具有改进的pH稳定性的色谱材料、其制备方法和其用途与流程
相关申请的交叉引用
本申请根据xiaodongliu,xiaocui,xuefeisun的美国临时专利申请序号62/103,869[代理人案号19697p1/nat]的35u.s.c.§119(e)要求2015年1月15日提交的“具有改进的ph稳定性的色谱材料、其制备方法和其用途”的优先权权益，其全部公开内容以引用的方式并入。
本发明涉及包括液相色谱和固相萃取的色谱样品分离的领域并且具体来说，其涉及材料和在色谱样品分离中用作固定相的材料的合成。本发明另外涉及材料尤其在分离氨基糖苷类抗生素中的用途。本发明也涉及含有作为固定相的材料的色谱柱和固相萃取柱。
背景技术：
液相色谱(lc)(例如hplc和uhplc)和固相萃取(spe)常规地用于分析型和制备型色谱应用中以测定多种样品中的分析物的质量和量。在这些色谱技术中，通过将液体流动相中的样品输送通过柱中的固定相，从而由于每个组分的流动相和固定相之间不同的分配(即组分具有不同的分配系数)使得样品分离到其组分中来实现包含组分混合物(也称为分析物)的样品的分离。固定相通常以颗粒床的形式填充在柱内，或者以单体材料的形式保持在柱中。
无孔粒子床具有相对较低样品容量。因此，通常使用含有孔隙的网状结构的多孔粒子来增加固定相的表面积且由此改良分离的容量。多孔粒子可以是完全多孔的，其中孔隙延伸贯穿粒子的主体。作为完全多孔粒子的一个替代方案，近年来已使用所谓的熔合核心粒子，其也称为表面多孔粒子。这些粒子为具有无孔核(也被称为熔融或固体核)的粒子并且仅在围绕无孔核的外层或区域中是多孔的。
固定相针对分析物的选择性主要通过柱化学方法来调节，其在lc分离中是至关重要的。柱化学方法通过改性固定相的表面(通常通过将配体结合至表面)而常规地控制。
二氧化硅粒子通常用作固定相，作为无孔、完全多孔或表面多孔粒子中的任一者。基于二氧化硅的hplc柱由于其极佳物理强度、高效率和成熟的表面结合化学而用于广泛范围的应用。
但是，基于二氧化硅的柱具有ph限制。在酸性条件下，结合配体可在二氧化硅表面与配体之间的硅氧烷(si-o-si)键处裂解，导致c18结合柱的情况下的疏水保留的损失。在碱性条件下，氢氧根离子可通过破坏二氧化硅主链中的硅氧烷键而腐蚀二氧化硅基质，引起柱中的填充床或顶部空间(空隙)的塌陷。
用于hplc分离的固定相介质通常通过用硅烷化剂改性二氧化硅表面而产生。单官能硅烷化剂通常用于形成单层表面涂层，而二功能和三功能硅烷化剂用于在一般导致改进的化学稳定性的二氧化硅表面上形成聚合涂层。但是，使用一些硅烷化剂导致具有非所需特性，包括水解不稳定性和酸性硅醇于二氧化硅表面上的不充分遮蔽的涂层。因此，由这些方法制备的c18二氧化硅柱的典型工作ph范围为2-8。
已作出制造用于hplc应用的ph稳定二氧化硅固定相的若干尝试。
在一种制造用于hplc应用的稳定分离介质的方法中，fisk等人(wo00/45951)公开一种制备作为固体载体以用于进一步表面改性的多孔无机/有机杂交二氧化硅粒子的方法。在与硅烷化剂，如二甲基十八烷基氯硅烷反应之后，所得材料显示减少的硅烷醇活性和增强的水解稳定性，伴以1至13的扩展的操作ph范围。此方法的缺点可考虑为在于较低容量和较差柱效率，其主要是由于此材料的较少可用的表面硅醇和略微聚合的性质。
在另一方法中，glajch等人(美国专利4,705,725)描述通过将单官能性硅烷共价结合至含有两个位阻基团和连接至硅原子的额外官能团的硅烷的表面而改性的分离介质。填充有此类材料的柱显示增强的低ph下的水解稳定性。但是，使用此类硅烷化剂是不利的，因为结合相通常具有较低表面覆盖度，导致高ph条件下的减少的相稳定性。
在另一方法中，j.j.kirkland等人报导用于反相hplc的双牙硅烷固定相的制备(j.j.kirkland；j.b.adams,jr.；m.a.vanstraten；h.a.claessens,《分析化学(analyticchemistry)》,70:4344-4352(1998))。此类固定相显示低、中和高ph(1.5-11.5)下的良好水解稳定性和令人满意的柱效率。类似地，liu等人(美国专利7,074,491)描述展现扩展的ph范围(ph1.5-10.5)和独特选择性的极性嵌入双牙反相材料。
m.j.wirth描述使用混合三官能性硅烷的水平聚合将硅烷配体的单层固定于二氧化硅表面上，所述硅烷展现相比于常规单体固定相的优良水解稳定性((m.j.wirth,h.o.fatunmbi,《分析化学(anal.chem.)》65(1993)822)。据报导，获得的二氧化硅固定相在暴露于ph1.8溶液(50℃)的100小时内保持稳定且在ph10溶液的30h处理之后降解小于5％。尽管水平聚合物层帮助保护二氧化硅表面免受侵袭，产生于聚合物链中的硅氧烷键仍暴露于环境且将在极端条件下容易地水解，其将削弱二氧化硅相的长期稳定性。
使用聚合物囊封的二氧化硅是通过组合二氧化硅基质的高机械强度和聚合物的高化学稳定性以改进固定相稳定性的另一方法。聚合物层形成于二氧化硅表面上以保护其免受侵蚀性ph条件。若干疏水性聚合物，如聚甲基十八基硅烷(m.j.j.hetem,j.w.dehaan,h.a.claessens,c.a.cramers,a.deege,g.schomburg,《色谱杂志a辑(j.chromatogr.)》a540(1991)53)和聚丁二烯(m.hanson,k.k.unger,g.schomburg,《色谱杂志a辑》517(1990)269)已应用于囊封二氧化硅粒子。这些涂层首先物理沉积于二氧化硅表面上，且接着交联或化学键合到基质。但是，已报导若干缺点，如非均一表面覆盖度和ph端值处的低于预期的ph稳定性。另外，通过此方法制备的固定相具有柱流失和制造再现性的固有问题。聚合物层也可在多个点连接到无机支撑表面上。举例来说，二氧化硅表面可通过将甲苯悬浮液回流5小时而用苯乙烯和乙烯基甲基二乙氧基硅烷的共聚物改性(a.kurganov,v.davankov,t.isajeva,k.unger,f.eisenbeiss,《色谱杂志a辑》660(1994)97)。但是，获得的聚合物层不够稳定，因为固定效率由于共聚物链的位阻而较低。固定聚合物层必须经交联以改进其在侵蚀性环境下的水解稳定性。
h.engelhardt等人已描述通过乙烯基改性二氧化硅与丙烯酸衍生物的共聚而改进的二氧化硅固定相稳定性。在第一步中，二氧化硅在三乙胺存在下用含有个别乙烯基的硅烷改性。在第二步中，表面通过在使用α,α'-偶氮异丁腈(aibn)作为引发剂的溶液中聚合含有所需官能团的丙烯酸衍生物与固定乙烯基而覆盖。自由基聚合在80℃与120℃之间的温度下进行2-3小时。获得的聚合物囊封的二氧化硅相在碱性条件下比常规刷型相寿命更长。但是，其不够稳定且在高于9.0的ph下使用时快速失效(h.engelhardt,h.
