一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料的制备方法，属于液相色谱领域。
【背景技术】
[0002]烷基键合硅胶具有优良的化学惰性和稳定性，其制备工艺便捷成熟，是反相色谱中应用最广泛的填料。作为常规烷基键合硅胶的延伸，极性基团嵌入型烷基键合固定相进一步扩展了反相色谱固定相的种类和应用范围，大大改善了极性分析物，尤其是碱性分析物的分离。
[0003]引入极性基团，特别是酰胺基团，最初是为了掩蔽残余硅羟基与碱性分析物的不良作用，随后研究人员发现该类型固定相对极性分析物的分离表现独特，可以在高水含量流动相中稳定使用，极性基团增强了键合相的溶剂化效应。现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，具有以下共同点:(I)具有反相特征；(2)对极性分析物表现出异于常规烷基固定相的选择性；(3)适用于高水含量的流动相，甚至100%水相，不会发生困扰烷基键合固定相的“去浸润”，保证了极性分析物的快速、高效、重复性分离；(4)对残余硅醇基的屏蔽作用，对于易离解分析物，尤其是碱性的分析物，此类固定相可以得到超出常规烷基键合固定相的分离结果。酰胺嵌入型烷基固定相通常以酰氯和氨基之间的缩合获得，如十八酰氯和氨丙基三乙氧基硅烷在缚酸剂存在下脱去氯化氢形成酰胺，但是该方法有很多缺点，如必须使用酰氯、额外需要缚酸剂，增加了成本，且操作繁琐。因此，寻找一条便捷高效、成本低廉的新合成路线显得尤为重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种步骤简单、易操作的酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料的制备方法。通过嫁接技术，使用3-异氰酸酯丙基三烷氧基硅烷与正构饱和脂肪酸(C12-C22)进行缩合制得新型N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，再将其键合至硅胶，制得一种新型酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料。
[0005]本发明的技术方案包括以下步骤:
(I)N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺的合成
在惰性气体中，将3-异氰酸酯丙基三烷氧基硅烷预热至120°C，分3?5次，间隔O?30min向其中投入正构饱和脂肪酸，投完后加热至160° C，保持2?3h，冷却至20?25° C，用正己烷溶解反应产物，40° C下真空干燥2?5h，冷却结晶2?3h后析出N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺；
(2 )酰胺嵌入型烷基键合硅胶的制备
硅胶在酸性条件下活化，100?150 °C下真空干燥6?12 h除去水分，将硅胶加入甲苯中，机械搅拌均匀，加入N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，加热至回流24?48h，趁热抽滤，依次用100° C甲苯、70° C热乙醇、70° C乙醇-水、70° C水和60° C甲醇洗涤，真空干燥，得到酰胺嵌入型烷基键合硅胶。
[0006]其中:步骤(I)中硅胶活化的酸性条件为，6?12g/L的盐酸浸泡24小时，用水洗至中性;3_异氛酸酯丙基二烧氧基娃烧的烧氧基为丙氧基、乙氧基或甲氧基。
[0007]步骤(2)中甲苯须经过金属钠干燥和常压蒸馏处理；乙醇-水混合洗涤溶液的体积比为2:1;酰胺嵌入型烷基键合硅胶合成所涉及的真空干燥温度为50?70 °C，时间为4?8 h。
[0008]本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用嫁接技术，在微米尺寸硅球的表面固载了烷基酰胺基团，步骤简单、容易操作、重复性好，合成的酰胺嵌入型烷基键合硅胶填料作为固定相能够兼容高水含量的流动相、柱效高、柱容量大、选择性高的优点；酰胺的合成策略不同于常见的酰氯与氨基缩合策略，不使用溶剂、催化剂和缚酸剂。
[0009]2、本发明合成的酰胺嵌入型烷基键合硅胶是一种具有多重作用机理的烷基链改性色谱填料，酰胺基团不仅可以参与氢键、偶极-偶极、电子转移和J1-Ji作用，增强固定相与高水含量流动相的兼容性，还可以有效地屏蔽硅胶表面的残余硅羟基，降低固定相的硅羟基活性。
[0010]3、本发明合成的酰胺嵌入型烷基键合硅胶作为固定相在分离有机化合物时，具有较强的分子形状转识别能力，能极大地改善异构体的分离，例如多环芳烃、多氯联苯和多溴联苯醚。
[0011]4、本发明合成的酰胺嵌入型烷基键合硅胶作为固定相时可使用纯水作流动相，无有机溶剂，从而达到绿色环保的效果。
【具体实施方式】
[0012]实施例1:酰胺嵌入型二十二烷基键合硅胶的制备(I) N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺的合成
在惰性气体中，将7.17 g 3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷预热至120 °C，分3次，间隔1511^11向其中投入9.67 g二十二酸，投完后加热至160 °C，保持2 h，待反应产物冷却至20°C，用300 mL正己烷溶解反应产物，40° C下真空干燥2h，冷却结晶2h得到13.2 g N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺，产率约85%。
