高容量离子色谱固定相及形成方法

专利名称：高容量离子色谱固定相及形成方法
高容量离子色谱固定相及形成方法
背景技术：
本发明涉及适用于色谱介质中的涂布离子交换材料，以及形成这种材料的方法。在液相色谱的一种形式中，柱填充有具有官能性活性表面的离散有机聚合物小粒或颗粒介质。已知用于进行液相色谱的材料，其中只有色谱支承材料的薄外表面可用于离子与液体介质的活性交换。例如，Small等人的美国专利No. 4，101，460描述了一种离子交换组合物，所述组合物含有组分A，一种在其可用表面上具有离子交换位点的不溶性合成树脂基底；和组分B，一种细微分割的不溶性材料，通过静电力不可逆地与其结合。组分B通常自胶乳沉积到组分A上。关于胶乳涂布工序的不足在于，为了制得优化的填充柱，可能花费大量的时间，例如数天或甚至数周。这类工序通常需要在填充柱之后施加涂层，这与在填充前可以提供成品的合成方法相比增加了制造时间和劳动。这是因为，可以更为有效地以大批次而不是以柱并柱基础进行填充。而且，胶乳合成通常限于水不溶性单体，显著地限制了可用单体的选 择。具有不可逆地结合至载体颗粒的外表面的离子交换成层颗粒的其它微粒床材料在Barretto的美国专利No. 5, 532, 279中有述。在一个实施方案中,Barretto描述了通过使合适的分散剂与水溶液中的单体(所述单体不溶于所述水溶液中)接触来形成配合物。在用于悬浮聚合的适合条件下，单体将聚合以形成树脂载体颗粒，所述树脂载体颗粒具有不可逆地结合至这些颗粒的分散剂。细的合成成层颗粒结合至载体颗粒。披露了用于不可逆结合的多个其它实施方案。离子色谱介质的另一种形式是如下制得的将预制聚合物的溶液与包括离去基团的饱和碳链骨架在氢吸引条件下结合从而使预制聚合物在自由基催化剂的存在下结合至基底来形成涂层，所述自由基催化剂从碳链中移除离去基团以形成共价键。参见Srinivasan的美国专利No. 6，074，541。披露了该涂层与多种基底一起使用，所述基底包括用于填充床中的导管的内壁或颗粒。离子色谱的重大应用是分析水例如表面水和井水。世界范围的市政设备采用离子色谱来量化适合人消耗的水。取决于来源、储藏和处理条件，水的离子含量显著变化。在含有高水平的基质离子如氯离子、硫酸根和碳酸氢根的样品中，检测痕量的离子如溴酸根或亚氯酸根或高氯酸根具有挑战性。用于水的离子分析的方法包括直接注射和分析，或者在直接注射分析之前预处理样品。优选直接注射，但是，该方法的应用对于具有高基质含量的一些样品而言由于当前可得的固定相的有限容量而受限。一种替代的方法是追捕与心脏切割结合的样品中离子的预浓度或者在分析之前移除基质离子的一些方式。心脏切割方法为二维方法，其中基质离子在第一维度上分离或者移除，使得能够分析感兴趣的离子。基质离子还利用具有一个或多个预处理管柱(cartridge)的样品预处理来移除。例如，使用基于钡形式阳离子交换树脂的管柱从样品基质中移除硫酸根。以上讨论的方法为多步工艺，具有多个阀配置、复杂管道或者为劳动密集型。因此，简化含有基质离子的样品的分析方法是有利的。具有独特的提高容量结构的离子交换相将便于分析。为了克服现有固定相的一些局限性，近来介绍了一种新的相以及制得该相的方法(美国专利No. 7，291，395)。该方法和相依赖于胺-环氧化物基化学从而在离子交换相的基底之上生长亲水性超支化的结构。这种结构类型不具有现有技术相的互穿聚合物的局限性，并且显示出优异的效率。然而，这些相的容量，能够被提高以便于具有高基质离子浓度的样品的直接注射。高容量离子交换相应当在不使固定相过载的情况下提供感兴趣物类的高分辨率，特别是相较于基质离子的高分辨率，以及处理高基质离子浓度的能力。这些相还应当允许对痕量水平的不同于基质离子的离子的量化并且具有独特的选择性以促进感兴趣物类的分离。此外，可取的离子交换材料将耐受结合基质离子，防止这些离子与固定相相互作用以及降低该相的可用容量。本发明提供这样的高容量固定相以及制备和利用它们的方法
发明内容
本发明提供对于用于色谱、例如离子色谱的高容量固定相的新设计。所述固定相包括接触并且至少部分地涂布所述固定相的基底的第一聚合物层。第一聚合物层充当通常基于一种或多种缩聚产物的高度超支化聚合物结构的结合的基础，并且在多个实施方案中，生长和结合的基础。多个组分在形成第一聚合物层和超支化聚合物结构中具有用途，由此提供可以操纵为具有期望性质如离子容量、离子选择性等等的固定相。示例性的缩合聚合物通过至少一种多官能的化合物与至少一种具有互补反应性的化合物的反应来形成，例如亲核多官能化合物与亲电化合物反应。在一个示例性的实施方案中，第一聚合物层包括可达到进来的反应性单体或聚合物的反应性官能团，所述反应性单体或聚合物与变得结合至第一聚合物层的官能团起反应。所述反应性单体或聚合物带有反应性官能团，所述反应性官能团具有与第一聚合物层上的反应性官能团的反应性互补的反应性。例如，当第一聚合物层包括乙烯基反应基团时(例如，当第一聚合物层为苯乙烯层时)，进来的单体或聚合物带有与苯乙烯层的乙烯基部分反应的反应性官能团。进来的单体或聚合物上的一种示例的反应性官能团为乙烯基双键。当第一单体或聚合物结合至第一聚合物层时，该层可以被进一步精心设计。在不同的实施方案中，结合至第一聚合物层的层通过缩聚的利用来精心设计。本发明提供多个优点。例如，水解稳定的离子交换材料可以在各种各样的基底上容易地形成。而且，在第一聚合物层之上形成的缩合聚合物的亲水性理想地适用于离子的分离，提供溴酸根与氯化物的优异分辨率以及溴酸根和氯酸根二者与硝酸根的优异分辨率。缩合聚合物可以由各种各样的市售试剂来形成以使得能够制备具有最优选择性的材料用于特定的分离要求。在柱填充有基底之后，可以将第一聚合物层和后续的缩合聚合物层施加到基底，便于适合涂布化学的快速筛选。此外，还可以在浆料条件下或者在填充床中将涂层施加到基底以提供合适的合成规模用于大规模生产、使得制造成本最小化。涂布工艺可以在反应过程中的任何阶段被中断用于测试，而不妨碍反应过程。然后可以基于中间测试数据重新恢复涂布工艺。在其中缩合聚合物涂布是基于环氧化物化学以及由多官能环氧化物和多官能胺生产的密切相关的类似物的多个实施方案中，反应产物是UV透明的，使得其适合用于固定相内的被分析物的直接检测，条件是所述材料被施加到适合的UV透明基底上。另外，使缩合聚合物结合至涂布有第一聚合物层的基底，现在不仅可以实现此前只有利用胶乳涂布的基底才可实现的改进的色谱性能，而且显著提高了所得的离子交换材料的容量。得来这些改进，而没有牺牲此前只有使用接枝聚合才可得到的间歇合成的益处。本发明的离子交换介质合成方法产生了具有出乎意料高的离子容量的离子交换介质。在一个示例性的实施方案中，在基底上结合或者合成并且结合第一聚合物层之后，所得的涂布基底通过使一种或多种缩聚产物在所述涂布基底上结合或者生长并且结合来修饰。在多个实施方案中，缩合产物基于美国专利No. 7，291，395中描述的胺环氧化物化学从而在基底上的第一聚合物层之上产生高度超支化结构。第一聚合物层的有机聚合物链上的多个锚定点用来使缩合聚合物结合至基底。净结果是在一个示例性的实施方案中，在相表面上均一延伸并且提供基底和第一聚合物层表面的优异覆盖的高度超支化结构。由于本发明的独特固定相结构(其中第一聚合物层提供用于锚定在于第一聚合物层上生长的超支化结构的多个点)，固体相致密地覆盖有超支化结构。此外，在本发明的固定相中，通过将第一聚合物层插入基底表面和高度支化结构之间从基底自身的表面移走用于高度支化结构的锚定点。 所述方法包括(a)通过选自以下的方法使第一聚合物层结合至所述基底(i)聚合至少第一可聚合单体，所述第一可聚合单体具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团，与所述基底接触；和(ii)结合具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团的完好聚合物，由此形成带有反应性或带电官能团的第一聚合物层，所述第一聚合物层结合至基底。所述方法还包括(b)使选自以下的化合物在第一聚合物层涂布的基底存在下反应以形成第一缩合聚合物反应产物(i)至少第一胺化合物，其含有选自氨、伯胺和仲胺的反应性氮基团；(ii)至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述氮基团反应的官能部分；和(iii)它们的组合。缩合反应产物结合至第一聚合物层并且包括选自反应性氮基团、源自多官能化合物的反应性官能团和它们的组合中的基团。本发明的另一实施方案是用于离子色谱的固定相。示例性的固定相由本发明的方法制得。该实施方案的一个实例基于基底，所述基底涂布有与所述基底接触的第一聚合物。该第一聚合物充当用于缩合聚合物的锚定物，所述缩合聚合物至少包含第一和第二缩合聚合物反应产物。第一反应产物结合至与所述基底接触的聚合物涂层并且包括至少第一胺化合物和至少第一多官能化合物的第一缩合聚合物反应产物，以及第二缩合聚合物反应产物，所述第一胺化合物含有选自氨、伯胺和仲胺的胺基团，所述第一多官能化合物具有至少两个与所述胺基团反应的官能部分，第二缩合聚合物反应产物包含所述至少第一胺化合物或所述至少第一多官能化合物与至少第二胺化合物或第二多官能化合物的反应产物。本发明的其他实施方案、目的和优点显见于以下的详细描述。


图I是显示利用本发明的宽孔固定相的7种阴离子的混合物的离子色谱分析的色谱图。图2是显示利用根据美国专利No. 7，291，395的方法制得的宽孔磺化固定相的7种阴离子的混合物的离子色谱分析的色谱图。图3是显示利用本发明的微孔固定相的7种阴离子的混合物的离子色谱分析的色谱图。图4是显示利用根据美国专利No. 7，291，395的方法制得的微孔磺化固定相的7种阴离子的混合物的离子色谱分析的色谱图。图5是显示利用本发明的宽孔固定相按照瓶内合成的氟离子和硫酸根的离子色谱分析的色谱图。图6是显示利用本发明的宽孔固定相按照瓶内合成的氟离子和硫酸根的离子色谱分析的色谱图。在该实例中，第一聚合物层的单体浓度是用于产生图5的材料的浓度的大致2倍。图7是显示利用根据美国专利No. 7，291，395的方法制得的宽孔磺化固定相的氟离子和硫酸根的离子色谱分析的色谱图。图8是显示利用根据美国专利No. 7，291，395的方法制得的宽孔磺化固定相的氟 离子和硫酸根的离子色谱分析的色谱图。在比实施例7更高的温度下进行更长时间的磺化。图9是显示对聚丙烯酸基质中的硫酸根样品而言峰面积对运行次数图的excel表。本发明的固定相用作相对来自Dionex公司的商业产品(迹线B)的浓缩色谱柱(迹线A)。