ph稳定固定相的重要应用为通过hplc同时定性和定量测定氨基糖苷类。氨基糖苷类抗生素频繁用作临床和兽医药物以治疗由革兰氏阴性细菌引起的感染。但是，这些抗生素可引起不同程度的耳毒性和肾毒性。因此，极重要的是开发测定药物制备中的氨基糖苷类含量和监测不同样品基质中的氨基糖苷类残余的灵活且可靠的分析方法。但是，由于氨基糖苷类的结构类似性、极高亲水性和不具有发色团而难以实现氨基糖苷类的hplc分离。离子配对反相液相色谱(ip-rplc)、离子色谱(ic)和亲水性相互作用液相色谱(hilic)用于在无任何推导的情况下分析氨基糖苷类。反相柱(例如c18)是在谈到氨基糖苷类抗生素时的所选柱，因为其展现所需选择性、高效率和极佳机械稳定性。但是，极酸性条件(例如ph约1)的要求使得大部分基于二氧化硅的c18不适合于此应用。大部分c18柱在损失其反相容量的大于20％之前仅持续24至48小时。
技术实现要素：
根据本发明的一方面，提供：
一种色谱材料，其包含：
具有表面且具有共价结合至表面的聚合层的基质；
包含共价连接到基质表面的聚合物分子的聚合层，每一聚合物分子经由多个硅氧烷键(即si-o-si键)连接至表面且每一聚合物分子连接至一或多个(优选地多个)各自包含官能团的官能化化化合物。官能团尤其合意地具有色谱官能性。确切地说，官能团为烷基或芳基，优选地c4-c30烷基或芳基。
材料可因此视为聚合物囊封材料。
聚合物优选地包含硅氧烷聚合物或含有硅烷基的聚合物。此类聚合物的硅烷基允许聚合物经由硅氧烷键连接至二氧化硅基质。
聚合层优选地如下形成：将至少一个聚合物分子共价连接至基质表面，每一聚合物分子经由多个硅氧烷键连接至表面且每一聚合物分子含有多个第一反应性基团(确切地说烯烃基，尤其是乙烯基或烯丙基，或硫醇基)，且使连接的聚合物分子的第一反应性基团与至少一种官能化化合物反应，所述化合物包含与第一反应性基团反应的第二反应性基团(确切地说烯烃基，或-sh(硫醇)基)且进一步包含官能团，确切地说具有色谱官能度，尤其为烷基或芳基，优选地c4-c30烷基或芳基。
在特别优选的实施例中，本发明提供：
一种色谱材料，其包含：
具有表面且具有共价结合至表面的聚合层的二氧化硅基质；
聚合层是如下形成：将至少一种聚合物共价连接至基质的表面，聚合物选自乙烯基烷氧基硅烷聚合物和乙烯基官能性硅烷基改性聚丁二烯，每一聚合物分子经由多个硅氧烷键(si-o-si)连接至表面且每一聚合物分子含有多个乙烯基，且使连接的聚合物分子的乙烯基与至少一种官能化化合物反应，所述官能化化合物包含与连接的聚合物分子的乙烯基反应的第二反应性基团，第二反应性基团选自乙烯基、烯丙基或硫醇基，且进一步包含c14-c22烷基官能团(优选地c18烷基)，确切地说具有色谱官能度，如反相色谱官能度的官能团。
根据本发明的材料因此包含基质、结合至基质的聚合层和结合至聚合层的官能化合物。聚合层进而用以将官能化合物连接至基质且保护基质免受水解。官能化合物允许分析物的色谱分离，例如通过反相分离。
根据本发明的另一方面，提供一种形成官能化二氧化硅以供色谱用的方法，所述方法包含：
在第一阶段中，使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在高温和减压条件下反应；
一或多种第一官能化化合物包含一或多个与二氧化硅的表面反应的硅烷基和一或多个第一反应性基团，进而将一或多种第一官能化化合物共价连接至二氧化硅的表面且使得第一反应性基团未反应；和
在第二阶段中，使一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含一或多个与一或多个第一反应性基团反应的第二反应性基团且进一步包含官能团。
根据本发明的另一方面，提供一种形成官能化二氧化硅以供色谱用的方法，所述方法包含：
在第一阶段中，使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在高温条件下反应；
一或多种第一官能化化合物包含一或多种具有多个与二氧化硅的表面反应的硅烷基和多个第一反应性基团的聚合物，进而将一或多种第一官能化化合物共价连接至二氧化硅的表面且使得第一反应性基团未反应；和
在第二阶段中，使一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含一或多个与一或多个第一反应性基团反应的第二反应性基团且进一步包含官能团。
因此，本发明涉及通过在较高反应温度并且优选地减压下使用聚合物使二氧化硅基质官能化而制备固定相材料。已发现所述材料极ph稳定且适用作分离介质。
在使用较高反应温度和减压的方法中，至少一种第一官能化化合物优选地为如下文描述的聚合物，即共价连接到基质表面的聚合物，或可为硅烷单体(例如乙烯基硅烷)。聚合物尤其可为以下类型：如下文所述的硅氧烷聚合物(例如乙烯基硅氧烷聚合物)或硅烷基改性聚合物，如硅烷基改性聚丁二烯。
第二官能化化合物优选地为包含烯烃基或键的烃类化合物，尤其烷基化合物，或为如下文所述的烷基硫醇或芳基硫醇。
表面上的聚合层的第一结合层(即由第一官能化化合物或聚合物形成)优选地由具有就良好稳定性来说不太小且不太大以具有阻断孔隙，进而导致不佳色谱倾向的一定尺寸(分子量)的聚合物制备。聚合层的第二结合(官能化)层优选地由第二官能化化合物(包含官能团(例如烷基或芳基)和烯烃反应性基团(例如乙烯基、烯丙基、苯乙烯系、丙烯酰胺、丙烯酸酯等))与第一结合层中的第一反应性基团(例如乙烯基、烯丙基)的共聚合形成。
方法的第二阶段优选地使用聚合层的自由基聚合提供二氧化硅相的聚合物囊封。
本发明利用聚合物(本文中的所述术语包括可在它处称为寡聚物的分子)形成聚合层，所述聚合层具有多个反应性基团(例如乙烯基)和多个硅烷基以用于连接至表面，其相比于使用简单小乙烯基功能性硅烷分子给出表面硅氧烷键的更好覆盖度和保护，如engelhardt等人(《色谱学(chromatographia)》,27(1989)535)中所述。在后一种情况下，表面硅氧烷键更暴露于酸性或碱性条件下的侵袭。在测试中，已发现以本文所述的方式使用聚合物可提供相比于使用对应乙烯基硅烷单体分子的高50％至100％的ph极值(ph1和ph13)下的稳定性。
由本发明提供的材料可展现优越的酸性条件下的稳定性和极大改进的碱性条件下的耐用性。填充有此类材料的柱(如色谱或固相萃取柱)可适合于在极佳分辨和化学耐用性的情况下分离氨基糖苷类抗生素。已发现根据本发明的c18官能化材料在极低ph条件下展现极佳水解稳定性且显示极大改进的碱性条件下的稳定性。已证明填充有此类c18官能化材料的柱适合于在延长寿命和分辨力的情况下分离氨基糖苷类抗生素。
根据本发明的另一方面，提供一种分离氨基糖苷类抗生素的方法，其包含使含有包含一或多种氨基糖苷类抗生素的样品的移动相流过柱以将一或多种氨基糖苷类抗生素彼此色谱分离和/或与样品的一或多种其它组分色谱分离，其中所述柱填充有根据本发明的色谱材料。优选地，移动相的ph为约1或更小，其在分离氨基糖苷类抗生素时为典型的。其它应用中的本发明的色谱材料也可以适用于碱性相，例如在约ph11下。
在制造如上文所述的色谱材料的一个实施例中，所述方法可进一步包括使二氧化硅在第一阶段和/或第二阶段期间在减压(游其低于大气压并且优选地低于500mbar)下反应。
在一个实施例中，可通过一种方法制得色谱材料，其中所述方法包括在第一阶段中使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应。一或多种第一官能化化合物包括一或多个与二氧化硅的表面反应的硅烷基；和一或多个第一反应性基团。进而，一或多种第一官能化化合物共价连接到二氧化硅的表面且使得第一反应性基团未反应。在第二阶段中，一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应。第二官能化化合物包括一或多个与一或多个第一反应性基团反应的第二反应性基团；和官能团。借此，疏水性中性化合物的色谱分析的保留时间在移动相流经色谱材料大于20小时时不改变超过+/-10％，其中移动相的ph为约1或更小。疏水性中性化合物可包括乙酰苯胺。
关于上文所述的色谱材料，其可以进一步包括在第一阶段期间，但在第二阶段之前重复使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应的步骤。可重复在第二阶段期间使一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应的步骤。
关于上文所述的色谱材料，二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在第一阶段中的反应可在不存在溶剂的情况下进行。类似地，一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物在第二阶段中的反应可在不存在溶剂的情况下进行。
关于上文所述的色谱材料，二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在第一阶段中的反应可在催化剂存在下进行。
关于上文所述的色谱材料，第一官能化化合物可包括乙烯基硅氧烷聚合物。乙烯基硅氧烷聚合物可具有式i：
其中n为3到100的整数，r1和r2独立地选自由以下组成的群组：烷氧基、羟基和卤基。
关于上文所述的色谱材料，第一反应性基团可包括选自由乙烯基和烯丙基组成的群组的成员。官能团可包括选自由烷基和芳基组成的群组的成员。更确切地说，官能团可包括c4-c30烷基。第二反应性基团可包括选自由乙烯基、烯丙基和硫醇基组成的群组的成员。
附图说明
并入本文中并且构成本说明书的一部分的附图说明本发明目前优选的实施例，并且与上文给出的一般说明和下文给出的详细说明一起用于解释本发明的特征(其中相同数字表示相同元件)。
图1(流程1)显示使用乙烯基硅烷聚合物制备乙烯基官能化二氧化硅。
图2(流程2)显示使用乙烯基硅烷共聚物制备乙烯基官能化二氧化硅。
图3(流程3)显示使用三乙氧基硅烷基改性聚丁二烯制备乙烯基官能化二氧化硅。
图4(流程4)显示使用二乙氧基甲基硅烷基改性聚丁二烯制备乙烯基官能化二氧化硅。
图5(流程5)显示使用三甲氧基硅烷单体制备乙烯基官能化二氧化硅。
图6(流程6)显示制备聚合物囊封的二氧化硅。
图7(流程7)显示用s键二氧化硅制备c8。
图8说明使用新开发的ph稳定c18相42和熟知c18柱(品牌a)的ph1(0.1mtfa)和80℃下的水解稳定性测试。
图9说明使用新开发的ph稳定c18相43和熟知c18柱(品牌a)的ph13(0.1mnaoh)和30℃下的水解稳定性测试。
图10显示填充有新开发的ph稳定c18相42的柱的性能测试。
