硅膠基質分離載體的功能化及其應用.pdf

1、高效分離載體是實現(xiàn)化學分離分析過程的核心部件，通常由表面結合特定功能基團的固相介質組成。多孔硅膠具有機械強度高，形貌可控，生物相容性好，表面活性基團豐富等特點，成為分離載體的理想基質材料。以硅膠為基質的有機基團功能化分離載體在色譜分離、污染物去除、工業(yè)催化等領域有著廣泛的應用前景，因此研究硅膠的功能化新方法并開發(fā)它們在制藥工業(yè)中的應用是當前藥物分析領域的熱點問題。本論文從多孔硅膠基質的功能化出發(fā)，研究了以多孔硅膠為基質的極性嵌入反相色譜

2、固定相的合成，表征及應用；高惰性十八烷基鍵合硅膠色譜填料的合成及其色譜性能評價；多孔硅膠基質的巰基基團功能化新技術的開發(fā)；磁性多孔硅膠為基質的鈀高效吸附劑的制備，表征及其應用。在發(fā)展環(huán)境友好、節(jié)能降耗的材料合成技術、開拓硅膠基質分離載體的應用領域，以及設計并制備具有特定用途的高性能分離載體等方面進行了初步嘗試。論文主要內容如下：
　　 1、以多孔球型硅膠為基質，采用“一步法”成功制備了十八烷基酰胺、十八烷基尿素、十八烷基醚鍵和十

3、八烷基氨基甲酸酯四種極性基團嵌入反相烷基色譜固定相，并以二氫麥角堿中的四種生物堿作為分離模型，研究了這四種色譜固定相的保留機理。采用該方法制備的十八烷基酰胺固定相，首次在中性流動相條件下實現(xiàn)了對四種生物堿的基線分離。與傳統(tǒng)的向流動相中添加有機胺的方法相比，使用該十八烷基酰胺固定相可以大幅度的延長色譜柱的使用壽命，并能實現(xiàn)在溫和的流動相條件下對堿性化合物進行有效的分離。
　　 2、自主開發(fā)了制備高惰性C18硅膠填料的新型氣固相反應

4、法。本方法不消耗有機溶劑，只需將C18鍵合硅膠填料和小分子硅烷試劑六甲基二硅氮烷(HMDS)的混合物置于高壓釜中，在惰性氣體保護下進行加熱反應即可。本文系統(tǒng)考察了反應溫度、HMDS用量、反應時間及封端次數(shù)對C18硅膠填料惰性化效果的影響。利用在優(yōu)化的反應條件下封端處理過的C18硅膠填料在pH7.0的流動相中對阿米替林(強堿性化合物)進行分離，其拖尾因子為1.30。而傳統(tǒng)液相法封端處理過的C18硅膠填料對阿米替林具有較強保留，拖尾因子高達

5、5.35；并且，Agilent Zorbax SB-C18和Kromasil C18兩種商品化的C18硅膠填料(經過封端)對阿米替林的分離譜峰的拖尾因子也分別為2.04和1.91。上述結果表明C18硅膠填料表面殘存硅羥基對堿性化合物的強保留作用，已通過對填料進行氣固相封端處理得以有效的弱化；同時也顯示，利用該方法封端處理過的C18硅膠填料的色譜性能已經超出國外同類產品；并且，與傳統(tǒng)液相法相比，本方法簡單快速，封端反應完全，制備批次間重復

6、性好。
　　 3、自主開發(fā)了制備硅膠基質化學鍵合相填料的新型氣固相反應法。本研究首次采用該方法將γ-巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)，γ-巰丙基三乙氧基硅烷(MPTES)和γ-巰丙基二甲氧基甲基硅烷(MPDMMS)三種巰丙基硅烷化學鍵合到多孔硅膠載體表面，并系統(tǒng)考察了反應溫度、硅烷試劑用量、反應時間、催化劑及鍵合次數(shù)對巰丙基硅膠表面鍵合量的影響。優(yōu)化后的反應條件下，MPTMS，MPTES和MPDMMS所修飾的多孔硅膠表面巰丙基鍵

7、合率分別可達到2.76，2.53和2.57μmol·m-2，較通過傳統(tǒng)液相法所修飾的多孔硅膠表面巰丙基的鍵合率1.90，1.08和1.60μmol·m-2有明顯的優(yōu)勢。本文采用FT-IR，13C和29Si固體核磁，元素分析，熱重分析，氮氣吸附-脫附等技術研究了巰丙基硅膠的鍵合模式和孔結構。研究發(fā)現(xiàn)，該方法所制備的巰丙基多孔硅膠可用于Pd(Ⅱ)離子的高效吸附。另外，采用該氣固相化學鍵合反應制備了環(huán)氧丙基功能化硅膠，并考察了反應溫度對其表面

8、鍵合量的影響。本方法不僅降低了化學鍵合相填料的生產成本，而且后處理簡單，有利于降低勞動強度，改善環(huán)境質量，為硅膠基質化學鍵合相填料的生產開辟了一條節(jié)能降耗，環(huán)境友好的綠色途徑。
　　 4、以多孔磁性二氧化硅微球(MSM)復合材料為基質，采用氣固相反應技術，首次制備了一種可磁分離的巰丙基功能化材料。此類材料兼?zhèn)淞硕嗫坠枘z和磁性顆粒的優(yōu)點，不僅具有較高的表面鍵合率，而且可以在液相介質中通過外置磁場進行很好的分離。利用此類材料不僅可以