具体实施例方式根据本发明的一个实施方案，提供一种在存在第一聚合物层的基底上制备离子交换涂层(例如，色谱介质)的方法。所述方法包括(a)通过选自以下的方法使第一聚合物层结合至所述基底(i)聚合至少第一可聚合单体，所述第一可聚合单体具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团，与所述基底接触；和(ii)结合具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团的完好聚合物，由此形成带有反应性或带电官能团的第一聚合物层，所述第一聚合物层结合至基底。所述方法还包括(b)使选自以下的化合物在第一聚合物层涂布的基底存在下反应以形成第一缩合聚合物反应产物(i)至少第一胺化合物，其含有选自氨、伯胺和仲胺的反应性氮基团；(ii)至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述氮基团反应的官能部分；和(iii)它们的组合。缩合反应产物结合至第一聚合物层并且包括选自反应性氮基团、源自多官能化合物的反应性官能团和它们的组合中的基团。在另一个示例性的实施方案中，本发明提供一种用于制备基底负载的离子交换介质的方法。所述方法包括如上所述的步骤(a)，和(b)使完好聚合物与所述官能团反应，所述完好聚合物含有能够与所述官能团反应的聚合物反应性官能部分，由此使完好聚合物结合至所述聚合物涂布的基底。在多个实施方案中，完好聚合物为通过多官能环氧化物单体和胺单体例如1，4- 丁二醇二缩水甘油醚和甲胺的反应所形成的缩合聚合物。在一个示例性的实施方案中，第一聚合物层包括可达到进来的反应性单体或聚合物的反应性官能团，其与变得结合至第一聚合物层的官能团起反应。所述反应性单体或聚合物带有反应性官能团，所述反应性官能团具有与第一聚合物层上的反应性官能团的反应性互补的反应性。例如，当第一聚合物层包括乙烯基反应基团时(例如，当第一聚合物层为丙烯酰基层时)，进来的单体或聚合物带有与丙烯酰基层的乙烯基部分反应的反应性官能团。进来的单体或聚合物上的一种示例性反应性官能团为乙烯基双键。当第一单体或聚合物结合至第一聚合物层时，所得的“第二”层可以被进一步精心设计。在不同的实施方案中，结合至第一聚合物层的层通过缩聚的利用来精心设计。在利用缩聚来精心设计第一聚合物或结合至第一聚合物层的层的实施方案中，所述精心设计是经由带有反应性氮基团的单体或聚合物和氮-反应性多官能化合物的反应，其各自可以自身为单体的或聚合物的。在一个实例中，含反应性氮的化合物和多官能化合物与带有第一聚合物层的基底(或第一聚合物层上的“第二”或较高次序的层)合并。反应在缩聚条件下进行以至少提供第一聚合物层上的缩合聚合物的第一层或者结合至第一聚合物层的层。例如，具有反应性氮原子的胺和二环氧化物在缩聚条件下与基底结合并且缩合聚合物层设置在与基底结合的第一聚合物层上。在多个实施方案中，具有第一聚合物层的基底与缩聚循环中的各个反应物相接触。因而，在一个实施方案中，第一聚合物层上的层带有反应性氮官能团。该反应性基底与多官能化合物在缩聚条件下反应以形成缩合聚合物，所述多官能化合物与反应性氮官能团 反应。类似地，具有多官能化合物(或源自多官能化合物的反应性官能团)的第一聚合物层上的层可以与反应性氮部分在缩聚条件下起反应以形成缩合聚合物的层。如本文所用的术语“反应性氮”是指具有至少一个允许其与反应性官能团如多官能化合物上的基团或者源自多官能化合物的反应性官能团反应的打开(多余)键的氮原子。该术语的示例性使用与缩聚反应中含进来氮的胺反应物有关。该术语还用于指代作为本发明固定相的聚合物层的组分的氮原子。因而，在甲胺的情况下，在其已经与多官能化合物的反应性官能团反应从而变成仲胺后，氮原子被称为“反应性氮”原子。在仲胺与反应性官能团进一步反应以形成叔胺之后，氮原子被称为“反应性氮”原子。当氮原子被季铵化的第三反应循环之后，其不再被称为“反应性氮”原子。那些技术人员将理解，当反应性氮原子源自氨、伯胺、仲胺或叔胺时，类似的讨论也适用。术语“多官能化合物”是指任何具有不止一个反应性官能团的化合物。示例性的多官能化合物包括两个或更多个经由取代的或未取代的烷基或杂烷基连接部分而连接的反应性官能团。示例性的连接部分包括具有1-20个碳原子并且任选地包含0-12个杂原子的那些。示例性的连接部分包括具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或更多个碳原子的那些。多官能化合物上的反应性官能团在本文中被称作“多官能化合物反应性官能团”。术语“源自多官能化合物的反应性官能团”是指已经通过至少一个缩聚循环的多官能化合物的反应性官能团；然而，源自多官能化合物的反应性官能团在该特定反应循环中并不反应，并且保持反应性。因而，在二环氧化物的情况下，如果环氧化物基团之一在与例如，胺部分的反应循环之后保持未反应，则未反应的环氧化物被称为“源自多官能化合物的反应性官能团”。那些技术人员将理解，当多官能化合物包括多于两个反应性官能团和/或包括并非环氧化物的官能团时，类似的讨论也适用。因而，例如，该讨论与二胺、三胺、二羧酸、三羧酸、三环氧化物等相关。因而，在一个示例性的实施方案中，本发明提供一种通过使涂布有第一聚合物层的基底与选自具有官能团的单体和聚合物中的组员反应而形成聚合物涂布的基底的方法，所述官能团选自反应性官能团和带电官能团。所述方法包括使具有第一聚合物层的基底与单体或聚合物在适于使所述聚合物结合至第一聚合物层或者使所述单体聚合的条件下接触，由此将其结合至第一聚合物层。在多个实施方案中，所述方法还包括(C)使第一缩合聚合物反应产物与选自以下的化合物反应(i)第二胺化合物，其含有选自氨、伯胺、仲胺和叔胺的第二反应性氮基团，此时源自多官能化合物的反应性官能团存在于第一缩合聚合物产物中，和(ii)第二多官能化合物，其具有至少两个与第一氮基团反应的第二反应性官能团，此时第一反应性氮基团存在于第一缩合聚合物中，由此形成第二缩合聚合物反应产物。如将被理解的是，该步骤与其中步骤(b)涉及聚合物原位形成或者完好聚合物的结合的实施方案相关。在其中形成缩合聚合物的各个步骤，一个或多个反应性胺基团和源自多官能化合物的反应性官能团的存在于所述缩合聚合物中。在多个实施方案中，这些基团存在于基底的“外部”或“表面”上。如本文所用的术语“外部”和“表面”具有它们的正常含义并且还包括操作定义所述基团可达到进来的反应物例如胺、多官能化合物或其他化合物。基底表面上的聚合物涂层可以是亲水性或疏水性聚合物。用于有机聚合物层的合适聚合物包括但不限于聚亚烷基的取代或未取代的聚合物或共聚物、聚酯、聚胺、聚酰胺、·聚醚、聚磺酸酯、多氧化物、聚亚烷基二醇、聚苯乙烯基聚合物、聚缩醛、多氯化物、多糖、聚碳酸酯、单烯键式不饱和单体的聚合物、聚亚乙烯单体的聚合物，以及以上聚合物的混合物和共聚物。在多个实施方案中，第一聚合物层是亲水性的并且具有极性或带电的官能团，使得聚合物溶于水，或者能够吸水。聚合物选择为使得它们允许经由静电键接的锚定位点如聚丙烯酸中的阴离子羧酸根位点或者允许反应性位点(例如，反应性官能团)用于与胺、环氧化物或当情形可以如此时的其他反应性物类反应。例如，带有卤素或其他离去基团(例如，乙烯基苄氯)的反应性位点可以与胺反应，或者聚丙烯酸中的羧基可以与环氧化物反应并且根据本发明进一步改性。示例性的聚合物包括但不限于藻酸酯、烷基和羟烷基纤维素、羧甲基纤维素及其盐、角叉菜胶、纤维素及其衍生物、明胶、结冷胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、马来酸共聚物、甲基丙烯酸共聚物、甲基乙烯基醚/马来酸酐共聚物、果胶、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐、聚乙二醇、环氧乙烯-环氧丙烯共聚物、聚乙烯亚胺、聚环氧乙烯、聚环氧丙烯、透明质酸、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯、肝磷脂、聚乙烯基吡咯烷酮、硫酸软骨素、壳聚糖、糖胺聚糖、环糊精、糊精、硫酸葡聚糖、醋酸纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、纤维素、聚丙二醇、聚丁二醇、多肽、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰亚胺、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯和磺化聚苯乙烯、聚乙酸乙烯基酯、聚乙烯醇、聚乙烯基胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基磺酸)、淀粉及它们的衍生物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、巴豆酸共聚物、黄原胶，以及其衍生物和共聚物。如上所述，本发明的固定相可以通过将一个或多个完全形成的聚合物层结合至涂布有第一聚合物层的基底来组装。以上列表是可以以这样的结合策略使用的完全形成的聚合物的非穷举性列表。如本领域技术人员将理解的是，所记载的聚合物各自还可以由本发明的方法中的一种或多种单体来形成并且在其形成过程中结合。用来形成完全形成的聚合物层的示例性单体如下所述。用来形成基底上的聚合物涂层(或者用于结合至涂布的基底)的示例性单体包括但不限于甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯(所有异构体)、甲基丙烯酸丁酯(所有异构体)、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片烯酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(所有异构体)、丙烯酸丁酯(所有异构体)、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片烯酯、丙烯酸、丙烯酸苄基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯腈、苯乙烯、官能性甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和苯乙烯，选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯(所有异构体)、甲基丙烯酸羟丁酯(所有异构体)、N, N- 二甲基氨乙基甲基丙烯酸酯、N, N- 二乙基氨乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三甘醇酯、衣康酸酐、衣康酸、缩水甘油醚丙烯酸酯、丙烯酸