图11显示使用新开发的c18相42的低ph条件(100mmtfa，ph约1)下的硫酸庆大霉素的离子配对反相lc分离。
图12显示使用新开发的c18相42的低ph条件下和hfba存在下的硫酸大观霉素的离子对反相lc分离。
图13说明当使用新开发的c18相42时，移动相(100mmtfa)中的hfba浓度对8种氨基糖苷类抗生素的保留因子的影响。
图14说明使用庆大霉素作为测试探针的低ph条件(100mmtfa，ph约1)和50℃下的填充有新开发的c18相42的柱的耐用性测试。
具体实施方式
现将更详细地描述本发明的各种优选的特征、实施例和实例。
定义：
本文中，术语“烃”等(例如烃部分、烃基等)包括如本文中定义的烷基和芳基。
本文中，术语“碳链长”或“总碳链长”意指分子中的最长碳链长。因此，在直链的情况下，链长度简单地编号为例如：
链分支未包括在链长计数中，呈例如：
在芳基的情况下，苯环中的碳原子数目在链长中对于对键计为4且对于间键计为3，例如：
任何杂原子不计为碳链长中的碳原子。
除非另外说明，否则在本文中，术语“烷基”本身或作为另一取代基的部分意指直链或分支链或环烃自由基或其组合，其可以是完全饱和、单或多不饱和并且可包括具有一定数目的所指示的碳原子(即，c1-c10意指一到十个碳)的二价和多价自由基。饱和烃类自由基的实例包括(但不限于)以下基团：如甲基、乙基、正丙基(例如，-ch2-ch2-ch3、-ch2-ch2-ch2-)、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基、环己基、(环己基)甲基、环丙基甲基、例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的同系物和异构体。不饱和烷基是具有一或多个双键或三键的烷基。不饱和烷基的实例包括(但不限于)乙烯基、2-丙烯基、巴豆基、2-异戊烯基、2-(丁二烯基)、2,4-戊二烯基、3-(1,4-戊二烯基)、乙炔基、1-和3-丙炔基、3-丁炔基以及高级同系物和异构体。除非另外指出，否则术语“烷基”还意指包括以下更详细定义的那些烷基衍生物，例如“杂烷基”。限于烃基的烷基称为“高烷基”。术语“烷基”也可意指“亚烷基”或“烷基二基”以及在其中烷基为二价自由基的那些情况下的次烷基。
典型烷基包括(但不限于)：甲基；乙基，如乙烷基、乙烯基、乙炔基；丙基，如丙-1-基、丙-2-基、环丙-1-基、丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基(烯丙基)、环丙-1-烯-1-基；环丙-2-烯-1-基、丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基等；丁基，诸如丁-1-基、丁-2-基、2-甲基-丙-1-基、2-甲基-丙-2-基、环丁-1-基、丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1--基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-2-基、丁-1,3-二烯-1-基、丁-1,3-二烯-2-基、环丁-1-烯-1-基、环丁-1-烯-3-基、环丁-1,3-二烯-1-基、丁-1-炔-1-基、丁-1-炔-3-基、丁-3-炔-1-基等；等等。
本文中，术语“亚烷基”或“烷基二基”本身或作为另一取代基的部分意指衍生自烷基的二价自由基，如举例说明但是不受-ch2ch2ch2-(丙烯或丙烷-1,3-二基)的限制，并且进一步包括以下所述的那些基团，如“亚杂烷基”。通常，烷基(或亚烷基)基团将具有1至约30个碳原子，优选1至约25个碳原子，更优选1至约20个碳原子，甚至更优选1至约15个碳原子并且最优选地1至约10个碳原子。“低碳数烷基”、“低碳数亚烷基”或“低碳数烷基二基”为较短链的烷基、亚烷基或烷基二基，一般具有约10个或更少碳原子、约8个或更少碳原子、约6个或更少碳原子或约4个或更少碳原子。
本文中，术语“次烷基”本身或作为另一取代基的部分意指衍生自烷基的二价自由基，如由ch3ch2ch2＝(亚丙基)例示但不受其限制。通常，次烷基将具有1至约30个碳原子，优选1至约25个碳原子，更优选1至约20个碳原子，甚至更优选1至约15个碳原子并且最优选地1至约10个碳原子。“低碳数烷基”或“低碳数次烷基”为较短链烷基或次烷基，一般具有约10个或更少碳原子、约8个或更少碳原子、约6个或更少碳原子或约4个或更少碳原子。
本文中，术语“烷氧基”、“烷氨基”和“烷硫基”(或硫代烷氧基)用于其常规的含义，并且是指分别经由氧原子、氨基或硫原子连接至分子的其余部分的那些烷基。
除非另外说明，否则在本文中，术语“杂烷基”本身或与另一个术语组合意指稳定直链或支链或环烃自由基或其组合，包含规定数目的碳原子和至少一个选自由以下组成的群组的杂原子：o、n、si、s及b，且其中氮和硫原子可任选地为氧化的，并且氮杂原子可任选地为季铵化的。杂原子o、n、b、s和si可位于杂烷基的任何内部位置处或在烷基连接至分子的其余部分的位置处。实例包括(但不限于)-ch2-ch2-o-ch3、-ch2-ch2-nhch3、-ch2-ch2-n(ch3)-ch3、-ch2-s-ch2-ch3、-ch2-ch2,-s(o)-ch3、-ch2-ch2-s(o)2-ch3、-ch＝ch-o-ch3、-si(ch3)3、-ch2-ch＝n-och3和-ch＝ch-n(ch3)-ch3。至多两个杂原子可以是连续的，例如-ch2-nh-och3和-ch2-o-si(ch3)3。类似地，单独或作为另一取代基的一部分的术语“亚杂烷基”意指衍生自杂烷基的二价基团，例如(但不限于)-ch2-ch2-s-ch2-ch2-和-ch2-s-ch2-ch2-nh-ch2-。对于亚杂烷基来说，杂原子也可占据链末端(例如，亚烷氧基、亚烷二氧基、亚烷氨基、亚烷二氨基等)中的任一者或两者。任选地，对于亚烷基和亚杂烷基键联基团，键联基团的式的书写方向并不表示键联基团的定向。举例来说，式-co2r'-任选地表示-c(o)or'和-oc(o)r'。
除非另外说明，否则在本文中，单独或与其它术语组合的术语“环烷基”和“杂环烷基”分别表示“烷基”和“杂烷基”的环状形式。另外，对于杂环烷基来说，杂原子可以占据杂环连接到分子的其余部分的位置。环烷基的实例包括(但不限于)环戊基、环己基、1-环己烯基、3-环己烯基、环庚基等。杂环烷基的实例包括(但不限于)：1-(1,2,5,6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。
除非另外说明，否则在本文中，单独或作为另一取代基的一部分的术语“卤基”或“卤素”意指氟、氯、溴或碘原子。另外，如“卤烷基”的术语意图包括单卤烷基和多卤烷基。举例来说，术语“卤(c1-c4)烷基”意图包括(但不限于)三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另外说明，否则在本文中，术语“芳基”意指可以是单环或稠合在一起或共价连接的多个环(优选地1到3个环)的多不饱和芳族取代基。术语“杂芳基”是指含有选自n、o、s、si和b的一到四个杂原子的芳基(或环)，其中氮原子和硫原子任选地经氧化，并且氮原子任选地经季铵化。杂芳基可以通过杂原子连接到分子的其余部分。芳基和杂芳基的非限制性实例包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。以上所指出的芳基和杂芳基环系统中的每一个的取代基选自下文所述的可接受取代基的群组。
为简洁起见，当在本文中，术语“芳基”与其它术语组合使用(例如，芳氧基、芳基硫氧基、芳烷基)时，其包括如上所定义的芳基和杂芳基环两者。因此，术语“芳烷基”意指包括芳基连接到烷基的那些基团(例如，苯甲基、苯乙基、吡啶基甲基等)，所述烷基包括碳原子(例如，亚甲基)已被例如氧原子(例如，苯氧基甲基、2-吡啶氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等)置换的那些烷基。
上述术语中的每一个(例如，“烷基”、“杂烷基”、“芳基”和“杂芳基”)意指包括所指示基团的经取代和未经取代的两种形式。以下提供用于各类基团的优选取代基。
烷基和杂烷基(包括通常被称为亚烷基、烯基、亚杂烷基、杂烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基和杂环烯基的那些基团)的取代基一般被称为“烷基取代基”，并且其可以是选自(但不限于)以下的多种基团中的一或多个：经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的杂环烷基、-or'、＝o、＝nr'、＝n-or'、-nr'r"、-sr'、-卤素、-sir'r"r"'、-oc(o)r'、-c(o)r'、-co2r'、-conr'r"、-oc(o)nr'r"、-nr"c(o)r'、-nr'-c(o)nr"r"'、-nr"c(o)2r'、-nr-c(nr'r"r'")＝nr""、-nr-c(nr'r")＝nr'"、-s(o)r'、-s(o)2r'、-os(o)2r'、-s(o)2nr'r"、-nrso2r'、-cn和-no2，数目在零到(2m'+1)范围内，其中m'为所述基团中的碳原子总数。r'、r"、r"和r""各自优选独立地是指氢、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的芳基(例如经1-3个卤素取代的芳基)、经取代或未经取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基或芳烷基。当本发明化合物包括大于一个r基团时，例如，当存在r、r'、r"、r'"和r""基团中的大于一个时，独立地选择每一个r基团，r'、r"、r'"和r""基团也如此。当r'与r"连接到同一氮原子时，其可以与所述氮原子组合形成5元、6元或7元环。举例来说，-nr'r"意图包括(但不限于)1-吡咯烷基和4-吗啉基。从以上取代基的论述，本领域的技术人员将理解，术语“烷基”意图包括包括结合到除氢基以外的基团的碳原子的基团，如卤烷基(例如，-cf3和-ch2cf3)和酰基(例如，-c(o)ch3、-c(o)cf3、-c(o)ch2och3等)。