[0013](2)酰胺嵌入型二十二烷基键合硅胶的制备
活化硅胶在真空140 ° C条件下干燥6 h，以去除硅胶吸收的水分，取10.0 g硅胶加入120 mL的甲苯中，机械搅拌均匀，加入7 g N-(三乙氧基硅基丙基)二十二酰胺，加热至回流，保持24 h，趁热抽滤，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 °(:甲醇洗涤，真空干燥5 h，得到酰胺嵌入型二十二烷基键合硅胶，元素分析结果为碳含量19.20%，氮含量为0.89% ο
[0014]实施例2:酰胺嵌入型十八烷基键合硅胶的制备(I)N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺的合成
在惰性气体中，将14.34 g 3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷预热至120 °C，分4次，间隔10 min向其中投入16.50 g十八酸，投完后加热至160 °C，保持3 h，待反应产物冷却至25°C，用450 mL正己烷溶解反应产物，40°C下真空干燥3h，冷却结晶2h得到25 g N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺，产率约90%。
[0015](2)酰胺嵌入型十八烷基键合硅胶的制备活化硅胶在真空140 ° C条件下干燥6 h，以去除硅胶吸收的水分，取15.0 g硅胶加入120 mL的甲苯中，机械搅拌均匀，加入8 g N-(三乙氧基硅基丙基)十八酰胺，加热至回流，保持24 h，趁热抽滤，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 °(:甲醇洗涤，真空干燥5 h，得到酰胺嵌入型十八烷基键合硅胶，元素分析结果为碳含量17.80%，氮含量为0.99%。
【主权项】
1.一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺的合成 在惰性气体中，将3-异氰酸酯丙基三烷氧基硅烷预热至120°C，分3?5次，间隔O?30min向其中投入正构饱和脂肪酸，投完后加热至160° C，保持2?3h，冷却至20?25° C，用正己烷溶解反应产物，40° C下真空干燥2?5h，冷却结晶2?3h后析出N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺； (2)酰胺嵌入型烷基键合硅胶的制备 硅胶在酸性条件下活化，100?150 °C下真空干燥6?12 h除去水分，将硅胶加入甲苯中，机械搅拌均匀，加入N-(三烷氧基硅基丙基)烷基酰胺，加热至回流24?48h，趁热抽滤，依次用100° C甲苯、70° C热乙醇、70° C乙醇-水、70° C水和60° C甲醇洗涤，真空干燥，得到酰胺嵌入型烷基键合硅胶。2.如权利要求1所述的一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料方法，其特征在于:步骤(1)中硅胶活化的酸性条件为，6~12g/L的盐酸浸泡24小时，用水洗至中性。3.如权利要求1所述的一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料方法，其特征在于:步骤(2 )中甲苯须经过金属钠干燥和常压蒸馏处理。4.如权利要求1所述的一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料方法，其特征在于:步骤(2)中乙醇-水混合洗涤溶液的体积比为2:1。5.如权利要求1所述的一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料方法，其特征在于:步骤(2)中酰胺嵌入型烷基键合硅胶合成所涉及的真空干燥温度为50?70 °C，时间为4?8 ho6.如权利要求1所述的一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料方法，其特征在于:步骤(I)的3-异氰酸酯丙基三烷氧基硅烷的烷氧基为丙氧基、乙氧基或甲氧基。
【专利摘要】一种酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料的制备方法，通过嫁接技术，使用3-异氰酸酯丙基三烷氧基硅烷与正构饱和脂肪酸（C12-C22）进行缩合制得新型N-（三烷氧基硅基丙基）烷基酰胺，再将其键合至硅胶，从而制得的一种新型酰胺嵌入型烷基键合液相色谱填料。整个反应过程不使用溶剂、催化剂和缚酸剂，合成填料作为固定相时可使用纯水作流动相，无有机溶剂，从而达到绿色环保的效果。
【IPC分类】B01J20/286, B01J20/30
【公开号】CN105597715
【申请号】CN201610015891
【发明人】张明亮, 韩海峰, 范大双, 文卡特, 尤慧艳, 张大兵
【申请人】江苏汉邦科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月12日