2-羟乙酯、丙烯酸羟丙酯(所有异构体)、丙烯酸羟丁酯(所有异构体)、N，N-二甲基氨乙基丙烯酸酯、N, N- 二乙基氨乙基丙烯酸酯、丙烯酸三甘醇酯、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N, N- 二甲基丙烯酰胺、N-叔丁基甲基丙烯酰胺、N-N- 丁基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-正丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、乙烯苯甲酸(所有异构体)、二乙基氨基苯乙烯(所有异构体)、α_甲基乙烯基苯甲酸丙烯酸(所有异构体)、二乙基氨基α -甲基苯乙烯(所有异构体)、对-乙烯 基苯磺酸、对-乙烯基苯磺酸盐、甲基丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三乙氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三丁氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二甲氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二乙氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二丁氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二异丙氧基甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二甲氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二乙氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二丁氧基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸二异丙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三甲氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三乙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三丁氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二甲氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二乙氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二丁氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二异丙氧基甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二甲氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二乙氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二丁氧基甲硅烷基丙酯、丙烯酸二异丙氧基甲硅烷基丙酯、醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、氯乙烯、氟乙烯、溴乙烯、马来酸酐、N-苯基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咔唑、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、乙烯、丙烯。用于本发明的聚合物包括单体的均聚物，以及单体混合物的共聚物。本领域技术人员熟悉可以用来制备聚合物的其他单体，并且其可用于本发明的第一聚合物涂层组分中。在一个示例性的实施方案中，第一聚合物层为由单一单体形成的均聚物。在多个示例性的实施方案中，聚合物不是两种或更多种不同的反应物之间形成的缩合聚合物。在多个实施方案中，第一聚合物层是不同于通过多官能化合物与胺的缩聚所形成的聚合物的聚合物。在示例性的实施方案中，第一聚合物层是不同于通过二环氧化物与胺的缩聚所形成的聚合物的聚合物。在仍然进一步的示例性实施方案中，第一聚合物层为并非通过1，4- 丁二醇二环氧化物和甲胺的缩聚所形成的聚合物。在多个实施方案中，第一聚合物层由单体形成，所述单体包括不同于经由其发生聚合的官能团的反应性或带电官能团(例如，不同于乙烯基双键)。用于实施本发明的反应性基团和反应类别一般为生物共轭化学领域中众所周知的那些。当前偏爱的与反应性tubulysin类似物一起可得的反应类别为在相对温和条件下进行的那些。这些包括但不限于亲核取代(例如，胺和醇与酰卤、活性酯的反应)、亲电取代(例如，烯胺反应)以及加成到碳-碳和碳-杂原子多重键(例如，迈克尔反应、狄尔斯-阿尔德加成)。在例如Smith和 March, Advanced Organic Chemistry,第 5 版，John Wiley & Sons, New York, 2001 ；Hermanson, Bioconjugate Techniques, Academic Press, San Diego, 1996 ；和 Feeney 等人，Modification of Proteins ；Advances in Chemistry Series,第 198 卷，AmericanChemical Society, Washington, D. C. , 1982中讨论了这些和其他可用的反应。可聚合单体上的可用反应性官能团(也称作“反应性官能部分”)、第一聚合物层、缩合聚合物、多官能化合物，或本发明的离子交换介质或者用于制备该介质的方法中的其他组分包括但不限于(a)羧基及其多种衍生物，包括但不限于活性酯如N-羟基琥珀酰亚胺酯、N-羟基苯并三唑酯、硫酯、对硝基苯基酯、烷基酯、烯基酯、炔基酯、芳族酯、酰卤和酰基咪唑；(b)羟基，其可以转化成例如酯、醚、醛等。(C)卤烷基，其中卤素可在之后被亲核基团例如胺、羧酸根阴离子、硫醇阴离子、碳 阴离子或醇盐离子取代，由此在卤素原子的官能团处产生新基团的共价结合；(d) 二烯亲和物基团，其能够参与狄尔斯-阿尔德反应，如马来酰亚胺基；(e)醛或酮基团，使得经由碳基衍生物如亚胺、腙、半卡巴腙或肟的形成或者经由如Grignard加成或烷基锂加成这样的机制可以进行后续衍生；(f)亚磺酰卤基团，用于与例如胺的后续反应，以形成磺酰胺；(g)硫醇基团，其例如可以被转化成二硫化物或者与烷基卤和酰卤反应；(h)胺或硫氢基，其例如可以被酰基化、烷基化或氧化；(i)烯烃，其例如可以经历环化加成、酰基化、迈克尔加成等；以及(j)环氧化物，其例如可以与胺和羟基化合物反应。用于多个实施方案的示例性官能团包括羧酸根、磺酸根、亚氨基二乙酸根、胺、卤化物羟基、环氧化物以及它们的组合。可以选择反应性和带电的官能团，使得它们不参与或妨碍组装第一聚合物层所必需的反应。或者，可以通过保护基团的存在来保护反应性或带电官能团免于其参与所述反应。本领域技术人员理解如何保护特定的官能团以使其不妨碍选定组的反应条件。对于可用保护基团的实例，参见例如，Greene等人的Protective Groups in OrganicSynthesis, John Wiley & Sons, New York, 1991。如本文所用的“保护基团”是指在特定的反应条件下基本上稳定，但在不同的反应条件下从基底裂开的一部分基底。保护基团还可以选择为使得其参与本发明化合物的芳族环组分的直接氧化。对于可用保护基团的实例，参见例如Greene等人的Protective Groupsin Organic Synthesis,第 3 版，John Wiley & Sons, New York, 1999。在多个实施方案中，反应性官能团为离去基团，或离去基团的组分。如本文所用的术语“离去基团”是指在反应中从基底裂开的一部分基底。离去基团为作为稳定物类被代替的原子(或一组原子)，随其带走键结电子。通常，离去基团为阴离子(例如，CD或中性分子(例如，H2O)ο示例性的离去基团包括卤素、OC(O)R1' OP(O)R1R2' OS(O)R1和OSO2R10 R1和R2独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基以及取代或未取代的杂环烷基。