[發(fā)明專利]一種亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料的制備和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211380173.1
• 申請(qǐng)日: 2022-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115672295A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李輝;陳佳;邱洪燈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J20/281
• 分類號(hào): B01J20/281;B01J20/30;B01D15/20
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發(fā)明涉及一種亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料的制備及其應(yīng)用，屬于分離材料制備與分析技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)在柱[5]芳烴邊緣引入單醛基功能基團(tuán)，再與氨基化硅膠發(fā)生“席夫堿”反應(yīng)形成亞胺型柱[5]芳烴分離填料，進(jìn)而裝填成色譜柱。本發(fā)明中色譜填料制備過(guò)程采用乙醇作溶劑，方法綠色簡(jiǎn)單。單醛基柱[5]芳烴作用于硅膠表面鍵合量高、且對(duì)多環(huán)芳烴、烷基苯、胺類結(jié)構(gòu)、植物活性成分及同分異構(gòu)體均顯示出高度選擇性，分離范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柱[5]芳烴硅膠色譜填料，尤其涉及一種亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料制備，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域和高效液相色譜復(fù)雜成分分離分析領(lǐng)域。

背景技術(shù)

柱[n]芳烴是一類以氫醌衍生物為聚合單體、2,5-位亞甲基連接超分子大環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)聚合單體數(shù)目不同，可制得不同空腔尺寸結(jié)構(gòu)。在眾多的柱[n]芳烴（n = 5-15）系列中，柱[5]芳烴因疏水空腔可包封1,2-二氯乙烷溶劑小分子，并以其為模板熱力學(xué)控制下高產(chǎn)率得柱[5]芳烴而廣泛研究。柱[n]芳烴常用的合成方法有先衍生后聚合和先聚合后衍生方法，均在溫和條件（室溫）下三氟化硼乙醚、三氯化鐵或?qū)妆交撬岬嚷芬姿顾釣榇呋瘎?，多聚甲醛?jīng)脫水縮合所得。隨著深入研究，以柱[5]芳烴為模塊的出二聚、三聚、四聚柱[5]芳烴或柱[5]芳烴共價(jià)有機(jī)骨架已成功合成且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

柱[5]芳烴的規(guī)則性疏水空腔、富電子性、邊緣易修飾及主-客體作用等優(yōu)勢(shì)在構(gòu)筑超分子聚合物、生物材料及吸附分離材料方面得到廣泛應(yīng)用。且柱[n]芳烴富電子空腔可與缺電子客體或小尺寸客體間通過(guò)氫鍵、π-π和偶極-偶極作用等多種驅(qū)動(dòng)力可形成穩(wěn)定常數(shù)不同的絡(luò)合物，根據(jù)其穩(wěn)定常數(shù)不同而實(shí)現(xiàn)選擇性分離。另柱[n]芳烴的阿托異構(gòu)體結(jié)構(gòu)及平面手性性質(zhì)在對(duì)映體或同分異構(gòu)體材料構(gòu)筑或應(yīng)用方面具有研究潛力，且已實(shí)現(xiàn)二甲苯類異構(gòu)體、硝基苯類異構(gòu)體高選擇性分離。因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)、合成功能化結(jié)構(gòu)柱[5]芳烴，制備合成方法簡(jiǎn)單的色譜填料，并應(yīng)用于液相色譜復(fù)雜成分選擇性分離或鑒定具有重要應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料的制備方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多環(huán)芳烴、烷基苯、胺類結(jié)構(gòu)、植物活性成分及同分異構(gòu)體的鑒定分離。

一、亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料的制備

本發(fā)明亞胺型柱[5]芳烴色譜填料的制備，是溫和條件（室溫）下通過(guò)聚合反應(yīng)制得單溴丁氧基柱[5]芳烴，并引入4-羥基苯甲醛制得單醛基柱[5]芳烴，最后與氨基化硅膠經(jīng)席夫堿反應(yīng)制得亞胺型柱[5]芳烴分離材料。具體如下：

（1）單溴丁氧基柱[5]芳烴的合成

將聚合單體1-(4-溴丁氧基)-4-甲氧基苯和1,4-二甲氧基苯溶解到二氯甲烷溶液中，并加入聚合劑多聚甲醛、催化劑三氟化硼乙醚，室溫反應(yīng)2~2.5小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾掉溶劑，并用石油醚-乙酸乙酯柱層析分離，得單溴丁氧基柱[5]芳烴。其中，聚合單體1-(4-溴丁氧基)-4-甲氧基苯和1,4-二甲氧基苯的摩爾比為1:5~1:4；多聚甲醛的用量為聚合單體總摩爾量的1.0~1.2倍；三氟化硼乙醚的用量為聚合單體總摩爾量的1.0~1.2倍；石油醚-乙酸乙酯柱層析試劑中，石油醚與乙酸乙酯的體積比為20:1。

（2）單醛基柱[5]芳烴的合成

將單溴丁氧基柱[5]芳烴溶于乙醇中，然后依次加入4-羥基苯甲醛，催化劑碳酸鉀和碘化鉀，于80~85℃回流10~12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束石油醚乙酸乙酯柱層析得單醛基柱[5]芳烴。其中，溴丁氧基柱[5]芳烴與4-羥基苯甲醛的摩爾比為1:1.0~1:1.2；碳酸鉀的用量為溴丁氧基柱[5]芳烴與4-羥基苯甲醛總摩爾量的0.4~0.5倍；碘化鉀為溴丁氧基柱[5]芳烴與4-羥基苯甲醛總摩爾量的0.4~0.5倍。

（3）亞胺型柱[5]芳烴修飾硅膠色譜填料的制備