[發明專利]一種雜化多孔整體材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201810584148.2
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN110575824B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 歐俊杰;王妍;馬淑娟;葉明亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J20/282
• 分類號: B01J20/282;C08F220/18;C08F222/20;C08F2/48;C08F8/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種添加多面體低聚半硅氧烷試劑(POSS)的聚丙烯酸酯類雜化整體材料的制備。首先是將帶有巰基的多面體低聚半硅氧烷試劑與其他兩種丙烯酸酯類單體混合，加入致孔溶劑超聲溶解；通過紫外光引發，原位發生丙烯酸酯自聚反應以及巰基?丙烯酸酯點擊化學反應，即可得到該雜化整體材料。該整體材料制備過程簡單快速、反應條件溫和，并且具有均一的孔結構和良好的熱穩定性，可以應用于小分子化合物和復雜生物樣品的高效色譜分離分析。

技術領域

本發明涉及一種基于光引發的巰基自由基介導的聚合反應快速制備有機–無機雜化多孔整體材料及其制備方法和應用，具體是將經巰丙基三甲氧基硅烷修飾后含有八個巰基的多面體低聚倍半硅氧烷，丙烯酸酯類化合物和光引發劑在致孔溶劑中超聲溶解，利用光引發的丙烯酸酯自聚反應以及巰基–丙烯酸酯點擊化學反應(photoinduced thiol-eneclick polymerization reaction)原位形成有機–無機雜化多孔整體材料。通過調節單體的濃度、巰基的加入量和致孔劑的比例，最終可制備出一種具有優異色譜性能的多孔雜化整體材料，具體為一種雜化多孔整體材料及其制備和應用。

背景技術

近年來，微型化已經成為液相色譜的主要發展趨勢之一，同時也追求著高速分離和高柱效。因此，毛細管色譜就成為微納米尺度分離分析的領域中的研究熱點之一，它主要分為毛細管電色譜和毛細管液相色譜。毛細管柱是毛細管色譜分離中的核心，分離效果的優劣與毛細管柱固定相的化學和物理特性密切相關。多孔整體材料作為一種新型多孔微分離介質，具有高容量、快速分離和易于與質譜聯用等優點，已經廣泛應用于毛細管液相色譜。

根據多孔整體材料的基質不同性質，可將毛細管整體柱分為有機整體柱，無機整體柱和雜化整體柱三種類型。其中有機整體柱具有制備過程簡單、生物兼容性好、pH適用范圍寬等優點。但是，有機整體柱機械強度較差、穩定性不好，且在一些有機溶劑中易發生溶脹。許多研究人員致力于解決該問題，目前主要分為兩種方法。一種是系統地優化有機整體柱的制備條件，其中包括單體的、交聯劑的選擇、致孔劑的選擇、聚合時間和反應溫度的優化以及柱后衍生等，以此獲得令人滿意的多孔有機整體材料；另一種方法是在有機整體柱中加入納米粒子，利用其特殊的物理和化學性質來提高多孔有機整體材料的分離性能。

多面體低聚倍半硅氧烷是一種納米級的有機-無機雜化分子，由于其獨特的籠狀結構，具有多種優異的功能。所以，具有不同功能基團多面體低聚倍半硅氧烷試劑可以被用來制備雜化整體柱，發生自由基聚合、巰基為基礎的點擊化學和開環聚合等反應。利用一鍋法，將具有特定功能基團的多面體低聚倍半硅氧烷試劑添加到反應體系中，參與整體材料的制備。這就在一定程度上克服了無機整體材料和有機整體材料的缺陷，最終獲得機械強度高、制備過程簡單、性能優越的多孔雜化整體材料。

通過添加多面體低聚倍半硅氧烷試劑，使多孔雜化整體材料具有性能穩定、通透性好等優點。它可作為固定相被應用于毛細管液相色譜中，實現快速制備與快速分離。多孔雜化整體材料作為一種出色的色譜分離介質，可廣泛應用在藥物學、環境科學和生命科學等領域。

發明內容

本發明提供了一種基于丙烯酸酯自聚合反應和巰基–丙烯酸酯點擊化學反應制備多孔雜化整體材料的方法。具有是將含有八個巰基的多面體低聚倍半硅氧烷、兩種丙烯酸酯類單體、致孔劑和光引發劑通過超聲混合均勻，在紫外交聯儀中曝光，通過光引發的聚合反應制備有機–無機雜化整體材料。

本發明采用的技術方案為：

將經巰丙基三甲氧基硅烷修飾后的含有八個巰基的多面體低聚倍半硅氧烷、含有丙烯酸酯的兩個功能單體和光引發劑溶解在致孔溶劑中，超聲混合至成均勻透明溶液，利用巰基介導的逐步聚合反應制備出有機–無機多孔雜化整體材料，并根據不同的需求，通過調節單體濃度和致孔劑比例，可以制備出不同性質的有機–無機多孔雜化整體材料。