[发明专利]一种离子液体功能化有机聚合整体柱及制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于整体柱材料制备领域，具体涉及一种离子液体功能化聚合整体柱及其制备方法。

背景技术：

离子液体是由有机阳离子和无机/有机阴离子这两个不对称的部分组成的新型功能材料，以离子液体作为功能化基团的整体柱已在毛细管液相色谱（CLC）以及毛细管电色谱（CEC）得到了应用。在整体固定相上引入了离子液体基团后，整体固定相拥有了离子液体的某些特点，使得固定相具备了亲水相互作用（HI），阴离子交换、阳离子排斥、H-H相互作用、π-π相互作用等分离性能。

目前，离子液体功能化整体柱的制备方法主要有整体柱固定相表面修饰离子液体和直接聚合带乙烯基的离子液体。离子液体功能化整体柱主要通过整体柱固定相表面修饰离子液体的方法制备的。Han等报道了氯丙基功能化以及巯丙基功能化两种不同的有机-硅胶杂化整体柱，分别通过化学修饰N-甲基咪唑和1-乙烯基-3-辛基咪唑，在同一分离柱上也实现了多种分离模式。Zhang等通过将N-甲基咪唑的离子液体化学键合到无机硅胶整体柱，实现了离子液体功能化整体柱的制备，有效地实现了无机离子、苯酚类物质、苯甲酸类物质、烷基苯等不同类型化合物的分离。使用直接聚合的方法制备离子液体功能化整体柱，方法简单，无需二步修饰。Wang等以1-乙烯基-3-辛基咪唑氯盐（ViOcIm⁺Cl^-）为离子液体功能单体，结合甲基丙烯酸十二烷基酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，通过自由基热引发交联共聚制备有机聚合物离子液体整体柱。

自由基引发聚合是有机聚合物整体柱制备的主要方法。由于聚合物链的增长发生在用于自由基的链末端，其反应活性位点少；且随着聚合反应的进行，反应物浓度不断下降，聚合物空间位阻不断增大，其反应速度也不断下降，导致了使用该技术制备离子液体功能化整体柱十分费时（一般需要热引发15-24小时）。开拓离子液体功能化整体柱制备新技术十分值得期待。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种离子液体功能化聚合整体柱及其制备方法。本发明基于热引发缩合聚合，将亲核试剂、可质子化试剂、含亲核基团的离子液体试剂和催化剂一步聚合而成，形成了离子液键合的树酯整体柱，避免了常规方法中离子液整体柱自由基聚合反应时间长的不足；同时制备的整体柱键合修饰了羟基、咪唑基等功能基团，在同一根色谱柱上具备亲水相互作用、氢键相互作用、离子交换/离子排斥作用、π-π作用等不同的分离模式，发展具有多作用模式的离子液功能化聚合整体柱，用于满足中性或带电荷的极性物质的高效分离。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、所述的一种离子液体功能化有机聚合整体柱，由亲核试剂、可质子化试剂、含亲核基团的离子液体试剂和催化剂一步聚合合成；按质量百分数之和为100%计，各组分占整体柱组成总质量的百分比为：亲核试剂35~48%，可质子化试剂39~52%，含亲核基团的离子液体试剂3~6%，催化剂10%；

所述的亲核试剂为带有酰胺基官能团的亲核试剂；

所述的可质子化试剂为带有醛基官能团的可质子化试剂；

所述的含亲核基团离子液体试剂为带有酰胺基官能团的室温离子液体；

所述的催化剂为可提供质子的酸性溶液。

2、所述带有酰胺基官能团的亲核试剂为尿素溶液；所述带有醛基官能团的可质子化试剂为甲醛溶液；所述的带有酰胺基官能团的室温离子液体为N-乙酰基-1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐离子液体；所述的可提供质子的酸性溶液为无机酸水溶液。

3、所述的尿素溶液为浓度0.70g/L以上至饱和的尿素水溶液；所述的甲醛溶液为质量浓度40%的甲醛水溶液；所述的无机酸水溶液为0.10mol/LHCl溶液。

4、所述的离子液体功能化有机聚合整体柱的制备方法，包括以下步骤：

1）毛细管空柱的预处理：

毛细管内壁硅羟基活化：用0.1的HCl溶液冲洗毛细管空柱15分钟，然后用去离子水冲洗10分钟，接着用1mol/L的NaOH冲洗3小时，再用用去离子水冲洗15分钟，接着甲醇冲洗15分钟，在50℃下氮气吹干待用；

毛细管内壁键合氨基：在步骤1）处理过的毛细管空柱中注入甲醇与氨丙基三甲氧基硅烷体积比为1∶1的混合物，在60℃下反应12小时，使毛细管壁上键合带氨基的硅烷化物质；用甲醇冲洗15分钟；在70℃下氮气吹干待用；