可用的离去基团包括但不限于，其他卤化物、磺酸酯、水合氢离子(oxonium)离子、高氯酸烷基酯、磺酸酯，例如芳基磺酸酯、氨基烷烃磺酸酯和烷基氟代磺酸酯，磷酸酯、羧酸酯、碳酸酯、醚和氟化化合物(例如三氟甲烷磺酸酯、全氟丁基磺酸酯、三氟乙磺酸酯)、SR1、(R1)3P+' (R1) 2S\ P (O) N (R1) 2 (R1)2^ P (O) R3R1R4R1 (其中各个 R1 独立地选自在该段中给出的成员并且R3和R4各自为S或O)。选择适用于具体组的反应条件的这些和其他离去基团在本领域技术人员的能力之内(参见，例如，March J, Advanced OrganicChemistry,第2版,John Wiley and Sons, 1992 ；Sandler SR, Karo W,Organic FunctionalGroup Preparations,第 2 版，Academic Press, Inc. , 1983 ;和 Wade LG, Compendium ofOrganic Synthetic Methods, John Wiley and Sons,1980)。如本文所述的术语“反应性官能团”还包括本发明的固定相的缩合聚合物组分的组分。因而，例如，在第一缩聚循环后，在所得的聚合物中将通常有至少一个反应性官能团，所得的聚合物提供用于较高次序的缩合聚合物层，即，第二、第三、第四、第五、第六或较高层的结合的轨迹。在其中胺-环氧化物化学用于形成缩合聚合物的一个示例性实施方案中，缩合聚合物中的反应性官能团可以是胺部分的反应性氮或者其可以是环氧化物。在多个实施方案中，第一聚合物层带有亲水性官能团，例如，存在于聚合物的可聚合单体前体上的官能团。如本文所用的术语亲水性官能团包括反应性和带电官能团以及既 为反应性又带电的这样的官能团。示例性的亲水性官能团包括但不限于羧酸根、磺酸根、磷酸根、亚氨基二醋酸根、胺、卤化物、羟基和环氧化物。如本领域技术人员所理解的是，第一聚合物层可以包括不止一个结构的亲水性官能团。例如，作为共聚物的第一聚合物层，可以具有不止一种类型的亲水性官能团。在多个示例性的实施方案中，第一聚合物层由包含至少一个乙烯基的可聚合单体形成。由含这样的乙烯基单体形成的示例性聚合物包括丙烯酸的聚合物，例如聚丙烯酸。在多个示例性的实施方案中，第一聚合物层包括由乙烯基苄基物类例如乙烯基苄氯形成的聚合物。在一个示例性的实施方案中，第一聚合物层结合至基底表面。如本文所用的术语“结合”和“固定”可互换使用并且涵盖包括但不限于共价键接、离子键接、化学吸附、物理吸附、静电吸引以及它们的组合的相互作用。在某些实施方案中，一定百分比的第一聚合物层的组分是交联的。用来使第一聚合物层的两种或更多种组分交联的任何交联剂可以用于本发明中。在多个实施方案中，交联剂为可聚合单体。优选添加的可聚合交联前体包括二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA) ;二丙烯酸乙二醇酯(EGDA) ;二甲基丙烯酸丙二醇酯；二丙烯酸丙二醇酯；二甲基丙烯酸丁二醇酯；二丙烯酸丁二醇酯；二甲基丙烯酸己二醇酯；二丙烯酸己二醇酯；二丙烯酸戊二醇酯；二甲基丙烯酸戊二醇酯；二丙烯酸癸二醇酯；二甲基丙烯酸癸二醇酯；丙烯酸乙烯酯；二乙烯基苯；三丙烯酸甘油酯；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；季戊四醇三丙烯酸酯；聚氧基乙基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯以及在美国专利No. 3, 380,831中披露的类似化合物；2，2-二(对羟基苯基)_丙烷二丙烯酸酯；季戊四醇四丙烯酸酯；2，2- 二 _(对羟基苯基)_丙烷二甲基丙烯酸酯；三甘醇二丙烯酸酯；聚氧基乙基_2，2- 二 _(对羟基苯基)_丙烷二甲基丙烯酸酯；双酚-A的二 -(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；双酚-A的二 -(2-甲基丙烯酰氧基乙基)醚；双酚-A的二 -(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；双酚-A的二 -(2-丙烯酰氧基乙基)醚；四氯-双酚-A的二 -(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；四氯-双酚-A的二 -(2-甲基丙烯酰氧基乙基)醚；四溴-双酚-A的二- (3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；四溴-双酚-A的二 -(2-甲基丙烯酰氧基乙基)醚；1，4- 丁二醇的二 -(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；双酚酸的二-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙基)醚；三甘醇二甲基丙烯酸酯；聚氧基丙基-I-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(462) ;1，2，4-丁三醇三甲基丙烯酸酯；2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二甲基丙烯酸酯；季戊四醇三甲基丙烯酸酯；1-苯基-亚乙基-1，2- 二甲基丙烯酸酯；季戊四醇四甲基丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；1，5_戊二醇二甲基丙烯酸酯；富马酸二烯丙基酯；1，4-苯二酚二甲基丙烯酸酯；1，4- 二异丙烯基苯；和1，3，5-三异丙烯基苯。一类加成可聚合交联前体为烯烃或聚亚烷基二醇二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯，由2至15个碳的烷二醇或者I至10个醚连接基团的聚亚烷基醚二醇，以及如美国专利No. 2，927，022所披露的那 些来制备，例如，具有多个加成可聚合亚乙基连接基团的那些，特别是当作为末端连接基团存在时。这类成员为其中这类连接基团中的至少之一并且优选大多数与双键结合的碳(包括双键结合至碳和诸如氮、氧和硫的杂原子的碳)共轭。还包括这样的材料，其中烯键式不饱和基团、特别是亚乙烯基基团与酯或酰胺结构等共轭。在结合第一聚合物层至基底或者形成第一聚合物层并且使其结合至基底之后，第一缩合聚合物反应产物层(“CPRP”)形成在第一聚合物层上并且结合至第一聚合物层。尽管各CPRP通常包括空间或开口，CPRP在本文中仍被称作“层”。如本文所用的术语CPRP、“缩合聚合物”和“缩合聚合物反应产物”可互换使用并且是指通过亲电反应性物类和亲核反应性物类的反应所形成的产物。这些物类中的之一通常为多官能化合物。CPRP为重复的有机链，经由许多相同的较小分子的连接形成，其中链生长在单体之间以逐步方式进行，所述单体中的至少之一通常为多官能单体。在示例性的实施方案中，第一缩合聚合物层作为“完好聚合物”结合至第一聚合物层，“完好聚合物”意指缩合聚合物在其结合至第一聚合物层之前是预制的。文中有关缩合聚合物形成的讨论与针对制备完好聚合物的方法和用于本发明的示例性完好聚合物二者的该实施方案有密切关系。较高次序的缩合聚合物层可以构建在完好聚合物层之上，利用该层作为如本文所讨论的基础或“底层”。缩合聚合物通过至少两种化合物的反应而形成，其可以以基本上任何有用的顺序、数量或数量比率与聚合物涂布的基底接触。通过参照胺与多官能化合物的反应在本文中说明缩合聚合物的形成概念。本发明不限于以该方式形成的缩合聚合物并且这些聚合物可以利用基本上任何亲核和亲电组分来形成。本发明进一步通过参照多官能亲电体来说明，然而，多官能亲核体或亲电体的使用也在本发明的范围内。如本领域技术人员将理解的是，用于形成上述CPRP的方法可以重复任何期望的次数以构建后继的CPRP层。在多个实施方案中，重复所述方法2、3、4、5、6、7、8、9或10或更多次。而且，CPRP组分单体添加的顺序、组分的性质和组分的比率可以从一个CPRP层到下一层不同。因而，本发明提供一种高度通用的形成具有宽的结构和官能范围的离子交换介质的方法。在根据上述方法的多个实施方案中，进行反应以在第一 CPRP中提供过量的来自胺化合物或第一多官能化合物的反应性第一氮原子。“未反应”是指胺化合物的胺部分中的一个或多个未反应或没有完全反应(例如，反应成仲胺的伯胺可用于进一步反应成叔胺或季胺，并且为如本文所定义的“反应性氮”)或者多官能化合物的反应性官能团是未反应的(并因此是反应性的)。这可以通过调节反应物的摩尔比、反应物的浓度、反应温度或反应时间来实现。如果摩尔过量的多官能化合物或反应性氮化合物用来提供在CPRP中过量的未反应化合物，则取决于待赋予终产物的特性，所述摩尔过量可以在宽范围内变化。因而，例如，针对反应物的摩尔比所表示的过量可以从低至O. 2:1到高达5:1以上。更优选地,该比率介于O. 75:1和I :1. 25之间。在下文中更为详细地解释用来选择过量的一些因素。第一 CPRP在本文中被称为“底层”，并且其结合至第一聚合物层。底层未必是完全覆盖或包覆其所结合的第一聚合物层的层。各种相继的缩合聚合物反应产物提供对于基底的另外覆盖。优选地，当形成最后的CPRP系列时，CPRP的组合构成基本上覆盖第一聚合物层的涂层。“底层”可以通过原位缩聚来构建或者其可以作为完好的例如预制的聚合物结合至第一聚合物层。当使用完好聚合物时，其将通常具有反应性与第一聚合物层上的反应性官能团互补的反应性官能团，允许这两个层的结合。在一个示例性的实施方案中，使用多官能胺和多官能环氧化物化合物的混合物制 备步骤(b)的“底层”。调整该层的组成，使得混合物不会在施加“底层”的条件下产生凝胶。例如，甲胺(能够与总共3个环氧基团反应的三官能胺，形成季盐离子交换位点)优选与水溶性二环氧化物(二官能环氧化物)，在一个优选的实施方案中，与1，4- 丁二醇二缩水甘油醚组合。