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SiO2-SMA-氨基酸色谱固定相的制备及分离性能

  • 小矮马
    2022/09/01
    小矮马
  • 私聊

创新与成果

  • SiO2-SMA-氨基酸色谱固定相的制备
    SiO2-SMA-氨基酸色谱固定相的制备过程基本同上。通过对SiO2-SMA-氨基酸色谱柱制备条件进行优化,得到的最佳苯乙烯、马来酸酐用量分别为200 mmol100 mmol。后修饰过程中,L-半胱氨酸盐酸盐无水物用量为20 mmol,反应条件为85℃磁力搅拌反应12 h,最终得到SiO2-SMA-氨基酸色谱固定相。

    2-1 SiO2-SMA衍生物色谱固定相制备示意图

    Fig. 2-1 Schematic diagram for preparation of SiO2-SMA derivatives chromatographic stationary phases


    SiO2-SMA-氨基酸色谱柱分离性能

    考虑到SiO2-SMA-氨基酸色谱柱中氨基酸侧链基团的引入增加了固定相的亲水性,分别选用酰胺类物质和烷基苯类物质考察了其分离性能。

    对于酰胺类物质,如图2-8所示,以乙腈/水98:2V/V为流动相,6种酰胺类物质在10 min内达到完全分离,峰形较好,拖尾因子在0.95-1.12之间,理论塔板数最高为77,280 N/m6种酰胺类物质的洗脱顺序及对应的LogP值依次为:硫代乙酰胺(LogP=-0.40)、氰基乙酰胺(LogP=-0.76)、碘乙酰胺(LogP=0.08)、苯甲酰胺(LogP=0.65)、对氨基苯甲酰胺(LogP=-0.19)和烟酰胺(LogP=-0.35)。可认为前四种分析物在SiO2-SMA-氨基酸色谱柱中的保留随疏水性的增强而增强,除了氰基乙酰胺(可能由于碳氮三键的存在与固定相存在π-π作用,导致保留稍强于硫代乙酰胺)。对氨基苯甲酰胺和烟酰胺的LogP值为负数,亲水性较强,却在固定相上表现出较强保留,可能的原因是对氨基苯甲酰胺中的氨基和烟酰胺中吡啶环上的叔氮原子与固定相中羧基基团存在静电作用。

    2-8 酰胺类物质在SiO2-SMA-氨基酸色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水(98:2V/V);流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 硫代乙酰胺;2. 氰基乙酰胺;3. 碘乙酰胺;4. 苯甲酰胺;5. 对氨基苯甲酰胺;6. 烟酰胺

    Fig. 2-8 Separation chromatogram of amides on SiO2-SMA-amino acid column

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O (98:2, V/V); flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. thioacetamide; 2. 2-cyanoacetamide; 3. 2-iodoacetamide; 4. benzamide; 5. p-aminobenzamide; 6. nicotinamide


    对于烷基苯类物质,保留机制研究表明SiO2-SMA-氨基酸色谱柱对疏水性烷基苯类物质的保留能力相对较弱,需要调节流动相中乙腈的含量,降低乙腈的比例来增加其保留。如图2-9所示,当流动相中乙腈百分数调至45%时,5种烷基苯类物质实现有效分离,用时15 min,峰形良好,拖尾因子在0.95-1.05之间,甲苯、乙苯、丙苯和丁苯四种物质的理论塔板数均大于70,000 N/m

    2-9 烷基苯类物质在SiO2-SMA-氨基酸色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/45:55V/V;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 苯;2. 甲苯;3. 乙苯;4. 丙苯;5. 丁苯

    Fig. 2-9 Separation chromatogram of alkylbenzenes on SiO2-SMA-amino acid column

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O (45:55, V/V); flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. benzene; 2. methylbenzene; 3. ethylbenzene; 4. n-propylbenzene; 5. n-butylbenzene


    2.3.5 SiO2-SMA-十二醇色谱柱和SiO2-SMA-氨基酸色谱柱分离性能比较

    对于酰胺类物质,如图2-10A所示,以乙腈/水98:2V/V为流动相,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱实现了6种酰胺类物质的高效分离。在相同的条件下,SiO2-SMA-十二醇色谱柱对于亲水性物质的保留弱于SiO2-SMA-氨基酸色谱柱,硫代乙酰胺和氰基乙酰胺完全堆积在一起(图2-10B)。以乙腈/水99:1V/V为流动相,烟酰胺(峰6)在SiO2-SMA-十二醇色谱柱上的保留时间(图2-10C)与图2-10A中一致,但色谱峰形发生了拖尾,拖尾因子为2.99。此外,硫代乙酰胺和氰基乙酰胺仍不能实现有效分离。因此,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱对酰胺类化合物表现出更好的选择性和分离效果。

    2-10 酰胺类物质在SiO2-SMA-氨基酸(A)和SiO2-SMA-十二醇(BC)色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 硫代乙酰胺;2. 氰基乙酰胺;3. 碘乙酰胺;4. 苯甲酰胺;5. 对氨基苯甲酰胺;6. 烟酰胺

    Fig. 2-10 Chromatograms of amides separated by SiO2-SMA-amino acid column (A) and SiO2-SMA-dodecanol column (B and C)

