專利名稱：不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的制備方法
不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高效液相色譜填料的一種制備方法，特別涉及采用離子交換法，制備不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
背景技術(shù)：
離子液體具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如室溫下呈液態(tài)、不易揮發(fā)等，被廣泛應(yīng)用于催化、有機合成、分離分析等領(lǐng)域。離子液體也被應(yīng)用于色譜方面，離子液體修飾硅膠作為高效液相色譜填料表現(xiàn)出很好的特性，同時具有反相色譜和離子色譜分離性能?，F(xiàn)有制備方法獲得的離子液體功能化硅膠填料，陰離子多為鹵素等常見無機陰離子，陽離子主要為咪唑或吡啶陽離子。陰陽離子對該類填料的色譜特性均有影響，而相對于離子液體的陽離子，陰離子有更大的選擇空間，所以探索新型的制備方法改變填料表面離子液體的陰離子能夠有效地調(diào)節(jié)填料色譜特性。
離子交換法通常是指液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)液相中的離子被固體吸附時，固相上釋放出等價離子回溶液中。本發(fā)明借助于離子交換法，改變色譜填料表面離子液體的陰離子，獲得目標(biāo)離子液體功能化硅膠填料。利用目標(biāo)陰離子的鹽溶液流經(jīng)氯鹽離子液體修飾硅膠色譜柱，制備出目標(biāo)填料色譜柱。利用不同的陰離子進行離子交換可以獲得一系列的離子液體功能化硅膠填料色譜柱，表征色譜分離性能，應(yīng)用于環(huán)境、食品中污染物的分析等。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的一種制備方法。
本發(fā)明通過如下措施來實現(xiàn)
將硅膠表面先用氯丙基硅烷試劑修飾，再與烷基咪唑等功能單體反應(yīng)制備出氯鹽離子液體修飾的硅膠，最后利用離子交換法，將氯離子交換為目標(biāo)陰離子，制得不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的制備方法包括以下A、B、C三個步驟
A.氯丙基硅膠的合成
將已活化的硅膠加入反應(yīng)容器中，以甲苯作反應(yīng)溶劑，機械攪拌均勻，加入適量的氯丙基硅烷，攪拌回流。反應(yīng)完畢后冷卻，真空抽濾，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(v/v， 1 1)、水、甲醇洗滌，真空干燥，得到氯丙基硅膠。
B.氯鹽離子液體修飾硅膠的合成
將氯丙基硅膠加入反應(yīng)容器中，以甲苯或N，N’ - 二甲基甲酰胺作反應(yīng)溶劑，機械攪拌均勻，加入適量的1-甲基咪唑或吡啶，在一定溫度下進行攪拌。反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，依次用乙醇、水、甲醇洗滌，真空干燥，得到氯鹽離子液體修飾硅膠。
C.不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的合成
將氯鹽離子液體修飾硅膠裝填色譜柱，用目標(biāo)陰離子的鹽溶液通過色譜柱，利用離子交換法制備目標(biāo)陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
本發(fā)明在氯丙基硅膠的合成步驟中，氯丙基硅烷是指3-氯丙基三氯(三甲/乙氧基)硅烷，硅膠與氯丙基硅烷的質(zhì)量比為1 0.3-1 2，硅膠質(zhì)量與甲苯體積的配比為 1:5-1: 10，反應(yīng)時間為12-48小時。
本發(fā)明在氯鹽離子液體修飾硅膠的合成步驟中，與氯丙基硅膠反應(yīng)的功能單體為 1-甲基咪唑或吡啶，氯丙基硅膠與1-甲基咪唑或吡啶的質(zhì)量比為1 0.3-1 2。
本發(fā)明在氯鹽離子液體修飾硅膠的合成步驟中，制備氯鹽離子液體修飾硅膠的反應(yīng)溫度為60-140°C，反應(yīng)時間為12-72小時。
本發(fā)明在不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的合成步驟中，借助于離子交換法，目標(biāo)陰離子交換過程之前，氯鹽離子液體修飾硅膠被裝填色譜柱。
