purge)柱子，在10到30天過程中定時重測。
在pH值1和50℃條件下進(jìn)行新的酰胺相和公知的引入極性市售相(商標(biāo)B)的低pH值穩(wěn)定性測試。在30天的測試期中，新相觀察到甲苯k值降低小于1％，而商標(biāo)B柱在同等條件下檢測出k值有將近20％的降低(圖5)。官能團(tuán)化硅化合物和硅石表面之間的共價鍵數(shù)目的增加，被認(rèn)為是本發(fā)明所述新引入極性相具有良好穩(wěn)定性的主要原因。
將新引入極性相和由相同原料硅膠制成的高密度C18相進(jìn)行比較，在pH 11.5，30℃進(jìn)行高pH值穩(wěn)定性測試(圖6)。經(jīng)過十天的持續(xù)吹掃之后，發(fā)現(xiàn)高密度C18相已經(jīng)因柱床塌陷而失效。相比而言，新酰胺相在同樣條件下穩(wěn)定達(dá)16天，換算為穩(wěn)定性提升約60％。由于每一個配體分子和硅石表面之間均形成多個鍵，因?yàn)樽钣锌赡塬@得了一定程度的交聯(lián)，所以開發(fā)出的引入酰胺相的官能層具有穩(wěn)定化效果，阻止了硅石骨架在pH值升高時迅速分解。
本發(fā)明描述的方法作為平臺，用于開發(fā)各種具有增強(qiáng)的水解穩(wěn)定性和下述優(yōu)良色譜特性質(zhì)的固定相1.在低和高pH值下均有增強(qiáng)的水解穩(wěn)定性2.與100％的水性洗脫液的相容性3.不同于常規(guī)C18反相的選擇性4.酸性或堿性分析物峰均為低不對稱性5.高相體積使疏水分析物的保留值類似在高密度常規(guī)C18柱上所獲得保留值。
權(quán)利要求
1.一種多官能的硅化合物，具有下述結(jié)構(gòu)中的一種 其中R1、R2和R3中的至少一種為離去基團(tuán)，其離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中L1、L2和L3包括長度從1到100的烷基或取代烷基鏈，其中m＝1-100；其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)；其中E、E1和E2各自均包括含有1-50個碳原子的烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。
2.權(quán)利要求1的硅化合物，其中E、E1和E2包含氰基末端成分。
3.權(quán)利要求1的硅化合物，其中在與底物結(jié)合時，E、E1和E2包含足夠長的烷基鏈，使得當(dāng)所述硅化合物與支持物結(jié)合時，能用作反向色譜介質(zhì)。
4.權(quán)利要求1的硅化合物，其中E、E1和E2包含長度為至少1個碳的烷基鏈。
5.權(quán)利要求1的硅化合物，其中N-PG選自酰胺、氨基甲酸酯、磺酰胺和脲。
6.權(quán)利要求1的硅化合物，其中R1、R2或者R3選自羥基、烷氧基、鹵素和氨基部分。
7.權(quán)利要求1的硅化合物，與底物共價結(jié)合，其中通過所述L1-Si或L2-Si鍵Si上的R1、R2或R3與所述底物上的反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)，連接在L1和L2上的Si基團(tuán)與底物共價結(jié)合，底物上的反應(yīng)基團(tuán)選自硅烷醇、烷氧基硅烷、鹵代硅烷和氨基硅烷部分。
8.權(quán)利要求1的硅化合物，其中所述底物包括硅膠。
9.權(quán)利要求1的硅化合物，其中所述底物包括玻璃。
10.權(quán)利要求1的硅化合物，其中所述底物包括溶膠-凝膠或混合溶膠-凝膠/聚合物。
11.權(quán)利要求1的硅化合物，具有以下結(jié)構(gòu)
12.權(quán)利要求1的硅化合物，具有以下結(jié)構(gòu)
13.一種組合物，包括與底物共價結(jié)合的硅化合物，具有以下結(jié)構(gòu)之一 其中R1和R2中的至少一種獨(dú)立地為烷基或取代烷基或者離去基團(tuán)，其離去后允許在所述結(jié)構(gòu)之一中的硅形成Si-O-Si或者Si-O-Zr鍵，其中m＝1-100；其中N-PG，N-PG1和N-PG2是含氮極性基團(tuán)；其中E、E1和E2各自均包括烷基、取代烷基、芳基或取代芳基，含有1-50個碳原子，并且不含有選自羥基、羧基、氨基、硫、鹵素和磺酸鹽部分的官能團(tuán)。
14.權(quán)利要求13的組合物，其中N-PG選自酰胺、氨基甲酸酯、磺酰胺和脲。
15.權(quán)利要求13的組合物，其中所述底物是硅石底物。
16.權(quán)利要求13的組合物，其中所述硅石底物包括硅膠。
17.權(quán)利要求13的硅化合物，其中所述底物包括溶膠-凝膠或混合溶膠-凝膠/聚合物。
18.權(quán)利要求13的組合物，在流經(jīng)床(flow-through bed)中適用作反向色譜分離介質(zhì)。
19.權(quán)利要求13的組合物，具有如下結(jié)構(gòu)
20.權(quán)利要求13的組合物，具有如下結(jié)構(gòu)
21.一種色譜方法，其中包括使含水液體物流流經(jīng)含有權(quán)利要求13的組合物的分離介質(zhì)。
22.一種用于色譜分離液體樣品中的分析物的方法，包括使所述液體樣品流經(jīng)包含權(quán)利要求13所述組合物的介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有下述結(jié)構(gòu)之一的多官能硅化合物其中R
文檔編號C07F7/18GK1901990SQ200480039811
公開日2007年1月24日 申請日期2004年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者劉曉東, 安德雷·V·博達(dá)諾夫, 克里斯托弗·A·波爾 申請人:迪奧尼克斯公司