如果这两种成分以2摩尔甲胺对3摩尔1，4-丁二醇二缩水甘油醚的比率组合，则它们往往形成交联的凝胶，这是因为它们以补足其官能性的化学计量比结合在一起。在一个示例性的实施方案中，通过利用1:1摩尔比的优选试剂，同时使得试剂在聚合物涂布的基底存在下在65°C下反应I小时得到可用的“底层”涂层。利用该组成允许在基底的表面上形成大的线性CPRP。用该组成形成的缩合聚合物含有大量的反应性氮位点，因为在这些条件下，胺反应物相对于多官能试剂的官能性是过量的。因而，当以1:1比率合并甲胺(三官能试剂)和1，4-丁二醇二缩水甘油醚(二官能试剂)时，聚合物将平均用结合至各甲胺试剂的两种1，4- 丁二醇二缩水甘油醚试剂形成，形成大的线性聚合物，所得聚合物主要是交替聚合物，其中胺和1，4-丁二醇二缩水甘油醚基团在聚合物链中交替。在“底层”制备步骤结束时如此形成的所有胺基团中的绝大部分为叔胺，尽管在该此时一些胺基团将是季胺，而一些胺基团将是仲胺。这些叔胺基团(以及仲胺基团)仍然可用于进一步反应，在各个反应位点形成季位。因而，对于用多官能环氧化物的后继处理来说，“底层”是可达的。在一个示例性的实施方案中，随后使已经涂布有第一聚合物层和“底层”的基底与大大过量(例如，50-200%)的多官能环氧化物、优选丁二醇二缩水甘油醚反应，从而使试剂结合至“底层”。通过利用大大过量的多官能环氧化物，“底层”涂饰有悬挂的未反应的环氧化物基团。在用大大过量(例如，50-200%)的多官能环氧化物处理之后，用大大过量的多官能胺、优选甲胺对基底进行处理。这留下涂饰有悬挂的基团的表面与两种残余的反应性位点(即，反应性氮原子)，所述悬挂的基团含有胺官能性。重复利用大大过量的多官能环氧化物、接下来利用大大过量的多官能胺的循环，在每个胺处产生支化点，在所述支化点处为季位点。理论上，利用1，4-丁二醇二缩水甘油醚和甲胺与交替反应，产生与每一层的双倍数目的分支。利用该方法，通过将循环重复合适的次数(例如，至少3、4、5、6、7、8或更多次)，获得非常高的容量。实际上，情形比这要明显地更复杂，因为随着支化度提高，变为交联在一起的分支的可能性也提高。因此，随着循环次数的增加(假定所利用的试剂中的至少之一具有>2的官能度)，利用优选实施方案产生的材料将往往具有增加的交联量。然而，如果层为用多官能胺和多官能环氧化物交替的，则链扩展将占优势地为线性的，并且交联副反应将被大大减少。在一个示例性的实施方案中，环氧单体用来产生氢氧化物选择性材料。氢氧化物选择性需要位于各个阴离子交换位点的季碳中心附近的羟基官能团。环氧单体提供这样的羟基作为环氧化物与胺的反应的副产物。因此，这样的缩合聚合物特别用于制备氢氧化物选择性阴离子交换相。然而，这并非将本发明的效用限于环氧单体和胺。事实上，还可以利用例如多官能烷基卤结合多官能胺来产生类似的缩合聚合物。这样的缩合聚合物将并非是氢氧化物选择性的，但将仍然可用于制备阴离子交换相。在一个示例性的实施方案中，第一胺化合物或第一多官能化合物的过量反应性氮原子进入步骤(c)的反应中。至少第二胺化合物或第二多官能化合物与第一 CPRP中的第一胺化合物或第一多官能化合物的反应性氮反应以形成第二 CPRP。例如，如果源自第一胺化·合物的反应性氮基团在第一 CPRP中过量，则在步骤(c)中第二多官能反应产物与步骤(b)中的第一胺化合物的过量反应性氮反应以形成第二 CPRP。相反，如果第一多官能化合物在第一 CPRP中过量，则在步骤(c)中，第二胺化合物的反应性氮与过量的第一多官能化合物(或者源自多官能化合物的反应性官能团)反应以形成第二 CPRP。本领域技术人员将理解，提及该步骤中胺的使用是示例性的，除了胺之外，可以使用其他反应性官能团、特别是亲核性反应性官能团(例如，OH、SH)。在多个实施方案中，参照步骤(b)中的反应物，第一胺化合物包括选自氨、伯胺和仲胺的胺基团。第一胺化合物可以包括另外的胺基团并且可以包括伯胺、仲胺和/或叔胺。步骤(b)中使用的化合物可以包括第一胺化合物作为仅有的胺化合物和第一多官能化合物作为仅有的多官能化合物。或者，其可以包括第一胺化合物与一种或多种另外的胺化合物的混合物和/或第一多官能化合物与一种或多种另外的多官能化合物的混合物。另外，其可以包括单独的第一多官能化合物与第一或另外的胺化合物或者可以包括第一多官能化合物与一种或多种另外的多官能化合物的混合物。以此方式，每种缩合聚合物反应产物可以调制为包括期望的官能。另外，每种胺化合物中的反应性氮原子和多官能化合物中的两个官能部分可以彼此相同或不同。例如，第一胺化合物可以至少包括仅仅伯胺基团、仅仅仲胺基团、一种或多种伯和/或仲基团等等。类似地，第一多官能化合物可以包括至少两个与胺基团反应的官能部分，所述至少两个官能部分为相同类型或不同类型，并且此外可以包括多于两个官能部分。如上所述，各种各样的替代多官能胺还适用于本发明，包括简单二胺、三胺和更高级的多胺。聚合物生长步骤的扩展需要所述胺包含至少两个可用的反应位点。聚合物生长的终止可以通过与含叔胺的化合物的最后反应步骤来实现或者所述反应可以在没有这样的终止反应的情况下结束。用于步骤(b)、后面步骤或重复步骤中的合适的胺基团包括甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、异丁胺、仲丁胺、叔丁胺、戊胺、叔戊胺、己胺、庚胺、辛胺、苄基胺、苯乙胺、乙醇胺、3-氨基-I-丙醇、I-氨基-2-丙醇、2-氨基-I-丙醇、2-氨基-1，3-丙二醇、4-氨基-I- 丁醇以及具有或不具有另外的极性和/或亲水性取代基的许多其他伯胺。还使用仲胺，例如，二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二丁胺、二异丁胺、二仲丁胺、二叔丁胺、二叔戊胺、二戊胺、二己胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、吗啉以及具有或不具有另外的极性和/或亲水性取代基的许多其他仲胺。相类似地使用脂肪族二胺如乙二胺、1，3- 二氨基丙烷、I, 2- 二氨基丙烷、I, 4- 二氨基丁烷、I, 5- 二氨基戊烷、I, 6- 二氨基己烷、I, 7- 二氨基庚烷、I, 8-二氨基辛烷、1，9-二氨基壬烷、1，10-二氨基癸烷、1，12-二氨基十二烷、1，2-二氨基环己烷、1，4- 二氨基环己烷、，芳族苄基二胺如间-二甲苯基二胺、对-二甲苯基二胺，脂肪族多胺如二乙基三胺、三乙基四胺和更高级的聚合物类似物以及在单种化合物中含有多个伯胺、仲胺和/或叔胺基团的多种其他结构。氨以及伯胺和仲胺二者在性质上是多官能的，因为它们各自包括可以经历不止一个，例如与多官能基团反应的反应中心，以形成CPRP，这将在下文中描述。胺化合物的尺寸可以在宽的范围内变化，从例如分子量为17的简单的非聚合化合物到分子量为200至10, 000的小的聚合化合物。而且，用于本发明中的胺可以是多官能的，即，包括不止一个胺 部分。在使用多官能胺的多个实施方案中，多官能胺化合物在各个胺基团之间的连接中具有至少3个原子，以实现各个胺基团的良好反应性。源自η-乙烯基甲酰胺聚合物水解的聚合物物类如聚乙烯亚胺和多胺也可用于本发明中。示例性的多官能化合物包括至少两个与第一或后续胺化合物中的胺基团的反应性氮原子反应的官能部分，形成第一、第二或更高排序的CPRP层。多官能化合物中的合适官能部分包括一个或多个环氧化物、烷基卤、苄基卤、甲苯磺酸酯、甲硫醚及其混合物。示例性的环氧化物包括丁二烯二环氧化物、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚(例如，I, 4- 丁二醇二缩水甘油醚)、二甘醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚以及含有两个或更多个环氧基团的许多其他化合物，包括通常用于商业环氧配方中的环氧树脂。合适的烷基卤包括二氯乙烷、二氯丙烷、二氯丁烷、二溴乙烷、二溴丙烷、二溴丁烷以及许多其他的烷基卤。合适的苄基卤包括α，α-二氯二甲苯和α，α-二溴二甲苯以及许多其他的苄基卤。合适的甲苯磺酸酯包括乙二醇二甲苯磺酸酯、二甘醇二甲苯磺酸酯以及许多其他的脂肪族或芳族多醇的甲苯磺酸酯。合适的甲硫醚包括1，3_双(甲基硫代)丙烷和1，4_双(甲基硫代)丁烷以及许多其他的聚甲硫醚。用于本发明的多官能化合物优选包括环氧化物多官能部分，其定义为包括单环氧化物化合物、二环氧化物化合物和/或在包括聚合物在内的化合物中的多环氧化物部分。在该非限制性的描述中所述的连接臂具有针对不同于环氧化物的多官能化合物例如，包括一个或多个反应性官能团组的那些(例如，烷基卤、苄基卤、甲苯磺酸酯、甲硫醚)的一般适用性。笼统地说，环氧化物和胺如美国专利No. 7，291，396中所述起反应，该专利通过全文引用并入本文。环氧化物与氨、伯胺和仲胺之间的反应产生直接适用于后续反应的反应产物，因为所述反应产物呈游离碱形式。取决于反应条件，其他诸如烷基卤的多官能化合物产生呈盐形式的反应产物，需要分离步骤或另外的试剂从而将反应产物转化回游离碱形式。在叔胺的情况下，反应产物为季铵离子，所述产物的季铵化的氮不被认为是反应性氮原子。不同于前一实例，该反应还需要I摩尔的水。作为该反应的副产物而自发形成的抗衡离子为氢氧根阴离子。该副产物有利之处在于，其有助于保持碱性反应介质，所述碱性反应介质对于相邻胺基团与另外的多官能化合物的后续反应是有益的。在其中相对于胺浓度大大过量地使用二环氧化物的一个示例性的实施方案中，最简单的可想到的反应产物为三官能季铵化合物。如在前一实例中，季铵化离子交换位点具有氢氧根抗衡离子作为反应副产物。在实践中，在这些条件下形成的实际产物要远远地更为复杂。在大多数情况下，产物含有季化位点和叔化位点的混合物，并且存在于反应产物中的氢氧化物还将趋向于催化二环氧化物的聚合，这将产生复杂的反应产物。在多个实施方案中，缩合聚合物通过1:1比率(二环氧化物胺)的二环氧化物与伯胺反应而形成。尽管多个侧基和支化点为可能的反应副产物，这样的反应的占优势性产物为线性聚合物，其中各个链段含有叔胺基团以及亲水性连接基团。