本發(fā)明在不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的合成步驟中，用目標(biāo)陰離子的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽等溶液通過色譜柱，濃度為5-lOOmmol 體積為20_200mL，依次用水、甲醇沖洗目標(biāo)陰離子交換后的色譜柱。
本發(fā)明與原有的色譜填料相比具有以下優(yōu)點
1.通過該發(fā)明制備的填料，通過改變填料表面離子液體陰離子，可以有效地調(diào)節(jié)色譜分離特性。
2.通過該發(fā)明制備的填料，可以在一種色譜填料的基礎(chǔ)上，制備出多種色譜填料。
3.通過該發(fā)明制備的填料，分析堿性化合物時，色譜峰形對稱性好，柱效和分離度尚ο


圖1是苯磺酸根陰離子的離子液體功能化硅膠色譜填料的制備反應(yīng)示意圖。
具體實施方式
為了更好地理解本發(fā)明，通過實例進行說明
實施例1 苯磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠色譜填料的制備
依次包括以下A、B、C三個步驟(制備反應(yīng)過程如附圖1所示)
A.氯丙基硅膠的合成
5. Og已活化的全多孔球形硅膠加入反應(yīng)容器中，加入50mL甲苯，機械攪拌均勻， 加入5. Og氯丙基三甲氧基硅烷，高純氮氣保護，攪拌回流M小時。反應(yīng)完畢后冷卻，真空抽濾，依次用200mL甲苯、200mL乙醇、200mL乙醇-水(v/v，1 1)、200mL水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯丙基硅膠。
B.氯鹽離子液體修飾硅膠的合成
4. Og氯丙基硅膠加入反應(yīng)容器中，加入40mL甲苯，機械攪拌均勻，加入4. Og 1_甲基咪唑，高純氮氣保護，攪拌回流M小時。反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，依次用200mL乙醇、200mL 水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯鹽離子液體修飾硅膠。
C.苯磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠填料的合成
2. Og氯鹽離子液體修飾硅膠裝填一根色譜柱(150 X 4. 6mm i. d.)，用50mmol L—1 的苯磺酸鈉水溶液流經(jīng)色譜柱IOOmL,制備出苯磺酸根陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
實施例2 十二烷基磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠色譜填料的制備
依次包括以下A、B、C三個步驟
A.氯丙基硅膠的合成
5. Og已活化的全多孔球形硅膠加入反應(yīng)容器中，加入50mL甲苯，機械攪拌均勻， 加入5. Og氯丙基三甲氧基硅烷，高純氮氣保護，攪拌回流M小時。反應(yīng)完畢后冷卻，真空抽濾，依次用200mL甲苯、200mL乙醇、200mL乙醇-水(v/v，1 1)、200mL水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯丙基硅膠。
B.氯鹽離子液體修飾硅膠的合成
3. Og氯丙基硅膠加入反應(yīng)容器中，加入30mL N, N’ - 二甲基甲酰胺，機械攪拌均勻，加入2. Og吡啶，高純氮氣保護，攪拌回流12小時。反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，依次用200mL 乙醇、200mL水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯鹽離子液體修飾硅膠。
C.十二烷基磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠填料的合成
2. 5g氯鹽離子液體修飾硅膠裝填一根色譜柱QOO X 4. 6mm i. d.)，用IOOmmol L—1 的十二烷基磺酸鈉水溶液流經(jīng)色譜柱lOOmL，制備出十二烷基磺酸根陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
實施例3 十二烷基苯磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠色譜填料的制備
依次包括以下A、B、C三個步驟
A.氯丙基硅膠的合成
5. Og已活化的全多孔球形硅膠加入反應(yīng)容器中，加入50mL甲苯，機械攪拌均勻， 加入5. Og氯丙基三甲氧基硅烷，高純氮氣保護，攪拌回流36小時。反應(yīng)完畢后冷卻，真空抽濾，依次用200mL甲苯、200mL乙醇、200mL乙醇-水(v/v，1 1)、200mL水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯丙基硅膠。
