一種五氟芐基咪唑鹽離子液體雜化整體柱及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液相色譜柱材料領(lǐng)域，具體涉及一種含五氟芐基咪唑鹽離子液體固定相的雜化整體柱的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，多種液相色譜方法得到開(kāi)發(fā)并走向成熟，其中反相色譜、親水作用色譜、離子交換色譜方法最為經(jīng)典。但這些方法往往由于分離機(jī)理單一，對(duì)于一些復(fù)雜樣品得不到良好的分離。在這種情況下，混合模式色譜因其多種分離機(jī)理同時(shí)存在，在某些復(fù)雜樣品的分離分析中取得了良好的效果而受到了越來(lái)越多的關(guān)注。目前的混合模式色譜以離子交換同反相色譜或者親水作用色譜的結(jié)合最為常見(jiàn)。這類混合模式色譜可以更加方便地調(diào)節(jié)分析物的保留和選擇性，水溶液中穩(wěn)定性更好，對(duì)各種極性和帶電化合物的分離往往優(yōu)于單一模式的色譜方法。
[0003]目前離子液體以其多樣性和獨(dú)特的性質(zhì)在色譜柱材料領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。離子液體經(jīng)過(guò)疏水官能團(tuán)如辛基的修飾作為色譜固定相，即得到了反相陰離子交換混合模式色譜，離子液體經(jīng)過(guò)親水官能團(tuán)的修飾作為色譜固定相，即得到了親水陰離子交換混合模式色譜。目前多種咪唑鹽離子液體制成的混合模式色譜固定相得到開(kāi)發(fā)，并取得了良好的分離效果。但用于修飾咪唑鹽離子液體的疏水官能團(tuán)還較單一，主要是不同長(zhǎng)度的碳鏈。本發(fā)明首次合成了五氟芐基咪唑鹽離子液體，與雜化交聯(lián)劑聚合得到反相陰離子交換混合模式色譜。利用五氟芐基的疏水相互作用，η-η相互作用以及偶極-偶極作用，結(jié)合咪唑鹽的離子交換作用，多種分離機(jī)理結(jié)合，對(duì)中性，極性以及帶電化合物分子具有良好的保留性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有多種分離機(jī)理的混合模式雜化整體柱的制備方法。
[0005]該發(fā)明所述的混合模式雜化整體柱的具體合成方法是:
[0006]五氟芐基咪唑鹽離子液體合成:在2mL離心管中加入乙烯基咪唑和五氟芐基溴，渦旋10分鐘，反應(yīng)液逐漸粘稠固化。加入1毫升甲苯，超聲10分鐘，橙色固體逐漸變成白色，即得到1-乙烯基-3-(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體。使用乙酸乙酯清洗三次，最后在真空干燥箱中干燥12小時(shí)待用。乙烯基咪唑和五氟芐基溴的質(zhì)量比為2?4:3?10。
[0007]整體柱材料的合成:首先將內(nèi)徑為100?530 μ m的石英毛細(xì)管用0.5?lmol/L氫氧化鈉溶液沖洗1?6小時(shí)，用水沖洗至中性后用0.1?0.5mol/L鹽酸溶液沖洗2?5小時(shí)，在分別用水、甲醇沖洗0.5?2小時(shí)，之后在氮?dú)鈼l件下100?160°C干燥2?6小時(shí)。取異丙醇/3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(1:1，V/V)，5(TC條件保持15-25小時(shí)，再用甲醇沖洗1-2小時(shí)，氮?dú)鈼l件下40-60°C干燥1-2小時(shí)，兩端封好待用。修飾好的石英毛細(xì)管內(nèi)徑為100?530微米，長(zhǎng)度為2?10米。