聚合度取决于反应条件，但如此形成的聚合物中的这类重复单元的数目可以在低至两个或三个到高至几百个之间变化。理想地，为了提供整个表面的良好覆盖和对表面的强粘合，将得到高聚合度。在一个示例性的实施方案中，第一 CPRP具有过量的来自胺的反应性氮原子，基底 为用于色谱填充的合适尺寸的树脂颗粒的累积(collection)。在多个实施方案中，形成与第一 CPRP结合的第二 CPRP。在该例子中，第一 CPRP中过量的反应物为胺化合物的反应性氮，因此，与二环氧化物化合物形式的多官能化合物形成第二缩合反应产物。第二 CPRP含有涂饰表面的悬挂的反应性环氧化物基团。此外，该步骤用来经由相邻聚合物股(未示出)之间的交联进一步交联“底层”，由此使得第二 CPRP为交联的适形涂层，不再需要静电粘附来保持涂层。由于季化位点含有氢氧根抗衡离子，因而悬挂至表面的环氧化物基团易于碱性水解，这将产生涂饰有二醇官能团的表面。虽然这样的反应产物对于一些应用可能是有用的，其将妨碍进一步的反应。因而，在一个示例性的实施方案中，在期望进一步的层的情况下，在形成第二 CPRP之后立即用胺化合物进行另外的处理。在一个示例性的实施方案中，形成第三CPRP，其中在第二 CPRP中过量的环氧化物与伯胺反应。第三CPRP包含涂饰有仲胺基团的表面。可能的是，胺基团中的一些已经与相邻的环氧基团反应来形成表面交联，但通常这样的表面基团的密度太低以至于不允许这样。如上所述，该第三CPRP的制备优选在完成第二 CPRP的制备之后立即实现，以避免悬挂的环氧化物基团的水解。由于每个仲胺基团仍然为二官能化合物，因而与二环氧化物的进一步反应将在每个悬挂的胺基团处产生支化点，条件是驱使反应完成。多官能化合物的尺寸可以在宽的范围内变化，从例如分子量小于87的简单的非聚合化合物到分子量为234至10，000的小的聚合化合物。示例性的多官能化合物为水溶性的并且由多醇的缩水甘油醚组成或者含有缩水甘油醚,所述缩水甘油醚结合至亲水性聚合物如聚乙二醇或聚丙二醇或者所有三种的组合如甘油丙氧基化三缩水甘油醚。更优选地，多官能化合物的分子量范围为200至500。能够与多官能胺或多官能环氧化物形成缩合聚合物的其他多官能试剂还可以与适用于与胺反应的材料或者适用于与环氧化物反应的材料结合使用，或者替代适用于与胺反应的材料或者适用于与环氧化物反应的材料。用于与多官能胺反应的合适的替代多官能试剂包括2-甲基-2-硝基-1，3-丙二醇、二硫代双(琥珀酰亚胺基丙酸酯)、三聚氯氰和多官能酰氯如己二亚氨二盐酸二甲酯。用于与多官能环氧化物反应的合适的替代多官能试剂包括化合物如多官能硫醇。优选地，合适的试剂还为水溶性的，以便于水基合成方法。参照步骤(C)，所述至少第二胺化合物或第二多官能化合物与第一胺化合物和第一多官能化合物相似，并且有关第一化合物的讨论与第二化合物直接相关。因而，第二胺化合物可以与一种或多种另外的胺化合物呈混合物形式并且可以在第二胺化合物中包含一种或多种伯和/或仲胺基团。例如，假定步骤(C)的反应利用第二多官能化合物，则其也可以与其他多官能化合物以混合物形式使用并且可以包含与胺基团反应的两个或更多个官能部分。步骤(C)中的术语“第二胺化合物”和“第二多官能化合物”用来显示在步骤(C)之后进行步骤(C)。然而，术语“第二胺化合物”的含义涵盖了与第一胺化合物相同或不同的胺化合物。类似地，术语“第二多官能化合物”涵盖了与第一多官能化合物相同或不同的的第二多官能化合物。在多个实施方案中，相继的CPRP形成如下在步骤(C)之后通过重复步骤(C)或前一步骤、使胺化合物或多官能化合物交替过量使得在各个相继层中这两种化合物的相反方与前一层中的反应性部分反应以形成另外的CPRP。例如，在步骤(c)之后，可以进行步骤(d)，其中至少第三胺化合物或第三多官能化合物与第二 CPRP中的另一化合物的反应性部分反应。因而，所述第三胺化合物或第三多官能化合物与第二 CPRP中的第二胺化合物的反应性氮或者源自第二多官能化合物的反应性官能团反应，以形成第三CPRP。如上所述，该过程可以根据需要重复许多次以实现终产物的期望性能，通常呈基底上的完全涂层形式。 在另一个示例性的实施方案中，用4个CPRP形成超支化的产物。支化可以在胺化合物的反应性氮处发生。如上所述，这种支化是涂饰表面的仲胺基团的反应性氮的残余二官能度的副产物。支化在第四CPRP中发生。在其他实施方案中，形成具有第五CPRP的产物，其中支化的缩合反应产物利用胺化合物的反应性氮原子而交联。随着支化程度的提高，相邻分支之间交联的可能性也提高。预期这类基团的数目通过增加反应步骤的数目而增加，但是其他参数如试剂浓度、反应时间和反应温度也可以起到决定交联的量级的作用。例如，在形成第五CPRP的过程中使用相对较低浓度的来自胺化合物的多官能反应性氮，提高了悬挂的胺基团将具有与多官能组分(例如，环氧基团)的相邻反应性基团反应的机会的可能性。因而，可以通过调节胺的浓度、反应温度和反应的持续时间来调制交联的程度以满足特定的分离选择性。不足以驱使反应完成的反应条件的使用还用作诱导交联的方式。例如，如果条件选择为使得多官能组分(例如，环氧化物基团)的仅一半的悬挂反应性基团与多官能胺化合物反应，则过量的多官能胺化合物已被移除不与CPRP接触之后，在相邻的悬挂胺和多官能组分(例如，环氧化物)分支之间仍可以发生另外的交联反应。利用以上方法，在多个实施方案中，形成经涂布的离子交换基底，其中涂层至少包含第一和第二 CPRP。第一 CPRP结合至第一聚合物层并且由前述类型的至少第一胺化合物和至少第一多官能化合物形成，所述至少第一多官能化合物具有至少两个与第一胺化合物的反应性氮基团反应的官能部分。第二 CPRP由第一胺化合物和/或第一多官能化合物与第二胺化合物和/或第二多官能化合物的反应产物形成。该产物涵盖了至少第一和第二CPRP，此外，第三或任何随后的CPRP在与如上所述的第二 CPRP的连续反应中形成。在本文的利用胺和环氧化物化学的上述工艺中的任何时间，缩合聚合物反应产物的外层具有胺基团的阳离子官能性。阳离子型胺产物可以以该形式直接使用，而无需进一步改性。在这种情况下，该反应的产物将含有强的阴离子交换位点和弱的阴离子交换位点二者，这对一些分离可能有利。在另一优选的实施方案中，可以将强的阴离子交换位点通过与含有叔(或季)胺基团的封端化合物反应经由封端反应引入缩合聚合物的外层中。以此方式，反应被封端或终止，并且离子交换涂层包括大大增加数目的通常用于阴离子分离的季胺。在另一个实施方案中，通过使经涂布的基底的外表面上的过量胺官能团与阴离子化合物反应以将CPRP转化成阳离子交换材料，从而可以将经涂布的离子交换基底转化成阳离子交换基底。合适的含阴离子的基团包括磺酸、膦酸和羧酸或其组合的衍生物。优选地，合适的含阴离子的官能化合物包含两个或更多个阴离子官能团，使得阴离子官能团的总数超过先前形成的阴离子交换位点的数目。合适的化合物包括Y-羧基谷氨酸、次氮基三乙酸、3，3'，3"-次氮基三丙酸、N-(2-羧基乙基)亚氨基二乙酸、N-(磷酰基甲基)甘氨酸、2-氨基-3-磷酰基丙酸、亚氨基二(甲基膦酸)、2_氨乙基膦酸、哌唳-1，4-二(2-乙磺酸)、同型半胱氨酸和2-氨基-3-磺基丙酸、氯乙酸、溴乙酸、氯丙酸、溴丙酸、2-氯乙磺酸钠、2-溴乙磺酸钠或1，4- 丁烷磺酸内酯。可以利用合适的试剂如五氯化磷或氧溴化磷、其后通过其水解及衍生物，以及许多其他的含阴离子的阳离子化合物引入膦酸阳离子官能团。
类似地，多官能反应性基团可以通过使其与以上列出的含胺阳离子化合物反应而被转化成阳离子交换基团。在这种情况下，胺如前所述与多官能基团反应，留下在表面上可得的一个或多个阴离子电荷。在一个实施方案中，一个或多个缩合聚合物官能团是支化和/或交联的。例如，通过试剂的适当选择、试剂的选择、通过试剂比率的调节以及调节如下文所述的胺化合物和多官能化合物中之一或另一的过量，第二、第三或更高的CPRP可以是支化和交联的。以树脂浆料模式或流通型“填充柱”模式形成凝胶可能是不利的，因为前一情形中凝胶化将导致树脂颗粒悬浮在不适合用于液体色谱的稳定凝胶中，而后一情形将导致极高压力的发展，排除泵送作为递送试剂的方式的使用、使得材料不适合用于液体色谱中。相反，如果调节试剂的比率使得凝胶不形成(优选使用与能够凝胶化的组成接近的组成，而不使用能够凝胶化的组成)，则溶液可以通过“填充柱”，而不经历凝胶化的高压特性。此外，随着该溶液通过所述柱，涂层厚度将继续增加。通常要避免导致凝胶形成的条件，特别是在浆料接枝的条件下，可用的合成方法包括使用组合，其通过简单地降低树脂暴露于反应混合物的时间使得暴露时间小于反应混合物的凝胶化时间最终导致凝胶形成。在本发明的一个可用的实施方案中，使这样的溶液通过树脂的填充床不仅导致对树脂表面的接枝，而且导致填充柱中单独颗粒的结合从而形成基于颗粒的整料(monolith)。通过选择适当的条件,所得的整料可以从柱体移除,所述整料在柱体中形成。因为聚合物通常随着聚合的进行而收缩，因而柱内容物自柱壁缩离，允许整料从柱硬件移除。所得的整料在充分水合时通常是韧性的。通过使整料干燥并且将其再次插入合适尺寸的柱硬件中，所得的整料可以用于色谱分离。尽管精确条件可以针对多官能环氧单体和多官能胺的给定混合物导致凝胶形成所需的浓度、温度和时间而变，存在适用于决定对于CPRP的制备而言最优以促进或防止该步骤过程中凝胶形成的条件的简单经验实验法则。首先，自1:1摩尔的化学计量比开始，产生两种试剂在提议反应溶剂中的溶液。试剂在提议温度下反应提议的反应持续时间并且注释存不存在凝胶形成。如果观察到凝胶形成，则减少环氧单体的数量并且重复该过程直至确立凝胶形成条件和无凝胶形成条件之间的边界。或者，如果没有观察到凝胶形成，则在配方中增加环氧单体的量，直至观察到凝胶形成。而且，根据本发明，大量的颗粒可以被填充在床中并且在大的流通型柱中涂布以及大量地移除作为填充的较小分析柱的供料。在多个实施方案中，在流通型室中进行步骤(a)、(b)、(c)、(d)和/或(e)中的一个或多个。在这些实施方案中，使一种或多种反应性组分流动通过所述室。因而，选自可聚合单体，第一完好聚合物，第一、第二和较高次序的胺化合物和第一、第二或较高次序的多官能化合物的成员流动通过基底。