B.氯鹽離子液體修飾硅膠的合成
4. Og氯丙基硅膠加入反應(yīng)容器中，加入40mL N, N’ - 二甲基甲酰胺，機械攪拌均勻，加入3. Og 1-甲基咪唑，高純氮氣保護，攪拌回流48小時。反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，依次用200mL乙醇、200mL水、200mL甲醇洗滌，70°C下真空干燥12小時，得到氯鹽離子液體修飾硅膠。
C.十二烷基苯磺酸根陰離子離子液體功能化硅膠填料的合成
1. 5g氯鹽離子液體修飾硅膠裝填一根色譜柱(100 X 4. 6mm i. d.)，用60mmol L—1 的十二烷基苯磺酸鈉水溶液流經(jīng)色譜柱60mL，制備出十二烷基苯磺酸根陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
權(quán)利要求
1.不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的制備方法，其特征在于方法依次包括以下 A、B、C三個步驟A.氯丙基硅膠的合成將已活化的硅膠加入反應(yīng)容器中，以甲苯作反應(yīng)溶劑，機械攪拌均勻，加入適量的氯丙基硅烷，攪拌回流。反應(yīng)完畢后冷卻，真空抽濾，依次用甲苯、乙醇、乙醇-水(v/v，l 1)、 水、甲醇洗滌，真空干燥，得到氯丙基硅膠。B.氯鹽離子液體修飾硅膠的合成將氯丙基硅膠加入反應(yīng)容器中，以甲苯或N，N’ - 二甲基甲酰胺作反應(yīng)溶劑，機械攪拌均勻，加入適量的1-甲基咪唑或吡啶，在一定溫度下進行攪拌。反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，依次用乙醇、水、甲醇洗滌，真空干燥，得到氯鹽離子液體修飾硅膠。C.不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的合成將氯鹽離子液體修飾硅膠裝填色譜柱，用目標(biāo)陰離子的鹽溶液通過色譜柱，利用離子交換法制備目標(biāo)陰離子的離子液體功能化硅膠填料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于A步驟中，氯丙基硅烷是指3-氯丙基三氯(三甲/乙氧基)硅烷，硅膠與氯丙基硅烷的質(zhì)量比為1 0.3-1 2，硅膠質(zhì)量與甲苯體積的配比為1 5-1 10，反應(yīng)時間為12-48小時。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于B步驟中，與氯丙基硅膠反應(yīng)的功能單體為 1-甲基咪唑或吡啶，氯丙基硅膠與1-甲基咪唑或吡啶的質(zhì)量比為1 0.3-1 2。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于B步驟中，制備氯鹽離子液體修飾硅膠的反應(yīng)溫度為60-140°C，反應(yīng)時間為12-72小時。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于C步驟中，目標(biāo)陰離子的離子交換過程之前， 氯鹽離子液體修飾硅膠被裝填色譜柱。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于C步驟中，用目標(biāo)陰離子的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽等溶液通過色譜柱，濃度為5-lOOmmol 體積為20_200mL，依次用水、甲醇沖洗目標(biāo)陰離子交換后的色譜柱。
全文摘要
本發(fā)明公開了不同陰離子的離子液體功能化硅膠填料的一種制備方法，特別涉及采用離子交換法改變離子液體修飾硅膠上相應(yīng)的陰離子，制備目標(biāo)陰離子對應(yīng)離子液體功能化硅膠填料。本發(fā)明先對氯丙基修飾硅膠進行季胺化制備氯鹽離子液體修飾硅膠，將其裝填色譜柱，再利用離子交換法改變陰離子，用目標(biāo)陰離子的鹽溶液通過色譜柱，獲得目標(biāo)陰離子對應(yīng)離子液體的功能化硅膠填料。本發(fā)明能夠方便地調(diào)節(jié)填料的色譜特性，基于所制備的氯鹽離子液體修飾硅膠，制備多種陰離子的離子液體功能化硅膠填料，具有很好的應(yīng)用潛力。
文檔編號B01J41/20GK102489344SQ201110377108
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者孫敏, 羅川南 申請人:濟南大學(xué)