一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料的制備方法，屬于液相色譜領域。
【背景技術】
[0002]烷基鍵合硅膠具有優良的化學惰性和穩定性，其制備工藝便捷成熟，是反相色譜中應用最廣泛的填料。作為常規烷基鍵合硅膠的延伸，極性基團嵌入型烷基鍵合固定相進一步擴展了反相色譜固定相的種類和應用范圍，大大改善了極性分析物，尤其是堿性分析物的分離。
[0003]引入極性基團，特別是酰胺基團，最初是為了掩蔽殘余硅羥基與堿性分析物的不良作用，隨后研究人員發現該類型固定相對極性分析物的分離表現獨特，可以在高水含量流動相中穩定使用，極性基團增強了鍵合相的溶劑化效應。現已有商品化的酰胺嵌入C18固定相，如Agilent公司的Polaris amide C18和Ascentis RP amide，具有以下共同點:(I)具有反相特征；(2)對極性分析物表現出異于常規烷基固定相的選擇性；(3)適用于高水含量的流動相，甚至100%水相，不會發生困擾烷基鍵合固定相的“去浸潤”，保證了極性分析物的快速、高效、重復性分離；(4)對殘余硅醇基的屏蔽作用，對于易離解分析物，尤其是堿性的分析物，此類固定相可以得到超出常規烷基鍵合固定相的分離結果。酰胺嵌入型烷基固定相通常以酰氯和氨基之間的縮合獲得，如十八酰氯和氨丙基三乙氧基硅烷在縛酸劑存在下脫去氯化氫形成酰胺，但是該方法有很多缺點，如必須使用酰氯、額外需要縛酸劑，增加了成本，且操作繁瑣。因此，尋找一條便捷高效、成本低廉的新合成路線顯得尤為重要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種步驟簡單、易操作的酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料的制備方法。通過嫁接技術，使用3-異氰酸酯丙基三烷氧基硅烷與正構飽和脂肪酸(C12-C22)進行縮合制得新型N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，再將其鍵合至硅膠，制得一種新型酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料。
[0005]本發明的技術方案包括以下步驟:
(I)N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺的合成
在惰性氣體中，將3-異氰酸酯丙基三烷氧基硅烷預熱至120°C，分3?5次，間隔O?30min向其中投入正構飽和脂肪酸，投完后加熱至160° C，保持2?3h，冷卻至20?25° C，用正己烷溶解反應產物，40° C下真空干燥2?5h，冷卻結晶2?3h后析出N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺；
(2 )酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠的制備
硅膠在酸性條件下活化，100?150 °C下真空干燥6?12 h除去水分，將硅膠加入甲苯中，機械攪拌均勻，加入N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，加熱至回流24?48h，趁熱抽濾，依次用100° C甲苯、70° C熱乙醇、70° C乙醇-水、70° C水和60° C甲醇洗滌，真空干燥，得到酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠。
[0006]其中:步驟(I)中硅膠活化的酸性條件為，6?12g/L的鹽酸浸泡24小時，用水洗至中性;3_異氛酸酯丙基二燒氧基娃燒的燒氧基為丙氧基、乙氧基或甲氧基。
[0007]步驟(2)中甲苯須經過金屬鈉干燥和常壓蒸餾處理；乙醇-水混合洗滌溶液的體積比為2:1;酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠合成所涉及的真空干燥溫度為50?70 °C，時間為4?8 h。
[0008]本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、本發明采用嫁接技術，在微米尺寸硅球的表面固載了烷基酰胺基團，步驟簡單、容易操作、重復性好，合成的酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠填料作為固定相能夠兼容高水含量的流動相、柱效高、柱容量大、選擇性高的優點；酰胺的合成策略不同于常見的酰氯與氨基縮合策略，不使用溶劑、催化劑和縛酸劑。
[0009]2、本發明合成的酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠是一種具有多重作用機理的烷基鏈改性色譜填料，酰胺基團不僅可以參與氫鍵、偶極-偶極、電子轉移和J1-Ji作用，增強固定相與高水含量流動相的兼容性，還可以有效地屏蔽硅膠表面的殘余硅羥基，降低固定相的硅羥基活性。
[0010]3、本發明合成的酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠作為固定相在分離有機化合物時，具有較強的分子形狀轉識別能力，能極大地改善異構體的分離，例如多環芳烴、多氯聯苯和多溴聯苯醚。
[0011]4、本發明合成的酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠作為固定相時可使用純水作流動相，無有機溶劑，從而達到綠色環保的效果。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:酰胺嵌入型二十二烷基鍵合硅膠的制備(I) N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺的合成
