[發明專利]一種氣-固相催化合成液相色譜固定相的方法及其專用裝置

在審

• 申請號: 201310710412.X
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103736470A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李廣慶;孫曉莉
• 申請（專利權）人: 北京迪馬歐泰科技發展中心
• 主分類號: B01J20/286
• 分類號: B01J20/286;B01J20/30;B01J8/18
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術領域

本發明涉及一種合成液相色譜固定相的新方法，屬于液相色譜分離材料制備技術領域。

背景技術

高效液相色譜（HPLC）是一種廣泛使用的分析色譜技術，其基本原理是利用樣品分子在固定相和流動相之間的分配系數的差異實現分離。高效液相色譜技術以其快速、高效、易于實現自動化和高通量樣品處理等特點，已經成為環境監測、醫藥衛生、食品安全、生命科學、石油化工、地質勘探、國家安全等眾多領域的核心分析技術手段。可以說色譜分離分析技術無孔不入，已滲透到國民經濟的各個方面。液相色譜的實質就是要提高色譜分離的能力，隨著樣品的復雜性、未知性的提高，對液相色譜的分離能力提出了更高的要求，促使液相色譜技術向著更高端的水平發展。液相色譜柱是液相色譜的心臟，色譜柱填料的性能是決定色譜分離能力的關鍵。目前，色譜固定相基質材料包括硅膠，氧化鋁，氧化鈦，氧化鋯和氧化鈰等。在這些基質材料中，硅膠基質色譜固定相是應用最為廣泛的一種，其合成過程主要包括：硅烷的合成、硅烷與硅膠的鍵合、封端和裝柱等，其中鍵合技術是重要環節之一，是生產高質量色譜柱的核心技術。目前，液相色譜固定相的制備主要采用液相合成法，鍵合密度較低。

硅膠基質鍵合固定相是通過有機硅烷和硅膠表面的硅羥基之間的化學反應制備的。在無水溶劑條件下，有機硅烷與硅膠的表面的硅羥基通過脫去小分子形成硅氧烷鏈接，反應完成后必須除去溶劑、過量試劑和催化劑等。液相鍵合反應的主要缺點是有機硅烷分子的反應位點可以被溶劑分子溶劑化，阻止硅烷與硅膠表面的硅羥基反應，從而抑制鍵合反應，降低固定相的鍵合密度；顆粒在溶劑相中的不均勻分布和粘結成團，降低了鍵合反應的重現性，同時這種鍵合相制備過程的不均勻性，也導致了固定相的分離性能下降；未反應的硅烷、催化劑和鹽的去除以及從反應混合物中分離出純的產物，既浪費時間又浪費精力。此外，液相鍵合反應要求硅烷具有較高的純度，以盡量減少硅烷中的雜質與硅膠基質的副反應。

發明內容

本發明的目的是提出一種能大幅提高液相色譜填料碳載量和鍵合密度，合成方法操作簡便、穩定可靠、重現性好，適于規模化生產的氣-固相催化流動床合成液相色譜固定相的新方法，以克服現有液相合成技術的主要不足；

本發明還有一個目的是提供上述氣-固相催化合成液相色譜固定相的專用裝置。

本發明實現過程如下：

一種合成液相色譜固定相的方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）載體加熱預處理；

（2）氣化的催化劑和氣化的硅烷與載體鍵合；

（3）進一步與氣化的硅烷封端試劑反應得到液相色譜固定相。

所述的催化劑選自氨氣、甲胺、二甲胺、N,?N-二甲基乙基胺、N,?N-二甲基丙基胺、N,?N-二甲基丁基胺、三甲胺；乙胺、二乙胺、三乙胺；六氫吡啶、吡啶、N-甲基吡啶、2-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-甲基吡啶、2,?4-二甲基吡啶、2,?6-二甲基吡啶、2,?4,?6-三甲基吡啶；咪唑，1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑。

所述的硅烷是單或雙或三官能團的C₁-C₃₀有機硅烷中的一種或幾種，其化學結構通式為R¹-SiR²_aX_3-a，

其中R¹?=?C₁-C₃₀取代或未取代烷基，環烷基，雜環烷基，取代或未取代苯基；

R²?=?C₁-C₈取代或未取代烷基，環烷基，雜環烷基，取代或未取代苯基;

a?=?0,?1,?2;

X?=?鹵素，烷氧基，酰氧基或胺基。

所述的硅烷封端試劑是單，二，三，四或五硅烷中的一種或幾種。

所述的單硅烷為三甲基氯硅烷、N,N-二甲基三甲基硅胺、三甲基硅基咪唑、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、三甲基硅醇或N-三甲基硅基乙酰胺；所述的二硅烷為六甲基二硅氮烷或1,3-二甲氧基四甲基二硅氧烷；所述的三硅烷是六甲基環三硅氧烷；所述的四硅烷是八甲基環四硅氧烷；所述的五硅烷是十甲基環五硅氧烷。