类似于针对烷基描述的取代基，针对芳基和杂芳基的取代基一般被称为“芳基取代基”。所述取代基选自(例如)：在芳族环系统上的零至开放价态总数范围内的数目的经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的杂环烷基、-or'、＝o、＝nr'、＝n-or'、-nr'r"、-sr'、-卤素、-sir'r"r"'、-oc(o)r'、-c(o)r'、-co2r'、-conr'r"、-oc(o)nr'r"、-nr"c(o)r'、-nr'-c(o)nr"r"'、-nr"c(o)2r'、-nr-c(nr'r"r'")＝nr""、-nr-c(nr'r")＝nr'"、-s(o)r'、-s(o)2r'、-s(o)2nr'r"、-nrso2r'、-cn和-no2、-r'、-n3-ch(ph)2、氟(c1-c4)烷氧基和氟基(c1-c4)烷基；并且其中r'、r"、r"'和r""优选为独立地选自氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的杂烷基、经取代或未经取代的芳基和经取代或未经取代的杂芳基。当本发明化合物包括大于一个r基团时，例如，当存在r、r'、r"、r'"和r""基团中的大于一个时，独立地选择每一个r基团，r'、r"、r'"和r""基团也如此。
基质可为颗粒或单块基质，优选颗粒状的。基质材料可为金属氧化物(所述术语在本文中包括类金属氧化物，如二氧化硅，且包括无机-有机杂化材料(尤其为金属氧化物-有机杂化材料)，如例如wo00/45951中所述)。基质可尤其为二氧化硅(sio2)，所述术语在本文中包括二氧化硅/有机杂混物、氧化铝(al2o3)、二氧化钛(tio2)、或氧化锆(zro2)基质。二氧化硅(所述术语在本文中包括二氧化硅/有机杂混物)基质为最优选的。二氧化硅的表面可在共价连接聚合物之前经硅烷醇(羟基)基封端，例如以使得如本文中所述的聚合物的硅烷基与所述表面硅烷醇基反应。
聚合层共价结合至基质表面。聚合层由将至少一种聚合物(所述术语包括低聚物)共价连接至基质表面形成。每一聚合物分子经由多个硅氧烷键(si-o-si)连接至所述表面。每一聚合物分子含有多个反应性基团(确切地说烯烃基，尤其为乙烯基或烯丙基，或硫醇基)且连接的聚合物分子的这些反应性基团与至少一种官能化化合物反应。
更详细地，如下形成聚合层：将至少一种聚合物(所述术语包括低聚物)共价连接至基质表面，每一聚合物分子经由多个硅氧烷键(si-o-si)连接至所述表面且每一聚合物分子含有多个第一反应性基团(确切地说烯烃基，尤其为乙烯基或烯丙基，或硫醇基)，且使连接的聚合物分子的第一反应性基团与至少一种官能化化合物反应，所述官能化化合物包含与第一反应性基团反应的第二反应性基团(即至少一种第二反应性基团)(确切地说其中第二反应性基团包含烯烃基(本文中的术语烯烃包括具有反应性双键的基团，例如乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、丙烯酸酯)或硫醇基(-sh))且进一步包含官能团。官能团优选地具有色谱官能度。确切地说，官能团包含烷基或芳基，优选地c4-c30烷基或芳基。
聚合物分子不形成于来自表面结合单体的表面上；聚合物分子在其连接至表面之前已经是聚合物分子。以此方式，聚合物(具有多个第一反应性基团和多个硅烷基)结合至二氧化硅的表面，其相比于如engelhardt等人上述的使用小乙烯基官能性硅烷分子给出表面硅氧烷键的更好覆盖度和保护，使用小乙烯基官能性硅烷分子使得表面硅氧烷键更暴露于酸性/碱性条件下的侵袭。
聚合物优选地包含和利用一或多个硅烷基以将聚合物连接至基质(尤其二氧化硅基质)。硅烷基因此优选地为活化硅烷基，即具有可与基质(尤其二氧化硅)表面反应且使得聚合物能够连接至基质表面的基团(离去基)。硅烷基以此方式经由硅氧烷键(si-o-si)将聚合物共价结合至二氧化硅基质。硅氧烷键中的第一si原子衍生自硅烷基。硅氧烷碱中的第二si原子衍生自二氧化硅，即二氧化硅表面。
聚合物分子的一或多个硅烷基优选地具有下式：
其中r1、r2、r3中的至少一个为离去基。优选地，r1、r2、r3独立地选自氧原子(例如连接到基质中的基质(硅)原子或连接到聚合物的另一硅原子)、羟基、卤素原子、烷氧基(即甲氧基、乙氧基等)、二烷基氨基、酰基、烷基(任选地杂烷基或杂环烷基)、芳基(任选地杂芳基)或反应性基团(即本文所述的第一反应性基团，例如烯烃基，如乙烯基、烯丙基等)。
基团r1、r2和r3可以是相同或全部不同的。优选地，r1、r2、r3基团中的至少一个，任选地两个为离去基。更优选地，r1、r2、r3基团中的至少一个为烷氧基(优选地甲氧基、乙氧基或丙氧基，尤其甲氧基)、二烷基氨基或卤素原子。
在乙烯基硅氧烷聚合物的情况下，通常硅烷基具有离去基(末端硅烷基可具有两个离去基)、反应性基团和与对应氧原子的两个键(末端硅烷基具有一个此类键)，所述氧原子连接至聚合物的相邻硅原子)。离去基能够允许聚合物形成与基质二氧化硅表面的硅氧烷键。
聚合物包含多个反应性基团，在本文中称为第一反应性基团。第一反应性基团优选地为反应性烯烃基或反应性硫醇基，尤其为烯烃基。聚合物的反应性烯烃基优选地为乙烯基或烯丙基。多个反应性基团优选地全部为相同类型，例如全部为乙烯基。
聚合物优选地具有相邻第一反应性基团之间(例如相邻乙烯基之间)的“固定”距离，即聚合物分子中的所有反应性基团的相邻第一反应性基团之间的距离基本上一致。举例来说，图1的均聚物1在第一反应性基团(例如乙烯基)之间具有重复的3原子间隔。
一种类型的实施例中的至少一种聚合物优选地包含至少一种具有反应性基团的硅氧烷聚合物。确切地说，此类型的实施例中的至少一种聚合物优选地包含至少乙烯基硅氧烷聚合物(即具有反应性乙烯基的硅氧烷聚合物)。(任选地乙烯基)硅氧烷聚合物的尺寸(即数目平均分子量，mwn)优选地为500-10,000道尔顿(da)。乙烯基硅氧烷聚合物优选地为乙烯基烷氧基硅烷聚合物。
乙烯基硅氧烷聚合物可在一个优选实施例中具有式i：
其中n为3至100的整数，r1和r2独立地选自烷氧基(尤其为甲氧基和乙氧基)、羟基和卤基(尤其为cl)。r1和r2优选地独立地选自烷氧基(尤其为甲氧基和乙氧基)和羟基。r1和r2更优选地独立地选自烷氧基，尤其为甲氧基和乙氧基。r1和r2尤其优选地相同，优选地均为甲氧基或乙氧基。
在优选实施例中，乙烯基硅氧烷聚合物可具有式ii：
或者，具有代替式ii中的甲氧基的乙氧基或羟基的聚合物也是优选实施例。
由式i或ii的聚合物(具有甲氧基或乙氧基)形成的表面结合聚合层优选地具有如下的通式结构，其中存在乙烯基反应性基团：
在式i或ii中，任何数目的乙烯基可经烷基，例如c1-c4烷基，尤其c1-c3烷基置换。
乙烯基硅氧烷聚合物可为共聚物，例如含有乙烯基硅氧烷单元和烷基硅氧烷单元(尤其为c1-c4烷基)的混合物。共聚物可具有标称式iii，例如：
其中r1和r2如关于式i和ii在上文所定义且其中n为3到100的整数且m为1到70(优选地1到20)的整数，
或式iv，例如
上式中的乙烯基硅氧烷单元和烷基硅氧烷单元可以嵌段形式，或随机分布，或在交替位置存在于聚合物中。或者，具有代替式iv中的乙氧基的甲氧基或羟基的聚合物也是优选实施例。
另一类型的实施例中的至少一种聚合物优选地包含至少一种含有硅烷基的聚合物(即至少一种含有多个硅烷基的聚合物)，其优选地具有500-10,000道尔顿mwn。确切地说，此类聚合物可为改性聚丁二烯，尤其为硅烷基改性聚丁二烯，优选地具有500-10,000道尔顿mwn。至少一种含有硅烷基的聚合物优选地包含三烷氧基硅烷基作为硅烷基(例如三甲氧基硅烷基或三乙氧基硅烷基)。至少一种硅烷基改性聚丁二烯优选地包含三烷氧基硅烷基改性聚丁二烯(三烷氧基硅烷基改性聚丁二烯聚合物的大小(即分子量，mwn)优选地为500-10,000道尔顿)。举例来说，聚丁二烯可为三甲氧基硅烷基改性聚丁二烯或三乙氧基硅烷基改性聚丁二烯。
硅烷基改性聚丁二烯可具有式v的标称重复单元：
其中r1、r2和r3独立地选自烷氧基(尤其为甲氧基和乙氧基)、羟基、卤基(尤其cl)和烷基(尤其为c1-c3烷基，更尤其为甲基)，其条件是r1、r2和r3中的至少一个为离去基(尤其为甲氧基乙氧基)。r1、r2和r3优选地独立地选自烷氧基(尤其为甲氧基和乙氧基)和羟基。r1、r2和r3更优选地独立地选自烷氧基，尤其为甲氧基和乙氧基。r1、r2和r3尤其优选地相同，优选地为甲氧基或乙氧基。
在优选实施例中，硅烷基改性聚丁二烯可为具有式vi的标称重复单元的烷氧基硅烷基改性聚丁二烯：
其中每一r1独立地为甲氧基或乙氧基。优选地，所有r1为相同基团。
例如：
或者，具有代替式vii中的乙氧基的甲氧基或羟基的聚合物也是优选实施例。
在另一优选实施例中，硅烷基改性聚丁二烯可为烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。举例来说，烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯可具有式viii的标称重复单元：
或者，具有代替式viii中的乙氧基的甲氧基或羟基的聚合物也是优选实施例。
式v、vi或vii的聚合物与二氧化硅的共价连接可产生如下的表面结合聚合层，其中存在乙烯基反应性基团：
式viii的聚合物与二氧化硅的共价连接可产生如下的表面结合聚合层，其中存在乙烯基反应性基团：
使用本文所述的聚合物提供许多益处，例如：允许出于稳定性而与基质多次连接，同时相比于可能倾向于阻塞基质中的孔隙的极高mw聚合物为可控制的；允许通过烯丙基或乙烯基官能化合物的共聚合的后续表面修饰，其中相邻反应性基团(例如乙烯基)之间的“固定”距离有利于在基质表面上形成更均一保护层；且由于连接到聚合物的官能团的选择而允许固定相或柱化学物质的灵活性。
优选地，在基质与聚合物在第一反应阶段中反应以形成共价结合至基质表面的层(例如具有乙烯基官能度的层)之后，基质接着进一步与也具有第一反应性基团，如乙烯基的硅烷(硅烷单体，非聚合物)反应(进一步官能化)。举例来说，可使用具有烷基和/或烷氧基的乙烯基硅烷，如乙烯基二甲基乙氧基硅烷。这有助于提供具有反应性基团(乙烯基)的二氧化硅表面的更完整覆盖度，因为较小单体可填补聚合物分子之间的间隙。表面可接着在第二阶段官能化中反应。
用于第二阶段官能化(即第一结合层的官能化)的官能化化化合物可为聚合或非聚合分子，优选地非聚合分子。官能化化合物优选地包含与聚合物的反应性基团(即第一反应性基团)反应的基团。官能化化合物的反应性基团在本文中称为第二反应性基团。确切地说，官能化化合物的反应性烯烃基或硫醇与聚合物的烯烃基反应性基团反应。官能化化合物的第二反应性基团优选地为乙烯基、烯丙基或硫醇基。本文中，具有双键的基团，包括乙烯基、烯丙基、苯乙烯、丙烯酰胺和丙烯酸酯在术语烯烃基的范围内。