当多于一种反应性组分流动通过所述室时，使得它们一起或依次流动。本发明的多个实施方案的优点在于，当将缩合聚合物应用于填充有基底的柱时，可以中断涂布过程用于柱评价，然后可以重新恢复该过程。然而，因为环氧化物在碱性条件下经历水解，通常优选的是，在与含有多官能胺的试剂反应之后中断反应，而不是在与含有多官能环氧化物的试剂反应之后立即进行。同样，尽管优选的多官能环氧化物为丁二醇二 缩水甘油醚，各种各样的多官能环氧化物可以用于本发明中。理想地，多官能环氧化物应当是水溶性的，以促进缩合聚合物在水性条件下的形成，但是可得的多种多官能环氧化物中的任一种可以用于该目的。此外，不易得的各种各样的聚缩水甘油醚试剂可以利用标准合成方法容易地合成。虽然缩合聚合物的原位柱制备为迅速评价不同配方的方便方式，原位柱制备通常不如间歇合成有效。然而，通过利用浆料接枝技术或优选大的填充床反应器，最优涂布化学可以容易地被转移到较大规模的间歇工艺。合适的基底包括多种市售可得的色谱介质如色谱颗粒的填充床，并且还包括许多其他格式，包括已被适当衍生的管道和在简单碱水解处理以活化表面之后可以使用的熔融石英毛细管。因而，术语“基底”涵盖一种或多种基底，除非另有指明。此外，基于极性材料的产物如通常用于生物分析的“芯片”和阵列也可以用作基底。在后一情况下，表面可以通过应用如上所述的多个层来修饰或者凝胶形成试剂混合物的一个或多个层可以应用至表面以形成对于生物分子的结合位点。在多个实施方案中，基底呈颗粒形式。还使用多种形式的流通型整料介质和流通型空心管，其中一个或多个壁充当基底。在一个实施方案中，基底具有包含有机聚合物的表面。该有机聚合物表面区别于本文所讨论的“第一聚合物层”。术语“表面”涵盖了基底的表面(与基底的残余部分具有相同的化学组成)和支承基底上的表面层具有不同化学组成的表面二者。因而，有机聚合物表面可以包括整个基底或者只包括基底的顶表面，所述顶表面可以由另一材料形成，如由无机氧化物制得的顶表面。或者，基底可以包括在其表面上的无机材料，如由无机玻璃或氧化物制得，例如，二氧化硅凝胶、氧化铝、二氧化钛、氧化锆和熔融石英。在多个实施方案中，所述基底为苯乙烯基底。在这些实施方案中，第一聚合物层可以通过基底表面上的苯乙烯残余物与第一聚合物层的进来的单体前体的反应结合至所述基底。在一个示例性的实施方案中，结合至基底的第一聚合物层基于乙烯基单体。在多个实施方案中，乙烯基单体为丙烯酰基单体，例如丙烯酸。因而，在示例性的实施方案中，本发明提供一种具有苯乙烯基底的离子交换介质，含有丙烯酸的第一聚合物层结合至所述苯乙稀基底。在多个实施方案中，丙烯酸第一聚合物层充当用于缩合聚合物的1、2、3、4、5或更多个相继层的组装的基础。在多个实施方案中，所述缩合聚合物通过一种或多种胺与一种或多种环氧化物的缩聚而形成。在示例性的实施方案中，环氧化物为多官能化合物的组分，所述多官能化合物除了环氧化物之外还包含至少一种官能团。一种示例性的另外的官能团为第二环氧化物。在本发明的多个实施方案中，基底包括在其表面上的反应性官能团或者阴离子或阳离子官能部分。在另一示例性的实施方案中，本发明提供一种结合有本文所述的离子交换材料的聚集的色谱材料。因而，使本发明的离子交换介质与具有相反电荷的第二离子交换介质在促进两种离子交换材料的静电聚集的条件下接触，由此形成以静电方式聚集的离子交换介 质。在多个实施方案中，本发明的涂布离子交换材料带负电，第二离子交换介质带正电。在另一个示例性的实施方案中，本发明的涂布离子交换材料带正电，第二离子交换介质带负电。如此聚集的介质例如，在Small等人的美国专利No. 4，101,460中有述，其中描述了细微分散的不溶性材料通过静电吸引结合至具有离子交换位点的基底颗粒。在多个实施方案中，聚集体经受一回或多回如本文所述的缩合聚合物形成条件。因而，一种示例性的聚集体提供给含有反应性氮原子的胺与多官能化合物的混合物。该处理的产物可以经受另外的缩聚轮回、另一聚集步骤或它们的组合。用于该实施方案的示例性缩聚化学包括胺与多官能化合物(例如，二环氧化物)的反应。因而，在多个实施方案中，本发明提供一种使以静电方式聚集的离子交换介质与以下进行接触由此形成结合至所述以静电方式聚集的离子交换介质的第一缩合聚合物反应产物的方法(i)至少第一胺化合物，其含有选自氨、伯胺和仲胺的第一反应性氮基团；
(ii)至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述第一反应性氮基团反应的第一反应性官能团；和(iii)它们的组合。用于这些实施方案中的组分通常为如上所述。在一个示例性的实施方案中，本发明提供一种具有聚丙烯酸第一聚合物层的固定相。通过用二环氧化物和胺处理固定相1、2、3、4、5或6回，相继的缩合聚合物在第一合物层上累积。在第一回处理之后的任何点，固定相任选地与颗粒聚集，所述颗粒具有与固定相相反的电荷。然后聚集物可以进行1、2、3、4或5或更多回的用二环氧化物和胺处理固定相。在处理轮回次序过程中的任何点，固定相上的缩合聚合物的电荷可以通过例如使缩合聚合物上的胺基团与化合物反应来带电，所述化合物带有与胺互补的反应性官能团和带负电基团(例如，羧酸根)或者受保护的带负电基团(例如，酯)二者。一种示例性的胺为甲胺，一种示例性的环氧化物为1，4- 丁二醇二缩水甘油醚。在多个示例性的实施方案中，本发明提供一种固定相，所述固定相具有与其结合的第一聚合物层和第一缩合聚合物层，所述缩合聚合物通过胺与二过氧化物的反应形成。在一个示例性的实施方案中，所述胺为伯胺。在一个示例性的实施方案中，二环氧化物为脂肪族二环氧化物，使得环氧基团经由在链中具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个碳原子的取代或未取代的烷基部分连接。一种示例性的脂肪族二环氧化物为1，4-丁二醇二缩水甘油醚。在另一个示例性的实施方案中，该固定相具有在第一缩合聚合物层之上成层的至少1、2、3、4、5、6或更多个另外的缩合聚合物层。在多个实施方案中，各个相继的缩合聚合物层结合至其底下的层。在一个示例性的实施方案中，这些缩合聚合物层中的至少1、2、3、4、5、6或更多个通过伯胺与二环氧化物的反应而形成。在示例性的实施方案中，这些层中的至少1、2、3、4、5、6或更多个通过相同的伯胺、相同的二环氧化物或其组合的缩聚而形成。在某些实施方案中，缩合聚合物层用来形成以静电方式结合的聚集物，所述聚集物具有电荷与缩合聚合物层的电荷相反的颗粒。在仍然进一步的示例性实施方案中，所述聚集物暴露于缩聚条件，包括如本文所述的伯胺与二环氧化物。对本领域技术人员而言将明显的是，上述示例性实施方案的多个要素可以以不同的方式进行组合来产生在本发明的范围内的固定相。为了进一步说明本发明，提供其实践的 以下非限制性实例。实施例I.该实施例示出在色谱基底填充体顶上的有机层的合成。通常，与二乙烯基苯(55%)交联的基于聚乙烯基苯的聚合物用作基底树脂。工艺如下首先将100克基底填充材料分散于在去离子(DI)水溶液中的50%IPA中。将树脂浸没在溶液中并且充分混合。然后将树脂用去离子水润洗两次，随后过滤成湿饼。将该湿饼分散在200克去离子水中，然后加入单体(A)和引发剂⑶。A)包含在200克去离子水中的10%到20%的单体(丙烯酸)，然后向反应混合物中加入100克IPA溶剂。将树脂充分混合。B)包含6克引发剂(偶氮双氰基戊酸)，所述引发剂被加入到30克去离子水和20克碱(50%Na0H)的混合物中。在将混合物加入到树脂单体混合物之前对该混合物超声。合成反应在搅拌同时于72°C下进行5小时。将树脂过滤并用热的去离子水清洗和过滤。将树脂再清洗3次并且过滤以获得具有期望的亲水性有机层的树脂。实施例2.为了比较目的，还使获自实施例I的基底树脂磺化。设计该工序以遵循US 7，291，395。磺化工序如下。首先制备1:5比率的树脂乙酸(w/w)浆料。以树脂硫酸为l:20(w/w)的比率向该混合物中加入硫酸。将混合物充分搅拌并且a)在室温下进行I小时以及b)在50°C下进行4小时磺化。通过将树脂混合物加入到1:10的树脂混合物去离子水(w/w)比率的去离子水储器中使反应停止。将树脂过滤并且用碱、然后用20%的甲醇清洗，在这些步骤之间增加去离子水润洗。实施例3.来自实施例I和2的树脂接下来按照如下所述的胺-环氧化物化学反应。这是柱内合成工艺，并且通过在去离子水中制备浆料并随后利用去离子水在4000psi的填充压力下将其填充10分钟从而将树脂首先填充入9x 250mm柱中。接着，将具有梯度比例阀的色谱泵用于该工作。将比例阀连接至如下所列出的三种溶液· El 9. 8% 的 1，4_ 丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)·Ε2:4. 1% 的甲胺·Ε3:去离子水将溶液按照如下所列的比例并且从上(9x 250mm)且利用3ml/分钟的流量泵送进填充柱中。所述柱放置在60°C的水浴中。
%E1 %E2%E3 ~
~T228O底层，持续60分钟
权利要求
1.一种用于制备基底负载的离子交换介质的方法，包括 (a)通过选自以下的方法使第一聚合物层结合至所述基底 (i)聚合至少第一可聚合单体，所述第一可聚合单体具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团，与所述基底接触；和 ( )结合具有选自反应性官能团和带电官能团中的官能团的完好聚合物， 由此使所述第一聚合物层结合至所述基底，形成聚合物涂布的基底，所述聚合物含有所述官能团； (b)使化合物与所述官能团反应，所述化合物选自 (i)至少第一胺化合物，其含有选自氨、伯胺和仲胺的第一反应性氮基团； ( )至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述第一反应性氮基团反应的第一反应性官能团；和 (iii)它们的组合， 由此形成第一缩合聚合物反应产物，以及 (c)使所述第一缩合聚合物反应产物与选自如下的化合物反应 (i)第二胺化合物，当源自多官能化合物的反应性官能团存在于所述第一缩合聚合物产物中时，所述第二胺化合物含有选自氨、伯胺、仲胺和叔胺的第二反应性氮基团，和 ( )第二多官能化合物，当所述第一反应性氮基团存在于所述第一缩合聚合物中时，所述第二多官能化合物具有至少两个与所述第一氮基团反应的第二反应性官能团，由此形成第二缩合聚合物反应产物。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述第一反应性氮基团和第二反应性氮基团相同或不同。