[0008]在離心管中加入一定量的甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物，四氫呋喃，N, N- 二甲基甲酰胺，Pluronic F127，1-乙烯基_3_(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體，超聲使其徹底溶解，再加入偶氮二異丁腈，超聲5?10分鐘，之后灌入已經(jīng)截短的毛細(xì)管中，毛細(xì)管長(zhǎng)度為5?80厘米。兩端用硅膠密封，50-80°C反應(yīng)8-12小時(shí)。整體柱使用前用乙腈沖洗2小時(shí)以上，以除去致孔劑和未反應(yīng)的原料。其中甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物是由硅氧硅鍵形成籠形，籠形結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)硅原子數(shù)為8，10，12三種的混合物，每個(gè)頂點(diǎn)硅原子連有一個(gè)甲基丙烯酰取代基。該混合物在sigma公司以及Hybrid Plastics公司均有出售。本實(shí)驗(yàn)采用的甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物購(gòu)自sigma公司。其中甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物，1_乙烯基-3-(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體，四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，Pluronic F127，偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為100?150:10?50:200?300:100?200:25?55:1?6。
[0009]得到的雜化整體柱用于常溫微液相色譜分析，流動(dòng)相采用水/乙腈混合物，水和乙腈的體積比為1?3:2?5，對(duì)2，3，4，5，6-五氟甲苯和五氟芐基溴這兩種疏水性相近的鹵化物具有良好的選擇性。
[0010]該整體柱采用含硅雜化交聯(lián)劑以提供高機(jī)械強(qiáng)度并減少溶脹，同時(shí)使用新型五氟芐基咪唑鹽離子液體為結(jié)合單體，為該柱提供疏水相互作用，??-??相互作用，陰離子交換作用，氫鍵作用以及偶極-偶極作用的混合保留機(jī)理，對(duì)中性分子，極性及帶電化合物分子都實(shí)現(xiàn)了良好的分離和保留。與商品化十八烷基反相柱和五氟苯基柱相比，該雜化整體對(duì)疏水性相近的鹵化物體現(xiàn)出了最佳的選擇性。另外還可根據(jù)模具的不同方便地合成不同內(nèi)徑和長(zhǎng)度的整體柱，以適應(yīng)各種分離需要。
[0011]由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0012]1首次將1-乙烯基-3-(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體用于整體柱的合成。
[0013]2以1-乙烯基-3-(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體為色譜柱官能團(tuán)，為該柱提供疏水相互作用，η-η相互作用，陰離子交換作用，氫鍵作用以及偶極-偶極作用的混合保留機(jī)理，對(duì)中性、極性及帶電化合物都實(shí)現(xiàn)了良好的分離。
[0014]3使用甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物作為反應(yīng)交聯(lián)劑為柱材料提供有機(jī)無(wú)機(jī)雜化骨架，使整體柱機(jī)械強(qiáng)度高，低溶脹，同時(shí)反應(yīng)條件易優(yōu)化，重復(fù)性好。
[0015]4本發(fā)明的整體柱對(duì)疏水性相近的鹵化物有良好的選擇性。
[0016]由于剛性雜化交聯(lián)劑與柔性有機(jī)單體的聚合賦予了該整體柱合適的硬度，使其具有機(jī)械強(qiáng)度高，低溶脹的特點(diǎn)，同時(shí)該材料制備簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好且耐酸堿能力強(qiáng)。