官能化化合物包含官能团。官能团有利地提供色谱官能度，例如反相官能度。官能团优选地为烃基，更优选地烷基或芳基，尤其为烷基，如c2-c30烷基，例如c18烷基。烷基可为经取代或未经取代的烷基，芳基可为经取代或未经取代的芳基。那些基团中的任一者可任选地含有呈硫(s)和/或氧(o)连接子形式的杂原子，和/或可任选地含有(伯、仲、叔或季)氨基、磺酰胺、酰胺、氨基甲酸酯、膦酸酯、磺酸酯和/或羧酸酯基。
在一个实施例类型中，官能化化合物优选地为包含烯烃基或键的烃类化合物，尤其为烷基化合物，优选地直链烷基，通常其中总碳链长为c4-c30，优选地c6-c22，更优选地c8-c22，更优选地c8-c20，例如c8、c10、c12、c14、c16或c18；或例如c9、c11、c13、c15或c17。烃可为经取代或未经取代的烷基或芳基。烷基化合物优选为具有如上所述的末端烯烃基(例如烯烃)和总链长的烷基化合物。第二阶段官能化的尤其优选的官能化化合物因此为c4-c30烯烃，优选地c6-c22烯烃，更优选地c8-c22烯烃，更优选地c8-c20烯烃，例如c8、c10、c12、c14、c16或c18烯烃，或烯丙苯；最优选地c8烯烃、c18烯烃或烯丙苯。烯烃的双键(烯烃基)优选地在碳链的末端位置，例如1-十八烯；1-辛烯。
官能化化合物的优选的烯烃因此具有式ix：
其中rf为烷基，尤其为c4-c30烷基、c6-c22烷基、c8-c22烷基或c8-c20烷基。
在另一实施例类型中，官能化化合物优选地为烷基硫醇或芳基硫醇，尤其为烷基硫醇，通常其中总碳链长为c4-c30，优选地c4-c22，更优选地c14-c22，更优选地c16-c20，例如c8、c10、c12、c14、c16或c18；或例如c9、c11、c13、c15或c17。
本发明也提供固定相材料的制备，其通过在高温下，优选地在减压下使用聚合物而使二氧化硅基质官能化以形成ph稳定的分离介质。至少反应的第一阶段，即使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应是在高温下在减压下进行。优选地，也使用催化剂且反应是在无溶剂存在(无溶剂条件)下进行。
确切地说，本发明提供一种形成官能化二氧化硅以供色谱用的方法，所述方法包含：
使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在较高反应温度(尤其高于室温并且优选地高于100℃)和减压(尤其低于大气压并且优选地低于500mbar)的条件下，优选地在无溶剂存在下反应；
一或多种第一官能化化合物包含一或多个与二氧化硅的表面反应的硅烷基和一或多个第一反应性基团(尤其为一或多个乙烯基、烯丙基和/或一或多个硫醇基)，进而将一或多种第一官能化化合物共价连接至二氧化硅的表面且使得第一反应性基团未反应；和
使一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含一或多个与一或多个第一反应性基团反应的第二反应性基团(尤其为一或多个含有烯键和/或-sh(硫醇)基的第二反应性基团)且进一步包含尤其具有色谱官能度的官能团，确切地说烷基或芳基，例如c18烷基。至少一种第一官能化化合物优选地为如本文中所述的聚合物，即共价连接到基质表面的聚合物，或在另一实施例中可为硅烷单体(例如乙烯基硅烷)。聚合物尤其可为以下类型：如本文中所述的硅氧烷聚合物(例如乙烯基硅氧烷聚合物)或硅烷基改性聚合物，如硅烷基改性聚丁二烯。
第二官能化化合物优选地为本文中描述的官能化化合物，即包含烯烃基或键的烃类化合物，尤其为烷基化合物，或为如本文中所述的烷基硫醇或芳基硫醇。
由本发明提供的反应条件(高温、减压；任选地伴以催化剂；任选地伴以预淀积)提供许多益处，例如：形成结合聚合层的稳定结合；较大地控制结合聚合层的厚度；和减少的孔隙阻塞，其对于色谱来说更好。
反应的第二阶段，即使一或多种表面结合第一官能化化合物的一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应不必在减压下，但仍需要高温。
反应的第一阶段的高温优选地在以下范围内：至少约100℃，或至少约110℃，或至少约120℃，或至少约140℃，或至少约160℃，或至少约180℃，或至少约200℃，尤其至少约160℃，或至少约180℃，或至少约200℃；前述范围尤其高达约200℃，或高达约220℃，或高达约240℃，或高达约260℃，或高达约280℃，或高达约300℃。更优选地，反应的第一阶段的高温在约200℃至约300℃，或约210℃至约290℃，或约220℃至约280℃，或约230℃至约270℃，或约250℃范围内。
反应的第一阶段的减压优选地在以下范围内：小于500mbar，更优选地小于400mbar，更优选地小于300mbar，更优选地小于200mbar，并且最优选地小于100mbar。压力优选地为至少0.01mbar，更优选地至少0.1mbar，或至少1mbar。
反应的第一阶段的减压和高温优选地同时施加至少一段时间(第一反应时段)。此时段可为至少1小时，或至少2小时，或至少4小时，或至少8小时，或至少12小时。时段可为至多20小时，或至多30小时。优选地持续至少此类时段施加高温。优选持续与高温基本上相同的时段施加减压。
反应优选地经催化。反应介质因此优选地包含与反应物质接触的催化剂。可使用适合的已知聚合催化剂。尤其优选的催化剂为有机胺，例如四甲基乙二胺。
方法的第二阶段优选地使用聚合层的自由基聚合提供二氧化硅相的聚合物囊封。此聚合优选地在引发剂存在下进行。
对于方法的第二阶段(来自引发剂存在下的共聚合的囊封聚合物层)，再次使用高温。第二阶段中的压力可为大气压或环境压力或更高，例如在1到2大气压范围内。
反应的第二阶段的高温优选地在以下范围内：至少约100℃，或至少约110℃，或至少约120℃，或至少约140℃200℃；前述范围尤其高达约300℃，或高达约200℃，或高达约190℃，或高达约180℃，或高达约160℃。更优选地，反应的第二阶段的高温在约100℃至约300℃，或约100℃至约200℃，或约110℃至约190℃，或约120℃至约180℃，或约130℃至约170℃范围内。
优选地持续一段时间(第二反应时段)施加反应的第二阶段的高温。此时段可为至少1小时，或至少2小时，或至少4小时，或至少8小时，或至少12小时。所述时段可为至多20小时，或至多30小时。
第一和第二反应阶段优选地在惰性氛围中，即在惰性气体(例如氮气或氩气)中进行。反应物优选地在施加高温之前，并且在反应的第一阶段的情况下，在减小压力之前用惰性气体吹扫。接着优选地在高温时段期间，并且在反应的第一阶段的情况下，在减压时段期间维持惰性氛围。在另一实施例中，其中反应压力减小到低于50mbar，反应可在无惰性气体吹扫的情况下进行。
优选地，反应的第一阶段在不存在有机溶剂的情况下进行。优选地，反应的第二阶段在不存在有机溶剂的情况下进行。可用于所述方法的一部分中的任何此类溶剂优选地在施加较高反应温度之前去除。尤其就用于官能化的聚合来说的无溶剂方法的益处包括：改进的表面改性的控制；和改进的柱化学的控制。应注意，不存在溶剂可称为不存在液体溶剂或液体有机溶剂。
各种反应流程可用于实施本发明的方法。许多处理步骤，包括各种任选的步骤可用于反应流程中。以下说明是指二氧化硅，但可与其它基质一起采用。
方法可包含预处理二氧化硅的步骤。原料二氧化硅在0.1mhno3中在90℃下酸处理4小时，接着用去离子水彻底冲洗直至滤液接近中性。酸处理二氧化硅在真空中在150℃下干燥至少12h且接着储存在干燥器中。
二氧化硅优选地在其经受反应的第一阶段之前干燥。
二氧化硅优选地放入反应容器中。
方法优选地包含反应的第一阶段，其中基质经第一反应性基团，更优选地烯烃基，尤其为乙烯基官能化。对于第一阶段，第一官能化化合物优选地添加至二氧化硅；第一官能化化合物优选地为如本文中所述的聚合物，即共价连接到二氧化硅表面的聚合物。乙烯基烷氧基硅烷聚合物为最优选的。第一官能化化合物在添加时可包含于有机溶剂(例如甲醇)中，其可随后去除。
反应的第一阶段的催化剂(例如有机胺)优选地与二氧化硅和第一官能化化合物混合。或者，可使用挥发性催化剂，其不需要混合而是与二氧化硅置于相同反应容器中。
优选地，可例如在减压下去除任何挥发性组分，如任何有机溶剂。这可在添加催化剂之前或之后进行，但优选地添加催化剂之前进行以避免起始反应。以此方式，反应的第一阶段优选地在无溶剂条件下进行。
在添加第一官能化化合物和任选地催化剂之后，其可与二氧化硅混合。
二氧化硅、第一官能化化合物和催化剂的组分优选地在反应之前在反应容器中用惰性气体(例如氮气或氩气)冲洗并且优选地在反应期间保持于惰性气体氛围中。
反应的第一阶段通过持续如本文所述的第一反应时段将反应容器中的组分(二氧化硅、第一官能化化合物和催化剂)加热至高温而进行。在优选实施例中，反应的第一阶段在减压，优选地小于100mbar下进行(例如通过将反应容器抽空至所需压力)。
进而经第一反应性基团官能化的二氧化硅可接着经过滤、洗涤和任选地干燥。
经第一反应性基团官能化的二氧化硅可任选地与具有第一反应性基团(例如乙烯基)的硅烷(非聚合物)，例如式a的乙烯基硅烷进一步反应(即进一步官能化)，其中r基团各独立地为烷氧基、羟基、卤基或烷基：
式a：
进而经第一反应性基团进一步官能化的二氧化硅可接着经过滤、洗涤和干燥。
方法优选地包含反应的第二阶段，其中经第一反应性基团(乙烯基)官能化的二氧化硅与包含第二反应性基团(例如烯丙基)和官能团(例如烷基)的第二官能化化合物反应。
对于第二阶段，第二官能化化合物优选地添加至已经第一反应性基团(乙烯基)官能化的二氧化硅；第二官能化化合物优选地为如本文中描述的c4-c30烯烃化合物。c8或c18烯烃为最优选的，任选地经混合。第二官能化化合物可与有机溶剂(例如二氯甲烷)中的二氧化硅混合，其可随后去除。
引发剂(例如过氧化二异丙苯)可包含于第二官能化化合物和二氧化硅的混合物中，例如以引发自由基聚合。
优选地，可例如在减压下去除任何挥发性组分，如任何有机溶剂。以此方式，反应的第二阶段优选地在无溶剂条件下进行。
第一官能化二氧化硅、第二官能化化合物和引发剂的组分优选地在反应之前在反应容器中用惰性气体(例如氮气或氩气)冲洗并且优选地在反应的第二阶段期间保持于惰性气体氛围中。
反应的第二阶段通过持续如本文所述的第二反应时段将反应容器中的组分(第一官能化二氧化硅、第二官能化化合物和引发剂)加热至高温(例如50-300℃)而进行。获得官能化聚合物囊封的二氧化硅。二氧化硅可任选地在用于色谱柱中之前经受过滤和洗涤。
基质(优选地二氧化硅基质)可以是完全多孔的、表面多孔的或无孔的；并且可以是颗粒状或单块的。
本发明的基质合意地为色谱材料，或具有用于例如lc或spe应用的色谱特征。
基质优选为颗粒状的，其中基质的粒子通常并且优选为大体上球状的，但在一些实施例中，形状可以是不规则的。粒子优选地具有窄粒度分布。
