[发明专利]一种聚合物包覆硅胶手性色谱固定相及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种手性分离固定相的制备方法，特别涉及一种硅胶基质表面包覆聚合物层的固定相的制备方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

对于高效液相色谱，环糊精不但可以键合到固定相载体上，也可用于流动相添加剂。从应用上看，手性流动相添加剂具有一定优点，该方法在技术上容易实现，且可以在常规的色谱柱上实现手性分离。但应用手性流动相添加剂的方法也有较多难以克服的缺点，限制了其应用，如：(1)环糊精在流动相中溶解度较低，难以达到理想的浓度；(2)形成的包结物溶解性可能变差，则会析出，堵塞进样口或柱入口；(3)用流动相添加剂的方法具有相对较小的选择能力。这些问题如果使用环糊精键合固定相则可避免。

环糊精及其衍生物键合固定相的制备有多种方法，根据环糊精键合到硅胶上方式的不同，主要分成以下两类：

Ⅰ首先把空间臂键合到硅胶上，在空间臂的另一端留出一个活性基团用于接枝环糊精。

Ⅱ以硅烷试剂为空间臂，其一端先和环糊精中的羟基偶联，之后再把空间臂的另一端键合到硅胶上。

与流动相添加剂方法比较，以上两种环糊精键合硅胶色谱固定相均能得到好的对映体选择能力。

目前，以活性可控自由基聚合(Controlled/Living Radical Polymerization，CRP)方法修饰硅胶基质表面，通过包覆聚合物的方法制备色谱固定相已取得了令人瞩目的发展。其中，原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)方法具有许多独特优势：(1)适用的单体种类广泛,包括(甲基)丙烯酸酯类、苯乙烯类、丙烯酰胺类以及一些含有羟基或羧基的单体。(2)引发剂中除了带有卤原子,还可以带有羧基、胺基等官能团。官能团的存在不会影响活性/可控反应的进行,因此这种方法可方便地制备端基确定的,特别是一些两亲性嵌段共聚物。(3)ATRP方法适合于多种聚合体系，特别是水相体系。

以活性自由基聚合法修饰硅胶微球表面，可形成均匀的聚合物包覆层，有效改变载体表面的性质。作为色谱固定相，既具备硅胶化学键合固定相的高效、耐压等特点，又具有有机聚合物基质稳定性好，适用于pH值范围宽的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚合物包覆硅胶手性色谱固定相，包覆层可控性好，耐溶剂性强，且柱效高，手性分离效果好，应用范围广。

另一个目的是提供一种聚合物包覆硅胶手性色谱固定相的制备方法，工艺简单，原料易获取，条件温和。

一种聚合物包覆硅胶手性色谱固定相，具有如下结构：

其中x>1，y>1，n>1；结构中的环糊精(Cyclodextrin，简称CD)是α环糊精、β环糊精或者γ环糊精。

采用的制备方法是：

步骤(1)、以环己酮为溶剂，在2,2’-联吡啶(2,2’-bipyridine，简称BPY)和溴化亚铜(CuBr)存在以及N₂保护条件下，表面接枝ATRP引发剂的硅胶(简称Br-sil)、二乙烯苯和甲基丙烯酸甲基丁炔醇酯(2-methyl-3-butyn-2-ol methacrylate，简称MBMA)进行反应；

上述步骤(1)中，反应温度最好是105～115℃；反应时间最好是3～5小时；

步骤(2)、分别用EDTA-2Na饱和溶液和丙酮洗涤步骤(1)产物，得到包覆聚合物的硅胶基质(简称poly-sil)；

步骤(3)、以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，在2,2’-联吡啶、CuBr存在和N₂保护下条件下，叠氮单取代的环糊精(mono-6-deoxy-6-azido-CD)与步骤(2)所得的包覆聚合物的硅胶基质进行反应；

上述步骤(3)中，反应温度最好是75～85℃；反应时间最好是25～35小时。

步骤(4)、用EDTA-2Na饱和溶液洗去步骤(3)反应后吸附在硅球表面的铜离子，再用丙酮洗去未反应物，得到接枝环糊精的手性色谱固定相(简称CD-poly-sil)。

进一步地，在进行制备步骤前，最好对表面接枝ATRP引发剂的硅胶进行真空干燥。

上述的表面接枝ATRP引发剂的硅胶合成方法可参考Analyst,2010,135,1785-1792，其中溴元素在硅胶表面的密度最好是0.9微摩尔每平方米。