专利名称：一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法
一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法技术领域：
本发明涉及一种硅胶液相色谱固定相技术领域，具体地说，是一种姜黄 素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法。
背景技术：
高效液相色谱(HPLC )是近年来发展最快、应用最广的高效分离分析方法 之一，已成为精细化工产品、药物、食品及环境样品检测的必要手段之一。 色谱分析的基本要求是实现混合物各组分的有效分离，主要是基于被分析溶 质与流动相和固定相之间的相互作用的差异。其中，色谱柱填料是色谱分离 的承担主体，因此，开发高分离效能、高选择性和多功能的色谱分离材料己 成为现代高效液相色谱最活跃的前沿研究领域，存在广阔的应用开发前景和 市场。
传统的十八烷基硅烷化微粒硅胶(ODS)因其柱效高、稳定性好、适用范围 广、使用方便而迅速商品化，其应用在HPLC常规分离分析中占有重要地位， 成为"广谱型"色谱固定相，是色谱键合固定相开发最成功的典范。由于硅胶机 械强度好，物理性质如比表面积、孔结构、孔径和孔容等易控制，表面硅醇 基具有高反应活性，通过化学修饰能获得多种功能固定相，仍是目前制备键 合固定相的常用基质。
目前，以天然产物为配体的色谱固定相的研究仍较少，主要是以大环抗 生素、蛋白质和生物酶为主体。1994年，Armstrong等人(ArmstrongDW,TangY B， Chen S S， Zhou Y W, Bagwill C, Chen J R. Macrocyclic antibiotics as a new class of chiral selectors for liquid chromatography, Anal Chem, 1994， 66: 1473)首 次制备了具有抗菌活性的万古霉素(Vancomycin)等3种大环抗生素键合硅胶 固定相，利用其含有多种官能团和不对称中心，与被分离物质产生立体选择 性作用，从而实现了 70多对手性药物的分离。2001年，Massolinin等人(Calleri E, Massolini Q Loiodice F， Fracchiolla G Felix Q Tortorella P， Caccialanza GEvaluation of a penicillin G acylase-based chiral stationary phase towards a series of 2-aryloxyalkanoic acids, isosteric analogs and 2-arylpropionic acids， J. Chromatogr. A, 2002, 958(1-2): 121)将青霉素酶键合到硅胶表面，用于分离制备 光学纯氨基青霉素。2002年，Pesek等制备了胆固醇键合固定相，评价了其色 谱性能，在正相和反相模式下实现了联萘酚和萘乙胺的手性分离。2000年， House等人(House David W. Chiral stationary phase based on yohimbine, United States Patent 6，132，606 2000)将萝芙木生物碱育亨宾(Yohimbine)及其同系物 的羟基通过氨基甲酸乙酯键合到硅胶表面，首次制备含中草药配基的色谱固 定相，研究发现该配基具有较高的手性辨识能力，这是开发天然中草药配基 固定相的开端。2007年，李来生等(Li L S, Chen X Q, Yang H R，Wu Y M. Preparation and characterization of a baicalin-bonded stationary phase for high performance liquid chromatograph,Chin. J. Anal. Chem" 2007,35(9): 1279)相继制 备了大蒜新素键合固定相和黄芩苷键合固定相。
以上研究情况表明，以中草药天然药用化合物做配体，因为它们有独特 的色谱配体结构，除疏水性外还能为溶质提供的多种分离作用机理，如偶极、 氢键、电荷转移、静电和包结等多种作用，有利于提高含极性化合物样品的 分离选择性，同时，抗菌功能更适应于长期分离尿样、血样等生化样品，这是人工合成配体所达不到的境界，对深层次开发利用我国宝贵的中草药资源 具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种姜黄素键合硅胶液相 色谱固定相的制备方法。
本发明的构思为先制备Y-縮水甘油醚氧丙基键合硅胶前体；再以无水 甲苯为溶剂，氢化钠为催化剂，将前体硅胶与姜黄素在氮气保护和搅拌下回 流反应24小时，过滤出固体，溶剂充分洗涤，固体经丙酮索氏抽提除去孔中 未反应的姜黄素，真空干燥，制备出姜黄素键合硅胶液相色谱固定相。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法，具体步骤为
