[發明專利]4,5-咪唑二羧酸修飾的有機-硅膠雜化整體柱及應用

有效

• 申請號: 201610231391.7
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN107297201B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 宋新旺;曹緒龍;王麗娟;郭勇;祝仰文;郭蘭磊;張繼超;王旭生;郭淑鳳;李宗陽;王紅艷;潘斌林;姬奧林;田志銘
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發研究院
• 主分類號: B01J20/287
• 分類號: B01J20/287;B01D15/32
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

本發明公開了一種4,5?咪唑二羧酸修飾的有機?硅膠雜化整體柱，可用于極性化合物的分離分析，制備方法為：將合適比例的四甲氧基硅烷和氯丙基三甲氧基硅烷的混合溶液引入到預處理好的毛細管中，加熱反應以制備氯丙基?硅膠雜化整體柱床，然后將過量的4,5?咪唑二羧酸的氨水溶液沖入氯丙基?硅膠雜化整體柱床中，通過加熱處理制得。本發明通過鍵合水溶性有機功能單體發展了一種新型的功能化的有機?硅膠雜化整體柱，該雜化整體柱能夠應用于在富水或反相色譜模式下實現不同類型的極性化合物的分離分析。

技術領域

本發明涉及一種4,5-咪唑二羧酸修飾的有機-硅膠雜化整體柱及其制備方法與應用，屬于色譜填料技術領域。

背景技術

目前，大部分關于整體柱材料的應用主要集中在反相色譜分離方面，以C18柱為代表，這些反相色譜柱對非極性化合物具有良好的分離效果，部分相關類型的整體柱已實現商品化，但這類整體柱材料存在的問題是：很難實現對極性化合物的有效分離。另外，在制備時，現有的制備方法普遍采用的是非水溶性的有機功能單體作為修飾劑，這就使得在制備過程中需要大量使用到有機溶劑，制備方法相對復雜，不經濟且不環保。

發明內容

針對上述現有技術，為了解決采用現有技術制備方法的復雜、不經濟、不環保等問題，同時解決現有整體柱材料對極性化合物不能實現良好分離的問題，本發明提供了一種4,5-咪唑二羧酸修飾的有機硅膠-雜化整體柱，并提供了其制備方法，并將其應用于實現對一些常見的極性化合物的分離分析。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種4,5-咪唑二羧酸修飾的有機-硅膠雜化整體柱的制備方法，包括以下步驟：

（a）選用四甲氧基硅烷和氯丙基三甲氧基硅烷為前驅體，通過溶膠-凝膠法制備氯丙基-硅膠雜化硅膠整體柱床；

（b）用過量的4,5-咪唑二羧酸的氨水溶液沖洗氯丙基-硅膠雜化硅膠整體柱床，然后，將氯丙基-硅膠雜化硅膠整體柱床置于恒溫箱中反應，即得4,5-咪唑二羧酸修飾的有機-硅膠雜化整體柱。

所述步驟（a）中，氯丙基-硅膠雜化硅膠整體柱床的制備方法為：先將聚乙二醇（PEG，M=10 000）溶于乙酸水溶液中，然后向其中分別緩慢加入四甲氧基硅烷（TMOS）和氯丙基三甲氧基硅烷（CPTMS），得混合溶液；將混合溶液置于冰水浴條件下反應，直至形成均一透明的溶膠，然后將其在冰水浴條件下超聲，再將其引入處理好的毛細管中至長度為30～35 cm；將毛細管兩端用硅脂密封，然后放入恒溫箱中反應，完成凝膠過程，制得氯丙基-硅膠雜化整體柱床。

進一步地，所述聚乙二醇、四甲氧基硅烷和氯丙基三甲氧基硅烷三者的用量配比關系為：240 mg ：0.9 mL：0.3 mL。

優選的，所述乙酸水溶液的濃度為0.01 mol/L，每240mg聚乙二醇所用的乙酸水溶液的用量為2.5 mL。

優選的，混合溶液在冰水浴條件下反應時間為3～5 h。

優選的，在冰水浴條件下超聲時間為3～5 min。

進一步地，所述處理好的毛細管是通過以下方法處理得到的：取長度為40～50 cm的熔融石英毛細管，依次用甲醇、蒸餾水分別沖洗20 min，再依次用1 mol/L的NaOH溶液、水、1 mol/L的鹽酸分別沖洗2.0 h、0.5 h、1.5 h，然后再用水沖洗至沖出的液體pH呈中性（pH 7.0）（約20 min），最后用甲醇沖洗20 min， 120 ℃條件下用氮氣吹干，待用。

優選的，所述放入恒溫箱中反應的條件為：反應溫度為50℃～70℃，反應時間為12～14 h。

所述步驟（b）中，所述4,5-咪唑二羧酸的氨水溶液的濃度≥30 mg/mL。

所述過量是指毛細管體積的2倍以上。