該方法得到的整體柱第一次將五氟芐基與咪唑鹽結(jié)合作為液相色譜固定相，具有反相陰離子交換的混合分離機(jī)理，對(duì)中性、極性和帶電化合物均有良好的保留和選擇性，尤其對(duì)疏水性相近的鹵化物體現(xiàn)了最佳的選擇性，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一五氟芐基咪唑鹽整體柱的合成流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中五氟芐基咪唑鹽離子液體和整體柱材料的紅外圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的整體柱的掃描電鏡圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的整體柱用于苯系物分離的色譜圖(a)及流動(dòng)相比例對(duì)苯系物保留的影響圖(b)。其中(a)圖的洗脫峰依次為:1.硫脲；2.苯；3.甲苯；4.乙苯；5.丙苯；6.對(duì)異丙基苯。
[0021]圖5是本發(fā)明實(shí)施例二的整體柱對(duì)幾種有機(jī)酸(a)，堿(b)，兩性小分子(c)化合物的保留因子隨著流動(dòng)相中pH值變化圖。
[0022]圖6是本發(fā)明實(shí)施例三的整體柱在不同pH條件下對(duì)八種核苷的分離色譜圖。
1.1-甲基腺苷；2.胞苷；3，肌苷；4.脫氧肌苷；5.3-甲基鳥(niǎo)苷；6.鳥(niǎo)苷；7.腺苷；8.脫氧腺苷。
[0023]圖7是本發(fā)明實(shí)施例三的整體柱用于鹵化物分離的色譜圖。其中洗脫峰依次為:1.硫脲；2.1，2，4，5-四氟苯；3.2，3，4，5，6-五氟甲苯；4.五氟芐基溴；5.七氟芐基碘。其中 a柱為 GL Inertsil 0DS-SP5 μ m, 4.6 X 150mm，b 柱為 Waters XSELECTCSH? Fluoro-Phenyl3.5 μ m, 2.1 X 50mm, c柱為自制五氟芐基咪唑鹽雜化整體柱，100 μ mX 18.5cm0
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]五氟芐基咪唑鹽雜化整體柱的制備:
[0027]五氟芐基咪唑鹽離子液體合成:在2mL離心管中加入32 μ L乙烯基咪唑，60 μ L五氟芐基溴，渦旋10分鐘，反應(yīng)液逐漸粘稠固化。加入lmL甲苯，超聲10分鐘，橙色固體逐漸變成白色，即得到1-乙烯基-3-(五氟芐基)咪唑溴鹽離子液體。使用乙酸乙酯清洗三次，每次使用乙酸乙酯10mL，最后用真空干燥箱干燥12小時(shí)待用。
[0028]整體柱合成:首先將內(nèi)徑為100 μ m的石英毛細(xì)管用lmol/L的NaOH溶液沖洗5小時(shí)，用水沖洗至中性后，HC1 (0.2mol/L)沖洗4小時(shí)，再分別用水、甲醇各沖洗0.5小時(shí)，在氮?dú)鈼l件下160°C干燥5小時(shí)，之后將毛細(xì)管中充滿異丙醇/3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(1:1，V/V)，50°C條件保持20小時(shí)，甲醇沖洗1小時(shí)，氮?dú)鈼l件下60°C干燥1小時(shí)，兩端封好待用。
[0029]在離心管中加入120mg甲基丙烯酰-P0SS籠形混合物，280 μ L四氫呋喃，120 μ LΝ, Ν-二甲基甲酰胺,20mgl-乙烯基-3-(五氟節(jié)基)咪唑溴鹽離子液體,40mg PluronicF127，超聲使其徹底溶解，再加入3mg偶氮二異丁腈，超聲后灌入毛細(xì)管中。兩端用硅膠密封，60°C反應(yīng)12小時(shí)。整體柱使用前用乙腈沖洗2小時(shí)，以除去未反應(yīng)的原料。
[0030]圖1是五氟芐基咪唑鹽雜化整體柱的反應(yīng)流程圖。圖中用含有八個(gè)硅原子的甲基丙烯酰-P0SS籠形物代替三種P0SS籠形物的混合物。圖2為五氟芐基咪唑鹽離子液體以及雜化整體柱的紅外譜圖。在五氟芐基咪唑鹽離子液體的紅外圖譜中，3014cm 1代表亞甲基的伸縮振動(dòng)，3103cm 1代表咪唑環(huán)上的C-Η伸縮振動(dòng)，1509cm 1代表咪唑環(huán)骨架的振動(dòng)，1207cm 1代表Ar-F的振動(dòng)。在整體柱材料的紅外圖譜中，1724cm 1是酯中C = 0的伸縮振動(dòng)，1127cm1是S1-Ο伸縮振動(dòng)，咪唑環(huán)和苯環(huán)的骨架振動(dòng)峰在1500?1600cm_l處出現(xiàn)，Ar-F的吸收峰被高強(qiáng)度的S1-Ο鍵吸收峰所掩蓋。圖3為整體柱橫截面的