(1) 在氮气气氛下，活化硅胶的质量:偶联剂的摩尔数:无水甲苯的体积 的比值为1:3:10 1:4.5:15，活化硅胶质量的单位为g，偶联剂摩尔数的单位为 mmoL，无水甲苯体积的单位为mL，即每克活化硅胶对应的偶联剂的摩尔数 与无水甲苯的体积量；在搅拌状态下，将偶联剂加入到无水甲苯中，油浴加 热至110 115"C，在甲苯溶剂回流状态下反应10 12小时，冷却，过滤，固 体用甲苯和丙酮洗除多余的偶联剂，55 65'C下真空干燥14 18小时，得到
Y-缩水甘油醚氧丙基硅胶前体；
(2) 活化硅胶的质量:姜黄素的摩尔数:氢化钠的摩尔数:无水甲苯的体积 的比值为1:1.36:1.80:10 1:1.44:2.20:15，活化硅胶质量的单位为g，姜黄素摩 尔数的单位为mmol，氢化钠摩尔数的单位mmol，无水甲苯体积的单位ml， 即每克活化硅胶对应的姜黄素的摩尔数，氢化钠的摩尔数与无水甲苯的体积量；搅拌4 6小时，过滤，得到清液，在搅拌状态下，将，縮水甘油醚氧丙 基硅胶前体加入到清液中，甲苯回流温度下反应16 18小时，用甲苯作溶剂 抽提9 11小时，再依次用甲苯和丙酮反复洗涤至滤液变清亮为止，抽滤， 固体在75 85'C真空干燥15 17小时，制得姜黄素键合硅胶液相色谱固定相； 反复洗涤是指洗涤次数为20次以上；
所述的偶联剂是"縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂；
所述的活化硅胶:含，縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸偶联剂:无水甲苯 的最佳配比为1:4:12;
所述的活化硅胶:姜黄素:氢化钠:无水甲苯的最佳配比为1:1.38:2.0:12;
本发明以不同种类的溶质为探针，较系统地研究了姜黄素键合固定相的 色谱性能；包括非极性的多环芳烃、极性的取代苯酚和苯胺、可电离的取代 苯甲酸、强水溶性的核苷碱基和一些中草药提取物等；研究发现，姜黄素配 体由于含极性的和疏水性的结构，该键合硅胶固定相不仅具有传统的ODS反 相色谱性能，同时还能为溶质提供偶极、氢键、兀-Ti电荷转移作用等多种作用 位点； 一定程度该固定相能克服传统ODS单一的疏水性对极性化合物分离选 择性用限的不足，为极性芳香性化合物难分离物质提供分离可能性。
本发明硅胶比表面积为(200 450m々g)时，固定相表面姜黄素的浓度(c) 可达到0.10 0.25mmol/g; c= W/M (mmol/g)，其中W为固定相表面姜黄素 的重量(g)， M为姜黄素的摩尔质量(g/mo1)。
本发明采用Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为偶联剂，在催化剂氢化 钠存在的条件下，合成了姜黄酸键合硅胶固定相；所得固定相经红外光谱、 元素分析、热分析和相关化学分析表征了其结构，以甲醇-水(50:50，体积比) 为流动相，流速为1.0mL/min，以联苯为溶质，室温下测得柱效为13,000板/米。
与现有技术相比，本发明的积极效果是
(1) 本发明制备姜黄素键合硅胶固定相具有方法简便、制备成本较低和 制备方法适用面广等特点，且键合量较高、固定相结构稳定；
(2) 由于姜黄素有一定的抗菌功能，对长期分离临床生理样品，如尿样、 血样有较好的兼容性和较长的色谱柱使用寿命；
(3) 本发明制备的姜黄素键合硅胶固定相表面配体键合浓度较高，由于 键合的配体有一定的抗菌功能，与传统烷基键合相相比较，姜黄素键合硅胶 固定相长期放置时不易滋生细菌，从而能保持稳定的色谱性能；
(4) 本发明制备的姜黄素键合硅胶固定相主要适用于高效液相色谱填料 及用做相关富集材料。
具体实施方式
以下提供本发明一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法的具体 实施方式。
实施例l
取Kromasil 10pm(300m"g)球形硅胶1000g为基质
(1)在氮气气氛下，按活化硅胶(g):含？縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅 烷偶联剂(mmoL):无水甲苯(mL)为1:3.8:10的比例，搅拌下，将，縮水甘油醚 氧丙基三甲氧基硅垸加入到无水甲苯中，油浴加热至11(TC,在甲苯溶剂回流 状态下反应11小时，冷却，过滤，固体用甲苯和丙酮洗除多余的偶联剂，60°C 下真空干燥16小时，制得，縮水甘油醚氧丙基硅 前体；(2)按步骤(1)中活化硅胶(g)的单位用量计算姜黄素、氢化钠和无水 甲苯用量，按姜黄素(mmol)为1.37，氢化钠(mmol)为1.80，无水甲苯(mL)为 IO的比例，搅拌4小时，过滤，采用清液，搅拌下将，縮水甘油醚氧丙基硅 胶前体加入到上述清液中，甲苯回流温度下反应18小时，用甲苯作溶剂抽提 10小时，再依次用甲苯和丙酮反复洗涤至滤液变清亮为止，抽滤，固体在80°C 真空干燥16小时，制得姜黄素键合硅胶色谱固定相。
本实施例所得的姜黄素键合硅胶色谱固定相上表面配体键合浓度(c)实测 数据如下表l:
表1由实施例1制得的姜黄素键合硅胶固定相表面配体键合浓度(c)