在某些实例中，粒子为基本上“单分散”或基本上“均分散”，这表明大部分粒子(例如，80％、90％或95％的粒子)的粒度在中值粒径(d50)以下或以上大体上(例如，不大于10％)没有变化。在示例性单分散粒子数中，90％的粒子的平均粒度在约0.9×d50与约1.1×d50之间。这有利于色谱应用。尽管优选单分散的粒子，但具有更广粒度分布的粒子可用于诸多应用中。
粒子通常为微粒、优选中值粒径为0.1μm或更大、优选中值粒径高达1000μm。更优选地，粒子为1μm至1000μm、或0.1μm至500μm或1μm至500μm的直径，或更优选0.1μm至100μm或1μm至100μm的直径，或甚至更优选0.1μm至50μm的直径，特别是0.1μm至10μm或0.2μm至10μm或1μm至10μm并且最优选1.5μm至5μm的直径。
粒子可以是多孔(包括部分多孔、完全多孔或表面多孔)或无孔粒子。粒子可以适用于制备固体核色谱材料。
当形成多孔粒子时，粒子的孔可以是任何尺寸。平均孔径通常以埃为单位(
颗粒基质材料的(bet)比表面积通常在约0.1与约2,000m2/g之间，最通常在约0.1与约1,000m2/g之间。举例来说，颗粒材料的比表面积为在约1m2/g至约1,000m2/g之间、约1m2/g至约800m2/g之间、约1m2/g至约600m2/g之间、约1m2/g至约500m2/g之间、约1m2/g至约400m2/g之间、约1m2/g至约200m2/g之间或约1m2/g至约100m2/g之间。在另一实例中，材料的比表面积在约10与约1,000m2/g之间、在约10与约800m2/g之间、在约10与约600m2/g之间、在约10与约500m2/g之间、在约10与约400m2/g之间、在约10与约200m2/g之间或在约10与约100m2/g之间。在另一实例中，材料的比表面积在约50与约1,000m2/g之间、在约50与约800m2/g之间、在约50与约600m2/g之间、在约50与约500m2/g之间、在约50与约400m2/g之间、在约50与约200m2/g之间或在约50与约100m2/g之间。优选地，颗粒材料的比表面积在约1与约500m2/g之间或在约10与约500m2/g之间(尤其在约50与约500m2/g之间)。在另一实例中，比表面积更优选地在约10与约100m2/g之间。
对于无孔粒子来说，比表面积优选地在约0.5至10m2/g之间。对于无孔粒子，中值粒径优选地为0.1至5μm。
鉴于以上详细描述，可以实现多种优选类型的材料，如下表1中所指示：
表1
本发明材料可用于纳米-lc、分析-lc或制备级lc或spe中。在各种实施例中，材料作为填充床或单体安置于柱中。举例来说，塑料或金属柱填充有所述材料。
本发明的色谱材料可用于分离分析物的方法中，所述方法包含使含有分析物的样品的移动相流过柱以将分析物彼此色谱分离，其中所述柱填充有根据本发明的色谱材料。优选地，移动相的ph为约11或更小且有利地，移动相的ph可为约1或更小，其在分离氨基糖苷类抗生素时为典型的。因此，材料可用于将一或多种氨基糖苷类抗生素彼此分离和/或与样品的其它组分分离的方法，所述方法包含使含有包含一或多种氨基糖苷类抗生素和任选地一或多种其它组分的样品的移动相流过柱以将一或多种氨基糖苷类抗生素彼此色谱分离和/或于样品的一或多种其它组分色谱分离，其中所述柱填充有根据本发明的色谱材料。此类方法中的移动相的ph优选地为约1或更小。方法优选地为从包含多种氨基糖苷类抗生素的样品将所述多种氨基糖苷类抗生素彼此分离的方法。
材料可提供多种高性能特征。材料展现酸性条件下的优越稳定性和碱性条件下的极大改进的耐用性。填充有此类材料的柱适合于在极佳分辨和化学耐用性的情况下分离氨基糖苷类抗生素。
实例
为了能够进一步理解本发明，而不会限制其范围，现将参考附图描述本发明的各种示例性和/或优选实施例。
实例1：乙烯基烷氧基硅烷聚合物(图1)
除非另外规定，否则用于以下实例中的乙烯基烷氧基硅烷聚合物是按gelest供应的形式使用。图1说明乙烯基甲氧基硅烷均聚物1：(gelest，目录号vmm-005)和乙烯基乙氧基硅烷均聚物2：(gelest，目录号vee-005)。图2说明乙烯基乙氧基硅烷-丙基乙氧基硅烷共聚物3：(gelest，目录号vpe-005)。
实例2：制备乙烯基官能化二氧化硅。制备溶液中的乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相(图1，流程1)
相10：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，3μm；表面积，225m2/g；孔径，
相11：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相12：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相13：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相14：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例3：制备乙烯基官能化二氧化硅。制备起初在不含溶剂的条件下在高温下在1大气压(atm，图1，流程1)下反应的乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相
相15：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相16：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相17：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相18：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例4：制备乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶剂的条件下在高温和减压下制备乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相(图1，流程1)
相19：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相20：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相21：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相22：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例5：制备乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶剂的条件下在高温和减压下制备乙烯基烷氧基硅烷共聚物3改性相(图2，流程2)
相23：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相24：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相25：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相26：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例6：制备乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶剂的条件下在高温下在减压下制备聚丁二烯改性相(图3和4，流程3和4)
相27：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相28：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相29：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相30：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
相31：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相32：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相33：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相34：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例7：制备乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶剂的条件下在高温下在减压下制备乙烯基烷氧基硅烷单体改性相(图5，流程5)
相35：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，300m2/g；孔径，
相36：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，225m2/g；孔径，
相37：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，200m2/g；孔径，
相38：将20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp，5μm；表面积，30m2/g；孔径，
实例8：使用自由基聚合制备聚合物囊封的二氧化硅相(流程6、7)
相41：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加至5g乙烯基官能化二氧化硅(相19)、3g1-十八烯6(例如aldrich)和0.8g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶(在1atm压力下)且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相41。
相42：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相20)、2.5g1-十八烯6(例如aldrich)和0.5g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相42。
