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离子液体嵌入巯基硬脂酸功能化固定相的制备

小小矮马

2024/08/19
小矮马

私聊

液相色谱（LC）

咪唑离子可以为目标分析物的分离提供多种相互作用，是一种理想的亲水作用配体，适用于分离亲水性化合物。1-烯丙基-3-乙烯基-咪唑（AVI）是一种含有两个乙烯基的咪唑类化合物，可作为嵌入极性基团，提高反相色谱固定相的分离效率。在二氧化硅表面嵌入极性AVI有两个主要优点：一方面，残留的硅烷醇会被嵌入的极性配体屏蔽，从而减少硅烷醇对分析物保留的负面影响，获得更对称的色谱峰；另一方面，嵌入的极性基团可以作为亲水功能配体，同时使制备的固定相可以在富水的流动相中使用。此外，AVI还可以进一步与含硫醇基团的化合物反应，引入另一种疏水功能单体，从而得到具有多种保留机制的混合模式色谱固定相。

首先制备巯丙基化硅球（Sil-MPS），随后通过自由基介导的巯基键合反应将1-烯丙基-3-乙烯基-咪唑（AVI）键合到Sil-MPS表面，并与巯基乙酸十八烷基酯（ST）进一步反应以提高疏水选择性，获得新型咪唑类离子液体嵌入巯基硬脂酸功能化色谱固定相（Sil-AVI-ST），采用傅里叶变换红外光谱表征可证明其制备成功。

混合模式色谱相较于传统的单一模式色谱法，表现出更好的分离选择性、分辨率、分离效率和负载量。本课题意在采用自由基介导的巯基键合反应合成一种新型咪唑类离子液体嵌入巯基硬脂酸功能化色谱固定相，并对其分离性能进行评价。

首先制备巯丙基化硅球（Sil-MPS），随后通过自由基介导的巯基键合反应将1-烯丙基-3-乙烯基-咪唑（AVI）键合到Sil-MPS表面，并与巯基乙酸十八烷基酯（ST）进一步反应以提高疏水选择性，获得新型咪唑类离子液体嵌入巯基硬脂酸功能化色谱固定相（Sil-AVI-ST），采用傅里叶变换红外光谱表征可证明其制备成功。

仪器与试剂

仪器设备

本实验所用仪器设备如表所示：

表仪器设备

仪器名称	生产厂家
P230II型高压恒流泵 UV230II紫外-可见检测器	大连依利特分析仪器有限公司
GLK型装柱系统	无锡加莱克色谱科技有限公司
FTIR-850傅里叶变换红外光谱仪	天津港东科技股份有限公司
SB-100DT超声波清洗机	宁波新芝生物科技股份有限公司
RCT basic基本型数显加热磁力搅拌器	德国IKA公司
FA2004电子天平	上海舜宇恒平科学仪器有限公司
DZF-2B型真空干燥箱	北京市永光明医疗仪器有限公司
DZF-6020型真空干燥箱	上海博迅实业有限公司医疗设备厂
H2050R大容量高速台式冷冻离心机	湖南湘仪实验室仪器开发有限公司

实验试剂

本实验所用化学试剂如表所示：

表实验试剂

	试剂名称	生产厂家
球形多孔硅胶	日本DAISOGEL公司
（3-巯丙基）三乙氧基硅烷（MPS）、2,2-偶氮二异丁腈（AIBN）、（3-氯苯基）硫脲、对氨基苯甲酰胺、萘、丙苯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
甲苯、三氯甲烷	天津市大茂化学试剂厂
甲醇、硫代乙酰胺、环己醇、异丙醇	天津市科密欧化学试剂有限公司
1-烯丙基-3-乙烯基咪唑溴盐（AVI）、巯基乙酸十八烷基酯（ST）、苯甲酰胺、苯、正丁基苯、乙酸铵	上海麦克林生化科技股份有限公司
乙腈	天津赛孚瑞科技有限公司
二乙基硫脲、亚乙基硫脲	上海泰坦科技股份有限公司阿达玛斯试剂
蒽	北京伊诺凯科技有限公司
色谱用超纯水	法国Millipore公司的Milli-Q系统纯化制备

实验内容

实验准备

干燥球形多孔硅胶

本实验所用球形多孔硅胶需干燥处理。用分析天平称取球形多孔硅胶2.0g，置105℃烘箱中干燥24h，备用。

配制乙酸铵缓冲溶液

在流动相中适当加入缓冲盐溶液可以提高分离效率和改善峰形。较高的离子强度会使固定相表面富水层增厚，从而增加亲水固定相的亲水性，增强亲水性分析物的保留，使分离选择性、分辨率和柱效显著提高，有效缓解色谱峰拖尾现象。

0.01mol/L乙酸铵缓冲溶液的制备方法：精密称取0.7708g乙酸铵，加超纯水定容至1L，得0.01mol/L乙酸铵缓冲溶液，备用。

Sil-AVI-ST色谱固定相的制备

Sil-AVI-ST色谱固定相需经两步反应制备。

第一步为制备Sil-MPS的反应：称取2.0g提前干燥好的球形多孔硅胶置于150mL的双颈烧瓶中，加入溶剂甲苯45mL，再加入2mL的MPS，混合均匀，在氮气保护的条件下，于95℃加热，磁力搅拌反应24h后，待冷却至室温，先使用甲苯离心洗涤多次，再使用甲醇离心洗涤多次，洗涤后的产物置于80℃的烘箱中干燥24h，得到Sil-MPS。

第二步为制备Sil-AVI-ST的反应：称取2.0g提前干燥好的Sil-MPS置于150mL的双颈烧瓶中，加入3g的AVI和0.24g的AIBN，加入50mL的溶剂三氯甲烷，再加入0.6g的ST，混合均匀，在氮气保护的条件下，于60℃加热，磁力搅拌反应24h后，待冷却至室温，先使用三氯甲烷离心洗涤多次，再使用甲醇离心洗涤多次，洗涤后的产物置于80℃的烘箱中干燥24h，最终得到Sil-AVI-ST。

Sil-AVI-ST色谱固定相的表征

使用傅里叶变换红外光谱仪测定Sil-AVI-ST在4000-500cm^-1范围内的红外吸收以对其进行表征，结果如图3-1所示。Sil-AVI-ST色谱固定相在3400cm^-1的Si-OH拉伸振动峰减弱，表明一些硅醇基团与硅烷偶联试剂发生了反应，在2930cm^-1和2860cm^-1处的峰为-CH₃和-CH₂的拉伸振动特征吸收，1550 cm^-1处的峰符合咪唑基团双键的拉伸振动特征峰^[31^,32^]，以上特征吸收可以证明Sil-AVI-ST色谱固定相的成功制备。

图Sil-AVI-ST的红外光谱图

附件：

1 LI离子液体嵌入巯基硬脂酸功能化固定相的制备 .docx