键合相c (%)H (%)键合浓度c(mmol/g)
姜黄素键合硅胶固定相9.851.720.144
Y-縮水甘油醚氧丙基硅胶前体6.231.370.649
实施例2
取普通球形硅胶(10^im, 350m2/g) lOOOg为基质
(1) 在氮气气氛下，按活化硅胶(g):含，縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅 烷偶联剂(mmoL):无水甲苯(mL)为1:4.2:14的比例，搅拌下，将，縮水甘油 醚氧丙基三甲氧基硅垸加入到无水甲苯中，油浴加热至115r，在甲苯溶剂回 流状态下反应12小时，冷却，过滤，固体用甲苯和丙酮洗除多余的偶联剂， 60。C下真空干燥16小时，制得y-缩水甘油醚氧丙基硅胶前体；
(2) 按步骤(1)中活化硅胶(g)的单位用量计算姜黄素、氢化钠和无水 甲苯用量，按姜黄素(mmol)为1.41,氢化钠(mmol)为2.15，无水甲苯(mL)为14的比例，搅拌6小时，过滤，采用清液，搅拌下将，縮水甘油醚氧丙基硅 胶前体加入到上述清液中，甲苯回流温度下反应18小时，用甲苯作溶剂抽提 10小时，再依次用甲苯和丙酮反复洗涤至滤液变清亮为止，抽滤，固体在80°C 真空干燥16小时，制得姜黄素键合硅胶色谱固定相。
本实施例所得的姜黄素键合硅胶色谱固定相上表面配体键合浓度(c)实测 数据如下表2:
表2由实施例2制得的姜黄素键合硅胶固定相表面配体键合浓度(c)
键合相c (%)H (%)键合浓度c(mmol/g)
姜黄素键合硅胶固定相10.731.880.193
Y-縮水甘油醚氧丙基硅胶前体5.871.410.611
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法，其特征在于，具体步骤为(1)在氮气气氛下，活化硅胶的质量∶偶联剂的摩尔数∶无水甲苯的体积的比值为1∶3∶10～1∶4.5∶15，活化硅胶质量的单位为g，偶联剂摩尔数的单位为mmoL，无水甲苯体积的单位为mL；在搅拌状态下，将偶联剂加入到无水甲苯中，油浴加热至110～115℃，在甲苯溶剂回流状态下反应10～12小时，冷却，过滤，固体用甲苯和丙酮洗除多余的偶联剂，55～65℃下真空干燥14～18小时，得到γ-缩水甘油醚氧丙基硅胶前体；(2)活化硅胶的质量∶姜黄素的摩尔数∶氢化钠的摩尔数∶无水甲苯的体积的比值为1∶1.36∶1.80∶10～1∶1.44∶2.20∶15，活化硅胶质量的单位为g，姜黄素摩尔数的单位为mmol，氢化钠摩尔数的单位mmol，无水甲苯体积的单位ml；搅拌4～6小时，过滤，得到清液，在搅拌状态下，将γ-缩水甘油醚氧丙基硅胶前体加入到清液中，甲苯回流温度下反应16～18小时，用甲苯作溶剂抽提9～11小时，再依次用甲苯和丙酮反复洗涤至滤液变清亮为止，抽滤，固体在75～85℃真空干燥15～17小时，制得姜黄素键合硅胶液相色谱固定相。
2. 如权利要求1所述的一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方 法，其特征在于，所述的偶联剂是，縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸偶联剂。
3. 如权利要求1所述的一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方 法，其特征在于，所述的活化硅胶:含Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸偶联 剂:无水甲苯的配比为1:4:12。
4. 如权利要求1所述的一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方 法，其特征在于，所述的活化硅胶:姜黄素:氢化钠:无水甲苯的配比为 1:1.38:2.0:12。
5.如权利要求1所述的一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相在高效液相 色谱填料以及富集材料中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种姜黄素键合硅胶液相色谱固定相的制备方法，包括二步第一步制备γ-缩水甘油醚氧丙基键合硅胶前体；第二步以无水甲苯为溶剂，氢化钠为催化剂，将前体硅胶与姜黄素在氮气保护和搅拌下回流反应24小时，过滤出固体，溶剂充分洗涤，固体经丙酮索氏抽提除去孔中未反应的姜黄素，真空干燥，制备出姜黄素键合硅胶液相色谱固定相。本发明方法具有操作简便、反应条件温和、制备成本较低和方法适用性广等特点，且所制备的姜黄素键合硅胶固定相表面配体键合浓度较高，由于键合的配体有一定的抗菌功能，与传统烷基键合相相比较，姜黄素键合硅胶固定相长期放置时不易滋生细菌，从而能保持稳定的色谱性能。
文档编号B01J20/30GK101670277SQ20091019614
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者昊 万, 张维冰, 魏远隆 申请人:华东理工大学