相43：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相21)、2.5g1-十八烯6(例如aldrich)和0.5g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相43。
相44：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、1g1-十八烯6(例如aldrich)和0.35g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相44。
相45：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.3g1-辛烯7(例如aldrich)和0.35g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相45。
相46：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.56g烯丙苯8(例如aldrich)和0.35g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相46。
用s键二氧化硅相制备c8：
相47：将15ml溶剂(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.53g1-辛硫醇9(例如aldrich)和0.35g过氧化二异丙苯(例如aldrich)。所得混合物经超声处理直至均一且接着用旋转蒸发器在减压下去除所有挥发物。随后，将所得混合物转移至100ml玻璃瓶中，所述玻璃瓶具有装备有气体入口和出口的螺帽。在用惰性气体(例如氮气或氩气)吹扫所述瓶15min之后，密封所述瓶且加热至所需温度(50-300℃)。在保持于相同温度下16h之后，冷却反应物，且将反应混合物分散于甲苯中且超声处理30min。在过滤后，用甲苯和丙酮彻底洗涤滤饼，得到相47。
制备的相和反应条件的概述显示于表2和3中：
表2：以不同聚合物/单体起始物质制备多种乙烯基二氧化硅相(反应流程1-5)：
表3：制备聚合物囊封的二氧化硅(pes)相(反应流程6-7)。
实例9：低ph稳定性
测试由酸胁迫条件和柱测试的重复循环组成。
性能测试条件：固定相，相42和商业c18；柱尺寸：3×150mm；移动相：10％乙腈/90％10mm乙酸铵(ph＝5.2)；流动速率，0.425ml/min；注入体积，2μl；温度，30℃；检测，220nm下的uv；测试探针，尿嘧啶(0.15mg/ml)，乙酰苯胺(2mg/ml)。
酸胁迫条件：移动相，0.1mtfa；流动速率，0.425ml/min；温度，80℃；持续时间，3h。
图8说明相42(空心圆)相比于由常规c18硅烷化学物质(例如非聚合硅烷化学物质)在低ph条件(0.1mtfa，ph约1)下制得的商业c18相(实心圆)的水解稳定性测试。在100h的测试时段期间，相42的乙酰苯胺峰的保留时间改变约4％。对于商业c18相，其在80h酸处理之后减少超过50％。相42显示低ph条件下的优良水解稳定性。
实例10：高ph稳定性
测试由基底应力条件和柱测试的重复循环组成。性能测试条件为：柱，填充相43，尺寸，3×150mm；移动相，10％乙腈/90％10mm乙酸铵(＝5.2)；流动速率，0.425ml/min；注入体积，2μl；温度，30℃；检测，220nm下的uv；测试探针，尿嘧啶(0.15mg/ml)，普鲁卡因胺(0.15mg/ml)甲苯磺酸钠(0.15mg/ml)，乙酰苯胺(2mg/ml)。
基底应力条件为：移动相，0.1mnaoh于10％甲醇中；温度，30℃；持续时间，1h。
图9说明高ph条件(0.1mnaoh，ph13)下的相43(空心圆)相比于品牌a-c18相(实心圆)的水解稳定性测试。乙酰苯胺峰的效率在相43的12h基底处理之后开始显著降低。但是，对于品牌a-c18相，其在5小时处理之后发生。相43具有比品牌a-c18相更好的高ph稳定性。
实例11：性能测试
为了评估填充有相42的柱效能，含有尿嘧啶、邻苯二甲酸二甲酯和菲的混合物用于进行色谱分离。
测试条件为：柱，填充相42，粒度5μm，柱尺寸：3×150mm；移动相：乙腈/去离子水(70/30，v/v)；流动速率，0.425ml/min；注入体积：2μl；温度，30℃；检测，220nm下的uv；和测试探针：尿嘧啶(峰1，0.15mg/ml)，邻苯二甲酸二甲酯(峰2，0.75mg/ml)，和菲(峰3，0.15mg/ml)。
图10说明填充有相42的柱的色谱性能，包括疏水性保留、峰不对称性和效率。
实例12：氨基糖苷类分离
通过填充有相42的柱使用离子配对保留相液相色谱(rplc)分析一系列氨基糖苷类抗生素(例如庆大霉素、大观霉素、康霉素、核糖霉素、链霉素、安普霉素、巴龙霉素、二氢链霉素、新霉素、奈替米星(netilmycin)、托普霉素、阿米卡星(amikacin)、阿贝卡星(arbekacin))，因为其为高度亲水性的且难以在常规反相柱上保留。三氟乙酸(tfa)和七氟丁酸(hfba)用作离子配对试剂以帮助保留氨基糖苷类。ph为约1的含100mmtfa的去离子水主要用作移动相。在移动相中添加少量hfba以增加保留率和调节选择性。
图11说明硫酸庆大霉素的hplc分离。庆大霉素的四种主要组分(c1、c1a、c2和c2a)全部分离。超过15种庆大霉素相关物质和杂质观测为次峰。测试条件为：柱，填充相42，粒度5μm，柱尺寸：3×150mm；移动相：100mmtfa；流动速率，0.425ml/min；注入体积：2μl；温度，30℃；检测，电喷雾检测器；和测试样品：硫酸庆大霉素(1mg/ml)。
图12说明硫酸大观霉素的hplc分离(显示为峰1)。hfba用于获得最优分离。测试条件为：柱，填充相42，粒度5μm，柱尺寸：3×150mm；移动相：100mmtfa/100mmhfba(93/7，v/v)；流动速率，0.425ml/min；注入体积：5μl；温度，30℃；检测，电喷雾检测器；和测试样品：硫酸大观霉素(1mg/ml)。
图13说明在100mmtfa移动相中添加hfba的情况下的不同氨基糖苷类的保留因子(k)的变化。随着hfba浓度增加，所有氨基糖苷类的保留因子增加，因为hfba是强得多的离子配对试剂。但是，对于各种氨基糖苷类，增加是在不同程度上。一般来说，对于含有更多氨基的氨基糖苷类，相比于含有相对较少氨基的氨基糖苷类，k值在增加移动相中的hfba含量的情况下增加更多。举例来说，新霉素含有6个伯氨基且其k值在添加4mmhfba之后增加9倍。大观霉素具有两个仲氨基且其k值在相同条件下仅增加约2倍。因此，可通过在移动相(100mmtfa)中添加hfba而调节对氨基糖苷类抗生素的选择性。测试条件为：柱，填充相42，粒度5μm，柱尺寸：3×150mm；移动相：各种浓度的含hfba(0.0.5mm、1mm、2mm、3mm和4mm)的100mmtfa；流动速率，0.425ml/min；注入体积：2μl；温度，30℃；检测，电喷雾检测器；和测试样品：硫酸康霉素(1mg/ml)，硫酸核糖霉素(1mg/ml)，硫酸链霉素(1mg/ml)，硫酸安普霉素(1mg/ml)，硫酸巴龙霉素(1mg/ml)、硫酸二氢链霉素(1mg/ml)、硫酸新霉素(1mg/ml)和硫酸大观霉素(1mg/ml)。
实例13：氨基糖苷类的耐用性
为了评估氨基糖苷类抗生素所需的挑战性色谱条件的耐用性，填充有相42柱使用100mmtfa(约ph1)作为移动相在50℃下经受大于500个连续运行以分离健大霉素。图14说明方法期间的分离的覆叠图。总体上，相42在研究期间展现优越的化学和色谱稳定性-相比于由常规硅烷化学物质制得的商业c18相的大于50％保留损失，观测到仅小于4％保留损失。
测试条件为：柱，填充相42，粒度5μm，柱尺寸：3×150mm；移动相：100mmtfa；流动速率，0.425ml/min；注入体积：2μl；温度，50℃；检测，电喷雾检测器(cad，可商购自thermofisherscientific)；和测试样品：硫酸庆大霉素(1mg/ml)。
鉴于前述，可根据以下编号条项中的任一个提供本发明：
(1)一种色谱材料，其包含：
具有表面的基质且所述基质具有共价结合至所述表面的聚合层；
所述聚合层包含共价连接到所述基质的所述表面的聚合物分子，每一聚合物分子经由多个硅氧烷键连接到所述表面且每一聚合物分子连接到一或多个各自包含官能团的官能化化合物。
(2)根据第1项所述的色谱材料，其中所述聚合层如下形成：经由多个硅氧烷键将聚合物分子共价连接至所述基质的所述表面，每一聚合物分子含有多个第一反应性基团，且使所述连接的聚合物分子的所述第一反应性基团与至少一种官能化化合物反应，所述化合物包含与所述第一反应性基团反应的第二反应性基团且进一步包含官能团。
(3)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述官能团具有色谱官能度且选自由烷基和芳基组成的群组。
(4)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述第一反应性基团包含烯烃基。
(5)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述第一反应性基团包含选自由乙烯基和烯丙基组成的群组的成员。
(6)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所有的所述第一反应性基团为乙烯基。
(7)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述聚合物的相邻第一反应性基团之间存在基本上均一的距离。
(8)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述第二反应性基团包含选自由烯烃基和硫醇基组成的群组的成员。
(9)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述第二反应性基团包含选自由乙烯基和烯丙基组成的群组的成员。
(10)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述聚合物分子是基于乙烯基硅氧烷。
(11)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述乙烯基硅氧烷聚合物具有式i：
