[發(fā)明專利]一種五蝶烯類功能材料、制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112390943B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 齊美玲;段瑞娟
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C08G65/331
• 分類號: C08G65/331;G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;楊志兵

本發(fā)明涉及一種五蝶烯類功能材料、制備方法及其應用，屬于氣相色譜技術領域。所述功能材料的結構式如下：將EPE與三乙胺溶解于有機溶劑中，冰浴下滴加對甲苯磺酰氯，制得EPE?TOS；將PPOH與EPE?TOS、碳酸鉀加入到有機溶劑中，加熱回流，反應結束后，冷卻，分離純化，得到五蝶烯類功能材料。所述功能材料可以作為色譜固定相用于GC分析測定，對不同種類和性質的分析物及其異構體具有高選擇性分離性能，能夠滿足GC分析測定的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種五蝶烯類功能材料、制備方法及其應用，具體涉及一種在五蝶烯三維剛性骨架上鍵合三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的功能材料、其制備方法以及作為氣相色譜固定相的應用，屬于氣相色譜技術領域。

背景技術

毛細管柱氣相色譜法(GC)廣泛用于化工、石化、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領域中各類樣品的測定。在GC分析中，固定相的選擇性是決定樣品中各組分色譜峰之間分離程度的關鍵因素。目前常用的固定相主要有聚硅氧烷類和聚乙二醇類，這些固定相的選擇性多限于某種類型或性質的分析物，而對其他分析物的選擇性較低。由于實際樣品中常含有不同類型或性質的組分及其理化性質極為相近的異構體)，上述固定相的選擇性和分離性能難以滿足實際樣品分析測定的需求。因此，發(fā)展新型綜合分離性能高的固定相對于色譜分析測定具有重要應用價值。

五蝶烯是由五個苯環(huán)通過橋頭的碳原子之間相互鉸鏈而成的十一環(huán)化合物，具有三維剛性H形分子結構，經衍生化可以制備得到不同性能的功能材料。目前，五蝶烯類功能材料的研究及應用主要集中在超分子化學、材料化學等領域。五蝶烯結構單元具有三維開放性富π電子空腔、高熱穩(wěn)定性等特性，用于構建新型氣相色譜固定相具有重要的應用價值。我們前期研究了五蝶烯醌的分離性能，證明了五蝶烯類材料作為色譜固定相的可行性和應用潛力。迄今為止，目前國內外未見其他五蝶烯類材料在色譜分離領域的研究報道或應用。前期研究的五蝶烯醌的分子結構比較單一、與分析物之間的分子作用種類少，限制了其色譜選擇性；其色譜柱惰性偏低，在分離醇、酚和胺時易出現(xiàn)明顯的峰拖尾現(xiàn)象，進而影響了這些分析物及其異構體的分離和分析測定。針對上述問題，本發(fā)明提供了一種新型五蝶烯類功能材料(簡稱PEPE)并用于氣相色譜分析測定。所述發(fā)明材料為新材料，目前國內外未見報道。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種五蝶烯類功能材料(簡稱：PEPE)，制備方法及其應用。本發(fā)明通過在五蝶烯三維剛性骨架上鍵合三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO，簡稱：EPE)制備得到五蝶烯類功能材料，所述功能材料可以作為色譜固定相用于GC分析測定，對不同種類和性質的分析物及其異構體(如：烷烴、醇、鹵代苯、胺和酚)具有高選擇性分離性能，能夠滿足GC分析測定的要求。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

一種五蝶烯類功能材料，所述功能材料的結構式如下：

其中：R為H或者

x、y、z分別表示各結構單元重復數(shù)目；

當R為H時，即為單取代五蝶烯材料，其相對分子質量為845～2446；

當R為時，即為雙取代五蝶烯材料，其相對分子質量為1228～4429，五蝶烯骨架兩側的取代基團結構相同。

一種本發(fā)明所述五蝶烯類功能材料的制備方法，所述制備方法步驟如下：

1)在保護氣體保護下，將EPE與三乙胺溶解于有機溶劑中，冰浴下攪拌，冰浴下滴加對甲苯磺酰氯，在37℃～39℃的溫度下反應，反應時間大于等于48h，分離純化，制得EPE對甲苯磺酰衍生物(簡稱：EPE-TOS)。

其中，所述保護氣體為惰性氣體或氮氣，優(yōu)選保護氣體為氮氣。

所述有機溶劑為二氯甲烷或三氯甲烷。

優(yōu)選EPE與三乙胺的摩爾比為1:2.6～1:3.0。