[發明專利]一種離子液體功能化有機聚合整體柱及制備方法

在審

• 申請號: 201610291903.9
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105771318A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 謝增鴻;王家斌;林旭聰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01D15/22
• 分類號: B01D15/22;B01J20/285;B01J20/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域：

本發明屬于整體柱材料制備領域，具體涉及一種離子液體功能化聚合整體柱及其制備方法。

背景技術：

離子液體是由有機陽離子和無機/有機陰離子這兩個不對稱的部分組成的新型功能材料，以離子液體作為功能化基團的整體柱已在毛細管液相色譜（CLC）以及毛細管電色譜（CEC）得到了應用。在整體固定相上引入了離子液體基團后，整體固定相擁有了離子液體的某些特點，使得固定相具備了親水相互作用（HI），陰離子交換、陽離子排斥、H-H相互作用、π-π相互作用等分離性能。

目前，離子液體功能化整體柱的制備方法主要有整體柱固定相表面修飾離子液體和直接聚合帶乙烯基的離子液體。離子液體功能化整體柱主要通過整體柱固定相表面修飾離子液體的方法制備的。Han等報道了氯丙基功能化以及巰丙基功能化兩種不同的有機-硅膠雜化整體柱，分別通過化學修飾N-甲基咪唑和1-乙烯基-3-辛基咪唑，在同一分離柱上也實現了多種分離模式。Zhang等通過將N-甲基咪唑的離子液體化學鍵合到無機硅膠整體柱，實現了離子液體功能化整體柱的制備，有效地實現了無機離子、苯酚類物質、苯甲酸類物質、烷基苯等不同類型化合物的分離。使用直接聚合的方法制備離子液體功能化整體柱，方法簡單，無需二步修飾。Wang等以1-乙烯基-3-辛基咪唑氯鹽（ViOcIm⁺Cl^-）為離子液體功能單體，結合甲基丙烯酸十二烷基酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，通過自由基熱引發交聯共聚制備有機聚合物離子液體整體柱。

自由基引發聚合是有機聚合物整體柱制備的主要方法。由于聚合物鏈的增長發生在用于自由基的鏈末端，其反應活性位點少；且隨著聚合反應的進行，反應物濃度不斷下降，聚合物空間位阻不斷增大，其反應速度也不斷下降，導致了使用該技術制備離子液體功能化整體柱十分費時（一般需要熱引發15-24小時）。開拓離子液體功能化整體柱制備新技術十分值得期待。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種離子液體功能化聚合整體柱及其制備方法。本發明基于熱引發縮合聚合，將親核試劑、可質子化試劑、含親核基團的離子液體試劑和催化劑一步聚合而成，形成了離子液鍵合的樹酯整體柱，避免了常規方法中離子液整體柱自由基聚合反應時間長的不足；同時制備的整體柱鍵合修飾了羥基、咪唑基等功能基團，在同一根色譜柱上具備親水相互作用、氫鍵相互作用、離子交換/離子排斥作用、π-π作用等不同的分離模式，發展具有多作用模式的離子液功能化聚合整體柱，用于滿足中性或帶電荷的極性物質的高效分離。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

1、所述的一種離子液體功能化有機聚合整體柱，由親核試劑、可質子化試劑、含親核基團的離子液體試劑和催化劑一步聚合合成；按質量百分數之和為100%計，各組分占整體柱組成總質量的百分比為：親核試劑35~48%，可質子化試劑39~52%，含親核基團的離子液體試劑3~6%，催化劑10%；

所述的親核試劑為帶有酰胺基官能團的親核試劑；

所述的可質子化試劑為帶有醛基官能團的可質子化試劑；

所述的含親核基團離子液體試劑為帶有酰胺基官能團的室溫離子液體；

所述的催化劑為可提供質子的酸性溶液。

2、所述帶有酰胺基官能團的親核試劑為尿素溶液；所述帶有醛基官能團的可質子化試劑為甲醛溶液；所述的帶有酰胺基官能團的室溫離子液體為N-乙酰基-1-氨丙基-3-甲基咪唑溴鹽離子液體；所述的可提供質子的酸性溶液為無機酸水溶液。

3、所述的尿素溶液為濃度0.70g/L以上至飽和的尿素水溶液；所述的甲醛溶液為質量濃度40%的甲醛水溶液；所述的無機酸水溶液為0.10mol/LHCl溶液。

4、所述的離子液體功能化有機聚合整體柱的制備方法，包括以下步驟：

1）毛細管空柱的預處理：

毛細管內壁硅羥基活化：用0.1的HCl溶液沖洗毛細管空柱15分鐘，然后用去離子水沖洗10分鐘，接著用1mol/L的NaOH沖洗3小時，再用用去離子水沖洗15分鐘，接著甲醇沖洗15分鐘，在50℃下氮氣吹干待用；

毛細管內壁鍵合氨基：在步驟1）處理過的毛細管空柱中注入甲醇與氨丙基三甲氧基硅烷體積比為1∶1的混合物，在60℃下反應12小時，使毛細管壁上鍵合帶氨基的硅烷化物質；用甲醇沖洗15分鐘；在70℃下氮氣吹干待用；