其中n为3到100的整数，r1和r2独立地选自由以下组成的群组：烷氧基、羟基和卤基。
(12)根据第11项所述的色谱材料，其中r1和r2独立地选自由以下组成的群组：甲氧基、乙氧基和羟基。
(13)根据第10项所述的色谱材料，其中所述乙烯基硅氧烷聚合物为共聚物。
(14)根据第10项或第13项所述的色谱材料，其中所述乙烯基硅氧烷共聚物具有式iii：
其中r1和r2独立地选自由以下组成的群组：烷氧基、羟基和卤基；且其中n为3至100的整数，且m为1至70的整数。
(15)根据任何前述项所述的色谱材料，其中所述聚合物分子为硅烷基改性聚丁二烯。
(16)根据第15项所述的色谱材料，其中所述硅烷基改性聚丁二烯为具有式vi的重复单元的烷氧基硅烷基改性聚丁二烯：
其中每一r1独立地选自由以下组成的群组：甲氧基和乙氧基。
(17)根据第15项或第16项所述的色谱材料，其中所述硅烷基改性聚丁二烯为烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。
(18)一种形成供色谱用的官能化二氧化硅的方法，所述方法包含：
在第一阶段中，使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应，一或多种所述第一官能化化合物包含：
一或多个与所述二氧化硅的所述表面反应的硅烷基；和一或多个第一反应性基团，
进而将一或多种所述第一官能化化合物共价连接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反应性基团未反应；且
在第二阶段中，使一或多种所述表面结合第一官能化化合物的所述一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含：
与所述一或多个第一反应性基团反应的一或多个第二反应性基团；和
官能团。
(19)根据第18项所述的方法，其中所述第一官能化化合物为聚合物。
(20)根据第18项至第19项中任一项所述的方法，其中所述聚合物选自由以下组成的群组：硅氧烷聚合物；乙烯基硅氧烷聚合物；乙烯基烷氧基硅烷；硅烷基改性聚丁二烯；和烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。
(21)根据第18项至第20项中任一项所述的方法，其中所述第一反应性基团选自由乙烯基和烯丙基组成的群组。
(22)根据第18项至第21项中任一项所述的方法，其中所述第二官能化化合物包含c4-c30烯烃。
(23)根据第18项至第22项中任一项所述的方法，其中所述一或多个第二反应性基团选自由烯烃基和硫醇基组成的群组。
(24)根据第18项至第23项中任一项所述的方法，其中当二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应时的所述第一阶段中的温度为至少约200℃。
(25)根据第18项至第24项中任一项所述的方法，其中当二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应时的所述第一阶段中的温度在约200至约300℃范围内。
(26)根据第18项至第25项中任一项所述的方法，其中当二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应时的所述第一阶段中的压力小于100mbar。
(27)根据第18项至第26项中任一项所述的方法，其中当二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应时的所述第一阶段中的压力为约0.1mbar至约100mbar。
(28)根据第18项至第27项中任一项所述的方法，其中在所述第一阶段中使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应是在在不存在溶剂的情况下进行。
(29)根据第18项至第28项中任一项所述的方法，其中在所述第一阶段中使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应是在催化剂存在下进行。
(30)根据第18项至第29项中任一项所述的方法，其中当所述一或多个第一反应性基团与所述第二官能化化合物反应时的所述第二阶段中的温度为至少约100℃。
(31)根据第18项至第30项中任一项所述的方法，其中当所述一或多个第一反应性基团与所述第二官能化化合物反应时的所述第二阶段中的温度在约100℃至约200℃范围内。
(32)根据第18项至第31项中任一项所述的方法，其中当所述一或多个第一反应性基团与所述第二官能化化合物反应时的所述第二阶段中的压力为至少大气压。
(33)根据第18项至第32项中任一项所述的方法，其中当所述一或多个第一反应性基团与所述第二官能化化合物反应时的所述第二阶段中的压力小于500mbar。
(34)一种形成供色谱用的官能化二氧化硅的方法，所述方法包含：
在第一阶段中，使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在至少约100℃的条件下反应，一或多种所述第一官能化化合物包含
一或多种具有多个与所述二氧化硅的所述表面反应的硅烷基的聚合物，和
多个第一反应性基团，
进而将一或多种所述第一官能化化合物共价连接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反应性基团未反应；且
在第二阶段中，使一或多种所述表面结合第一官能化化合物的所述一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含：
与所述一或多个第一反应性基团反应的一或多个第二反应性基团；和
官能团。
(35)一种分离氨基糖苷类抗生素的方法，其包含使含有包含一或多种氨基糖苷类抗生素的样品的移动相流过柱以将所述一或多种氨基糖苷类抗生素彼此色谱分离，其中所述柱填充有根据第1项至第17项中任一项所述的色谱材料。
(36)根据第35项所述的方法，其中所述移动相的ph为1.0或更小或13.0或更大。
(37)一种通过一方法制得的色谱材料，所述方法包含：
在第一阶段中，使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应，一或多种所述第一官能化化合物包含：
一或多个与所述二氧化硅的所述表面反应的硅烷基；和一或多个第一反应性基团，
进而将一或多种所述第一官能化化合物共价连接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反应性基团未反应；且
在第二阶段中，使一或多种所述表面结合第一官能化化合物的所述一或多个第一反应性基团与至少一种第二官能化化合物反应，所述第二官能化化合物包含：
与所述一或多个第一反应性基团反应的一或多个第二反应性基团；和
官能团；
借此疏水性中性化合物的色谱分析的保留时间在移动相流经所述色谱材料大于20小时时不改变超过+/-10％，其中所述移动相的ph为约1或更小。
(38)根据第37项所述的色谱材料，所述方法进一步包含：
在所述第一阶段期间，但在所述第二阶段之前重复使所述二氧化硅与所述至少一种第一官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应的步骤；和
在所述第二阶段期间重复使一或多种所述表面结合第一官能化化合物的所述一或多个第一反应性基团与所述至少一种第二官能化化合物在至少约100℃和小于500mbar的条件下反应的步骤。
(39)根据第37项或第38项所述的色谱材料，其中所述第一阶段中的二氧化硅与至少一种第一官能化化合物的所述反应是在不存在溶剂的情况下进行。
(40)根据第37项至第39项中任一项所述的色谱材料，其中在所述第二阶段中使一或多种所述表面结合第一官能化化合物的所述一或多个第一反应性基团与所述至少一种第二官能化化合物反应是在不存在溶剂的情况下进行。
(41)根据第37项至第40项中任一项所述的色谱材料，其中在所述第一阶段中使二氧化硅与至少一种第一官能化化合物反应是在催化剂存在下进行。
(42)根据第37项至第41项中任一项所述的色谱材料，其中所述第一官能化化合物包含乙烯基硅氧烷聚合物。
(43)根据第37项至第42项中任一项所述的色谱材料，其中所述乙烯基硅氧烷聚合物具有式i：
其中n为3到100的整数，r1和r2独立地选自由以下组成的群组：烷氧基、羟基和卤基。
(44)根据第37项至第43项中任一项所述的色谱材料，其中所述第一反应性基团包含选自由乙烯基和烯丙基组成的群组的成员。
(45)根据第37项至第44项中任一项所述的色谱材料，其中所述官能团包含选自由烷基和芳基组成的群组的成员。
(46)根据第37项至第45项中任一项所述的色谱材料，其中所述官能团包含c4-c30烷基。
(47)根据第37项至第46项中任一项所述的色谱材料，其中所述第二反应性基团包含选自由乙烯基、烯丙基和硫醇基组成的群组的成员。
(48)根据第37项至第47项中任一项所述的色谱材料，其中所述疏水性中性化合物包含乙酰苯胺。
如在本文中(包括在权利要求书中)所用，除非上下文另外指示，否则本文中术语的单数形式应理解为包含复数形式，且反之亦然。举例来说，除非上下文另外指示，否则如“一个(a)”或“一个(an)”的单数引用意味着“一或多个”。
在整个本说明书的描述和权利要求书中，词语“包含”、“包括”、“具有”及“含有”以及所述词的变化形式(例如“包含(comprising)”和“包含(comprises)”等)意指“包括但不限于”，并且不意图(并且并不)排除其它组件。
应了解，可对本发明的上述实施例作出变化，但这些变化仍落入本发明的范围内。除非另外叙述，否则本说明书中所公开的每一特征都可被用于相同、等效或类似目的的替代特征替换。因此，除非另外叙述，否则所公开的每一特征只是一系列通用等效或类似特征的一个实例。
本文中提供的任何和所有实例或示例性语言(“举例来说”、“如”、“例如”以及类似语言)的使用意图仅更好地说明本发明，并且除非另外要求，否则并不指示对本发明的范围的限制。本说明书中的任何语言均不应被解释为指示实践本发明所必需的任何未要求要素。
除非另外陈述或上下文另外需要，否则本说明书中描述的任何步骤可按任何次序执行或同时执行。
本说明书中所公开的全部特征可以任何组合来组合，但其中此类特征和/或步骤中的至少一些互斥的组合除外。确切地说，本发明的优选的特征适用于本发明的所有方面且可以任何组合形式使用。同样，可单独(不以组合形式)使用以非必需组合形式描述的特征。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！