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O; flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. thioacetamide; 2. 2-cyanoacetamide; 3. 2-iodoacetamide; 4. benzamide; 5. p-aminobenzamide; 6. nicotinamide

    对于苯酚类物质,如图2-11A2-11B所示,在相同流动相条件下,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱实现了6种苯酚类物质的完全分离,拖尾因子在0.93-1.05之间,理论塔板数最高为52,428 N/mSiO2-SMA-十二醇色谱柱上只出现五个色谱峰,且部分色谱峰为前延峰。调节流动相比例,使4-叔辛基苯酚(峰6)在两种色谱柱上保留基本一致,此时对氯苯酚和双酚ASiO2-SMA-十二醇色谱柱上的分离度变小(图2-11C)。因此,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱对苯酚类化合物表现出更好的分离性能。

    2-11 苯酚类物质在SiO2-SMA-氨基酸(A)和SiO2-SMA-十二醇(BC)色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 对乙酰氨基酚;2. 磺酰二苯酚;3. 对甲苯酚;4. 对氯苯酚;5. 双酚A6. 4-叔辛基苯酚

    Fig. 2-11 Chromatograms of phenols separated by SiO2-SMA-amino acid column (A) and SiO2-SMA-dodecanol column (B and C)

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O; flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. acetaminophen; 2. bis(4-hydroxyphenyl) sulfone; 3. p-cresol; 4. p-chlorophenol; 5. bisphenol A; 6. 4-tert-octylphenol


    对于苯胺类物质,如图2-12A2-12B所示,当流动相为乙腈/水73:27V/V时,乙酰苯胺、苯胺、2,6-二甲基苯胺在SiO2-SMA-十二醇色谱柱和SiO2-SMA-氨基酸色谱柱均可达到基线分离;其保留时间随疏水性增强而增加;三种物质在SiO2-SMA-十二醇色谱柱上更快地达到基线分离。SiO2-SMA-氨基酸色谱柱对苯胺类物质的保留更强,可能的原因是氨基酸对马来酸酐修饰后在聚合物侧链中引入了更多的羧基,静电吸引作用增强导致保留增加。当乙腈浓度由73%增加到93%时,苯胺类物质在SiO2-SMA-氨基酸色谱柱中保留减弱,此时乙酰苯胺和苯胺未实现基线分离。因此,在相同色谱条件下,SiO2-SMA-十二醇色谱柱可以更快速实现苯胺类物质的分离。

    2-12 苯胺类物质在SiO2-SMA-氨基酸(AC)和SiO2-SMA-十二醇(B)色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 乙酰苯胺;2. 苯胺;3. 2,6-二甲基苯胺

    Fig. 2-12 Chromatograms of anilines separated by SiO2-SMA-amino acid column (A and C) and SiO2-SMA-dodecanol column (B)

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O; flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. acetoacetanilide; 2. aniline; 3. 2,6-dimethylaniline

    对于多环芳烃类物质,如图2-13所示,两种色谱柱均能在5 min内实现邻三联苯、间三联苯、苯并菲混合物的完全分离。区别在于SiO2-SMA-十二醇色谱柱在高乙腈浓度下对于位置异构体邻三联苯和间三联苯有更好的选择性,而SiO2-SMA-氨基酸色谱柱需要降低流动相中乙腈的含量(降至77%),增加疏水性多环芳烃的保留来提高其分离能力。因此,在相同色谱条件下,SiO2-SMA-十二醇色谱柱对多环芳烃类物质具有更高的分离度。

    2-13 多环芳烃类物质在SiO2-SMA-十二醇(A)和SiO2-SMA-氨基酸(BC)色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 邻三联苯;2. 间三联苯;3. 苯并菲

    Fig. 2-13 Chromatograms of polycyclic aromatic hydrocarbons separated by SiO2-SMA-dodecanol column (A ) and SiO2-SMA-amino acid column (B and C)

    Chromatographic conditions: mobile phase, ACN/H2O; flow-rate, 1.0 mL/min; detection wavelength, 214 nm

    Analytes: 1. o-terphenyl; 2. m-terphenyl; 3. triphenylene

    对于硫脲类物质,两种色谱柱表现出明显差异。如图2-14所示,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱在3 min内可实现对二乙基硫脲、丙酮缩氨基硫脲和亚乙基硫脲的基线分离;三种物质在SiO2-SMA-十二醇色谱柱上被共洗脱。因此,SiO2-SMA-氨基酸色谱柱对硫脲类物质表现出更好的分离选择性能。

    2-14 硫脲类物质在SiO2-SMA-氨基酸ASiO2-SMA-十二醇(BC)色谱柱上的色谱分离图

    色谱条件:流动相,乙腈/水;流速,1.0 mL/min;检测波长,214 nm

    分析物:1. 二乙基硫脲;2. 丙酮缩氨基硫脲;3. 亚乙基硫脲

    Fig. 2-14 Chromatograms of thioureas separated by SiO2-SMA-amino acid column (A) and SiO2-SMA-dodecanol colum

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  • 小小矮马

    第1楼2022/09/07

    很详细的一篇综述,点赞

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  • zyl3367898

    第2楼2022/11/11

    应助达人

    内容丰富,实用性强。

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  • 小兰兰小叮当

    第3楼2022/11/17

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