在惰性氣體中，將7.17 g 3-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷預熱至120 °C，分3次，間隔1511^11向其中投入9.67 g二十二酸，投完后加熱至160 °C，保持2 h，待反應產物冷卻至20°C，用300 mL正己烷溶解反應產物，40° C下真空干燥2h，冷卻結晶2h得到13.2 g N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺，產率約85%。
[0013](2)酰胺嵌入型二十二烷基鍵合硅膠的制備
活化硅膠在真空140 ° C條件下干燥6 h，以去除硅膠吸收的水分，取10.0 g硅膠加入120 mL的甲苯中，機械攪拌均勻，加入7 g N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺，加熱至回流，保持24 h，趁熱抽濾，依次用100 mL的100 °C甲苯、200 mL的70 °C乙醇、200 mL的70 0C乙醇-水、100 mL的70 °C水和100 mL的60 °(:甲醇洗滌，真空干燥5 h，得到酰胺嵌入型二十二烷基鍵合硅膠，元素分析結果為碳含量19.20%，氮含量為0.89% ο
[0014]實施例2:酰胺嵌入型十八烷基鍵合硅膠的制備(I)N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺的合成
在惰性氣體中，將14.34 g 3-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷預熱至120 °C，分4次，間隔10 min向其中投入16.50 g十八酸，投完后加熱至160 °C，保持3 h，待反應產物冷卻至25°C，用450 mL正己烷溶解反應產物，40°C下真空干燥3h，冷卻結晶2h得到25 g N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺，產率約90%。
[0015](2)酰胺嵌入型十八烷基鍵合硅膠的制備活化硅膠在真空140 ° C條件下干燥6 h，以去除硅膠吸收的水分，取15.0 g硅膠加入120 mL的甲苯中，機械攪拌均勻，加入8 g N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺，加熱至回流，保持24 h，趁熱抽濾，依次用100 mL的100 °C甲苯、200 mL的70 °C乙醇、200 mL的70 °(:乙醇-水、100 mL的70 °C水和100 mL的60 °(:甲醇洗滌，真空干燥5 h，得到酰胺嵌入型十八烷基鍵合硅膠，元素分析結果為碳含量17.80%，氮含量為0.99%。
【主權項】
1.一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺的合成 在惰性氣體中，將3-異氰酸酯丙基三烷氧基硅烷預熱至120°C，分3?5次，間隔O?30min向其中投入正構飽和脂肪酸，投完后加熱至160° C，保持2?3h，冷卻至20?25° C，用正己烷溶解反應產物，40° C下真空干燥2?5h，冷卻結晶2?3h后析出N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺； (2)酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠的制備 硅膠在酸性條件下活化，100?150 °C下真空干燥6?12 h除去水分，將硅膠加入甲苯中，機械攪拌均勻，加入N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，加熱至回流24?48h，趁熱抽濾，依次用100° C甲苯、70° C熱乙醇、70° C乙醇-水、70° C水和60° C甲醇洗滌，真空干燥，得到酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠。2.如權利要求1所述的一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料方法，其特征在于:步驟(1)中硅膠活化的酸性條件為，6~12g/L的鹽酸浸泡24小時，用水洗至中性。3.如權利要求1所述的一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料方法，其特征在于:步驟(2 )中甲苯須經過金屬鈉干燥和常壓蒸餾處理。4.如權利要求1所述的一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料方法，其特征在于:步驟(2)中乙醇-水混合洗滌溶液的體積比為2:1。5.如權利要求1所述的一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料方法，其特征在于:步驟(2)中酰胺嵌入型烷基鍵合硅膠合成所涉及的真空干燥溫度為50?70 °C，時間為4?8 ho6.如權利要求1所述的一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料方法，其特征在于:步驟(I)的3-異氰酸酯丙基三烷氧基硅烷的烷氧基為丙氧基、乙氧基或甲氧基。
【專利摘要】一種酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料的制備方法，通過嫁接技術，使用3-異氰酸酯丙基三烷氧基硅烷與正構飽和脂肪酸（C12-C22）進行縮合制得新型N-（三烷氧基硅基丙基）烷基酰胺，再將其鍵合至硅膠，從而制得的一種新型酰胺嵌入型烷基鍵合液相色譜填料。整個反應過程不使用溶劑、催化劑和縛酸劑，合成填料作為固定相時可使用純水作流動相，無有機溶劑，從而達到綠色環保的效果。
【IPC分類】B01J20/286, B01J20/30
【公開號】CN105597715
【申請號】CN201610015891
【發明人】張明亮, 韓海峰, 范大雙, 文卡特, 尤慧艷, 張大兵
【申請人】江蘇漢邦科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月12日