3.根据权利要求I所述的方法，其中所述多官能化合物的所述第一反应性官能团和第二反应性官能团相同或不同。
4.根据权利要求I所述的方法，其中所述第一反应性官能团和第二反应性官能团独立地选自羧酸根、磺酸根、亚氨基二乙酸根、胺、卤化物、羟基、环氧化物和它们的组合。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述基底具有包含有机聚合物的表面。
6.根据权利要求I所述的方法，其中所述可聚合单体为含乙烯基的单体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述含乙烯基的单体为丙烯酸。
8.根据权利要求I所述的方法，其中所述第一多官能化合物和第二多官能化合物的两个第一反应性官能团包括至少一个选自环氧化物、烷基卤、苄基卤、甲苯磺酸酯、甲硫醚及其混合物中的反应性官能团。
9.根据权利要求I所述的方法，其中所述第一多官能化合物和第二多官能化合物的所述至少两个第一反应性官能团为环氧化物部分。
10.根据权利要求I所述的方法，其中在步骤(C)之后，所述方法还包括 (d)使选自如下的化合物反应 (i)至少第三胺化合物，其含有选自氨、伯胺和仲胺中的第三反应性氮基团； ( )至少第三多官能化合物，其具有至少两个与所述第三反应性氮基团反应的第三反应性官能团；和 (iii)它们的组合，由此形成第三缩合聚合物反应产物。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括重复步骤(d)至少一次。
12.根据权利要求I所述的方法，还包括选自以下的步骤 (el)使选自反应性氮基团和源自多官能化合物的反应性官能团中的组员与带有阳离子基团的化合物反应，由此使阴离子交换位点结合至所述离子交换介质；以及 (e2)使选自反应性氮基团和源自多官能化合物的反应性官能团中的组员与带有阴离子基团的化合物反应，由此使阳离子交换位点结合至所述离子交换介质。
13.根据权利要求I所述的方法，还包括重复选自步骤(b)、步骤(c)和它们的组合中的组员。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述第三缩合聚合物是交联的。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述第三缩合聚合物包括支化的聚合物链。
16.根据权利要求I所述的方法，其中通过使选自可聚合单体、第一完好聚合物、第一胺化合物、第二胺化合物、多官能化合物、第二多官能化合物和它们的组合中的组员流动通过所述基底而在流通室中进行步骤(a)、(b)和(C)。
17.根据权利要求I所述的方法，其中在多个颗粒形式的所述基底上进行步骤(a)，并且所述基底包括有机聚合物。
18.根据权利要求I所述的方法，其中所述基底包括流通型整料介质。
19.根据权利要求I所述的方法，其中所述基底包括流通型空心管的壁。
20.根据权利要求I所述的方法，还包括使第三胺化合物与在步骤(b)中形成的化合物反应。
21.根据权利要求I所述的方法，还包括使第三多官能化合物与在步骤(b)中形成的化合物反应。
22.根据权利要求I所述的方法，还包括使第三胺化合物或第三多官能化合物与步骤(c)中的所述反应性官能团反应。
23.根据权利要求I所述的方法，还包括使所述离子交换介质与具有相反电荷的第二离子交换介质接触，由此形成以静电方式聚集的离子交换介质。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括使以静电方式聚集的离子交换介质与以下物质接触 (i)至少第一胺化合物，其包含选自氨、伯胺和仲胺的第一反应性氮基团， ( )至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述第一反应性氮基团反应的第一反应性官能团；和 (iii)它们的组合， 由此形成结合至所述以静电方式聚集的离子交换介质的第一缩合聚合物反应产物。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述多官能环氧化物为1，4-丁二醇二缩水甘油醚。
26.根据权利要求24所述的方法，其中所述胺为甲胺。
27.根据权利要求I所述的方法，还包括使所述离子交换介质与含有至少一个阴离子部分的至少一种反应性化合物接触，由此形成阳离子交换介质。
28.根据权利要求I所述的方法形成的离子交换介质。
29.根据权利要求10所述的方法形成的离子交换介质。
30.根据权利要求23所述的方法形成的离子交换介质。
31.根据权利要求24所述的方法形成的产物。
32.—种离子交换介质，包括涂布的基底，所述基底具有结合至其的第一聚合物层和结合至所述第一聚合物层的第二聚合物层，其中所述第二聚合物层包含至少第一胺化合物和至少第一多官能化合物的至少第一缩合聚合物反应产物，所述第一胺化合物含有选自氨、伯胺和仲胺的反应性氮基团，所述第一多官能化合物具有至少两个与所述反应性氮基团反应的官能反应性官能团。
33.根据权利要求32所述的离子交换介质，还包括结合至所述第一缩聚反应产物的第二缩合聚合物反应产物，所述第二缩聚产物含有至少第二多官能化合物与至少第二胺化合物之间的反应产物。
34.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述的第一和第二多官能化合物的两个官能部分包括至少一个选自环氧化物、烷基卤、苄基卤、甲苯磺酸酯、甲硫醚和其混合物中的官能部分。
35.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述基底包括流通型整料介质。
36.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述基底包括流通型空心管的壁。
37.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述第一多官能化合物和第二多官能化合物的两个官能部分中的至少一个包括环氧化物部分。
38.根据权利要求32所述的离子交换介质，呈多个离子交换颗粒的形式。
39.根据权利要求32所述的离子交换介质，包括选自阳离子官能团、阴离子官能团和它们的组合中的组员。
40.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述基底具有包含有机聚合物的表面。
41.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述介质的缩合聚合物是交联的。
42.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述介质的缩合聚合物包括支化的聚合物链。
43.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述第一聚合物层包含选自羧酸根、磺酸根、亚氨基二乙酸根、卤化物、胺、羟基、环氧化物和它们的组合中的亲水性官能团。
44.根据权利要求32所述的离子交换介质，其中所述可聚合单体为含乙烯基的单体。
45.根据权利要求44所述的离子交换介质，其中所述乙烯基单体为丙烯酸。
46.一种用于制备基底负载的离子交换介质的方法，包括 (a)使至少第一可聚合单体聚合，所述第一可聚合单体具有选自反应性官能团和带电官能团的官能团，与所述基底接触，由此形成聚合物涂布的基底，所述聚合物含有所述官能团； (b)使完好聚合物与所述官能团反应，所述完好聚合物含有能够与所述官能团反应的聚合物反应性官能部分，由此使所述完好聚合物结合至所述聚合物涂布的基底。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述完好聚合物为通过多官能环氧化物单体和胺单体的反应所形成的缩合聚合物。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述多官能环氧化物为1，4-丁二醇二缩水甘油醚。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述胺为甲胺。
50.根据权利要求46所述的方法，还包括(c)使步骤(b)的产物与选自以下的化合物反应 (i)至少第一胺化合物，其包含选自氨、伯胺和仲胺的第一反应性氮基团， ( )至少第一多官能化合物，其具有至少两个与所述第一反应性氮基团反应的第一反应性官能团；和 (iii)它们的组合， 由此形成结合至所述完好聚合物的缩合聚合物反应产物。
全文摘要
本发明提供对于用于色谱例如离子色谱的高容量固定相的新设计。所述固定相包括接触并且至少部分地涂布所述固定相的基底的第一聚合物层。第一聚合物层充当通常基于一种或多种缩聚产物的高度超支化聚合物结构的结合，并且在多个实施方案中，生长和结合的基础。多个组分在形成第一聚合物层和超支化聚合物结构中具有用途，由此提供可以操纵为具有期望性质如离子容量、离子选择性等等的固定相。示例性的缩合聚合物通过至少一种多官能的化合物与至少一种互补反应性化合物的反应，例如亲核多官能化合物与亲电化合物的反应来形成。
文档编号B01J41/04GK102883813SQ201180021055
公开日2013年1月16日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者K.斯里尼瓦桑, C.A.波尔, S.巴尔德瓦杰, 林嵘 申请人:迪奥尼克斯公司