[发明专利]一种含氮脂环结构反相键合相填料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种反相键合相填料，具体地涉及一种具有分析、分离和纯化有机化合物功能的含有氮原子脂环结构的反相键合相填料。

背景技术

反相键合相填料是一种键合于硅胶分子的亲脂性有机化合物，主要应用于大极性化合物的分离。目前，国际上常用的反相键合相填料为C-18反相键合相填料，其生产商主要集中在日本、美国、德国、比利时等发达国家，不仅价格昂贵，而且主要为分析用填料，适用于科研使用，而不能于工业分离制造。国内也有产品生产，不仅价格高于国际市场而且分离度较低。因此现有产品的种类无法满足日益增长的市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造成本低，分析、分离和纯化有机化合物效果明显优于C-18反相键合相填料的含氮原子脂环结构的反相键合相填料。

本发明的另一目的是提供含氮原子脂环结构的反相键合相填料的制备方法。

本发明还提供含氮原子脂环结构的反相键合相填料在分析、分离和纯化有机化合物上的应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种含氮脂环结构反相键合相填料，具有下列结构通式：

 其中， 

R₁为C_1-30的烷基，优选的，R₁为C_12-14烷基；

R₂为C_1-30的烷基，或  ；优选的R₂为甲基或；

n为3～30的整数，优选的，n为3。

优选的，本发明，采用4-氨基哌啶为原料经过一次烷基化，酰化，二次烷基化，硅烷化及硅醚化共五步反应，制得一种含氮脂环结构反相键合相填料，其具体步骤如下：

1.  一次烷基化

取4-氨基哌啶和碳酸钾，加入甲苯，在70℃油浴中搅拌，然后向混合液中加入卤代烷，反应在70℃下搅拌24小时，减压除去溶剂，得化合物Ⅰ。反应式如下： 

                                                             Ⅰ

其中，R₁为C_12-14烷基；    X为F、Cl、Br或I。

2.  酰化

取化合物Ⅰ，以吡啶作溶剂，冰盐浴下滴加对甲基苯甲酰氯（或醋酐），氮气保护，室温下搅拌，TLC检测反应结束，有机相经水萃取，蒸干有机相，得化合物Ⅱ。反应式如下：

                                                      Ⅱ

其中，R₂为    。

3.  二次烷基化

取氢化钠和四氢呋喃，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中加入溶解有化合物Ⅱ的四氢呋喃, 50℃，搅拌1小时，向混合物中慢慢滴加含有烯丙基溴的四氢呋喃， 50℃下搅拌1.5小时，停止反应后，减压除去四氢呋喃，用水和二氯甲烷进行萃取，有机相经柱层析分离，得化合物Ⅲ。反应式如下： 

                                                                   Ⅲ                。

4.  硅烷化

取二甲基一乙氧基硅烷和化合物Ⅲ于圆底烧瓶中，以氯铂酸作催化剂，将圆底烧瓶上接一个回流冷凝管，冷凝管管口接一个干燥管反应12小时,粗产品经重结晶得化合物Ⅳ。反应式如下：

                                                                                   Ⅳ                 。

5. 硅醚化

取硅胶置于三口瓶中，安装上回流装置，氮气保护下加入甲苯，搅拌均匀，然后向硅胶中加入溶有化合物Ⅳ的甲苯，回流反应12小时，抽滤，分别用CH₂Cl₂和CH₃OH冲洗，干燥，得目标产物。反应式如下：