混合型硅胶基质高效液相色谱填料的制备与表征

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1、万方数据第40卷第4期2013正北京化工大学学报(自然科学版)JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)V01．40，No．42013混合型硅胶基质高效液相色谱填料的制备与表征刘丽娜1张庆合2杨俊佼¨(1．北京化工大学理学院，北京100029；2．中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所，北京100029)摘要：以自制的高纯硅胶微球为原料，通过与二甲基十八烷基甲氧基硅烷、7一氨丙基三乙氧基硅烷、碘甲烷等一系列物质键合，合成

2、了一种新型的反相／离子型混合硅胶基质色谱柱填料。经元素分析、红外光谱、”si固体核磁共振和差热热重等分析手段对硅胶基质混合固定相进行了表征；以甲醇和水作为二元流动相，对尿嘧啶、苯酚、对氯硝基苯和萘进行了色谱分离。结果表明，色谱峰的不对称因子为0．95—1．10，萘的理论塔板数92000块／m，分离度均在4．0以上。关键词：硅胶；混合固定相；液相色谱中图分类号：0658引言高效液相色谱(HPLC)是一种高效分离技术，而色谱柱是高效液相色谱的核心组成部分，开发新型柱填料、揭示其分离机制是当前HPLC领域的研究

3、热点。硅胶因具有良好的机械强度、表面易于改性等优点，是应用最为广泛的色谱填料材料¨。31。硅胶表面的化学键合修饰是目前最为常用的硅胶表面改性方法H1。传统的硅胶基质高效液相色谱固定相通常是键合单层烷基分子链，如CmC。、CN等”“1。碳十八键合硅胶固定相具有强疏水表面，能够很好分离分析常规的大多数中性有机化合物，但是对于强极性化合物的分离很困难，尤其当被分离的物质极性差异较大时，C。。色谱柱的分离更加困难，同时也由于其表面的强疏水性，使得这种固定相的色谱柱不宜使用水占比例过大的流动相。最近研究¨q1表明当

4、色谱填料键合表面由长链C，。和短链(C。、氨基、CN、硝基苯等)共同组成时出现协同作用，所得的混合固定相可提供与传统C，。反相填料不同的选择性、协同多功能性以及空间位阻特性，可以有效地解决C，。固定相本身所存在的一些问题。依据制备方法的不同，混合固定相填料分为物理混合柱填料和化学键合混合柱填料。物理混合柱填料是收稿日期：2013—03—04第一作者：女，1986年生，硕士生}通讯联系人E-mail：yangjj@mail．buct．edu．cn将两种选择性不同的材料混合装填色谱柱，这种方法操作简单但很难达

5、到均匀混合；化学键合混合固定相是将具有不同分离性能的功能团通过化学作用连接到同一柱填料的基质表面，可以通过不同的化学反应过程对不同分离性能的功能团在柱填料表面的分配进行控制，因此化学键合柱填料的均一性比较好¨0。11]，在液相色谱柱填料领域具有广泛的应用前景。本文以自制的高纯多孔球形硅胶为原料¨“，通过键合长链的二甲基十八烷基甲氧基硅烷及彻底甲基化的短链y．氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，得到了十八烷基、7．季铵丙基键合硅胶的混合色谱柱填料，并通过元素分析、红外光谱、固体核磁及差热热重等手段对该混合柱填

6、料进行了表征，使用酸性、碱性和中性样品对该混合型色谱柱的分离性能进行了评价。1实验部分1．1实验原料硅胶，实验室自制‘121，各项参数如表1所示。表1自制硅胶参数Table1Parametersofhome．madesilica二甲基十八烷基甲氧基硅烷，分析纯，美国Ge—lest公司；y一氨丙基三乙氧基硅烷，分析纯，成都艾科万方数据第4期刘丽娜等：混合型硅胶基质高效液相色谱填料的制备与表征达化学试剂有限公司；碘甲烷，分析纯，西亚试剂；甲醇，甲苯，二氯甲烷，丙酮，对甲苯磺酸，均为分析纯，北京现代东方精细化学

7、品有限公司。1．2制备方法1．2．1硅胶基质混合固定相的合成称取5g硅胶加入到三口瓶中，加入100mL干燥的甲苯，在机械搅拌下加热回流；0．5h后加入0．82g二甲基十八烷基甲氧基硅烷(C。。)，及0．5g对甲苯磺酸催化剂，搅拌下加热回流4h；之后加入1mLT-氨丙基三乙氧基硅烷，再搅拌回流；然后冷却至室温，加入1．5mL碘甲烷，再在室温下搅拌1h。反应结束后分别用甲苯、丙酮、甲醇等洗涤数次，即得到硅胶基质混合固定相(硅胶表面同时具备阳离子和反相官能基团)。其键合反应的过程如图1所示。户一Si--OH⋯印

8、革‰％一赛‰毗。幸OCH2咀CH,卜毗一_≥Si--OHCH3”二三si-ORO。CH2CH3o；si—o—R／ocH2CH，n；si—O--si<(cH也一NH2+CH3CH20H“≥si--O--RocH2CHJ≥了Si一--。O二--sRi《：H+CH)《o≥Si--O二--≮R／O㈣CH群2CH3了SI--)，--NH2+H31(35[量)7Sl0ROCHCHOROCHCH毫n‘o一5i<(cH2n．≥sj—o—si<