[发明专利]一种三蝶烯类离子液体功能材料、其制备及其应用

说明书

本发明涉及一种三蝶烯类离子液体功能材料、其制备及其应用，属于气相色谱技术领域。所述的三蝶烯类离子液体功能材料具有三蝶烯母体、阳离子功能化单元和阴离子结构单元的各自性能优势，作为气相色谱固定相对性质相近组分表现出高选择性，可以高效分离不同极性各类组分混合物，尤其是难分离的各类异构体混合物，相比市售色谱柱表现出明显的分离优势；而且合成该三蝶烯类离子液体功能材料的原料成本低廉，实验装置简单易得，合成方法简单，产品产率高。

技术领域

本发明涉及一种三蝶烯类离子液体功能材料、其制备及其应用，属于气相色谱技术领域。

背景技术

目前气相色谱(GC)分析中，商品柱种类有限，并且对于性质相近的物质(如难分离的异构体混合物)的分离能力存在一定限制，不能满足复杂样品色谱分析测定的要求。因而，设计合成新型高选择性GC固定相，用于高效分离难分离组分及其色谱分析测定，满足目前各行业日益增长的色谱分析测定需求具有重要应用价值。

蝶烯类材料具有良好的热稳定性和溶解性，易于功能化，是一类具有独特三维刚性结构和富电子空腔的桥环化合物，近年来在材料化学和气体分离等领域有广泛的应用。三蝶烯衍生物在聚合物气体膜分离、样品前处理和色谱固定相等领域已有报道。其中，液相色谱领域所涉及的是三蝶烯衍生物键合硅胶填充柱用于手性分离；而气相色谱领域所涉及的三蝶烯衍生物为弱极性固定相，对弱极性分子有着特殊选择性，但对极性分子和难分异构体的分离、选择有着很大的局限。因此，需要对三蝶烯进一步衍生使其对极性分子和难分异构体也有很好的分离效果。

发明内容

针对现有GC固定相对于性质相近的物质的分离能力差的问题，本发明提供了一种三蝶烯类离子液体功能材料，以三蝶烯结构单元为母体，在三蝶烯的苯环上通过化学键合连接有机阳离子结构单元，该功能材料用于GC固定相对于性质相近组分表现出高选择性，能够高效分离出不同极性各类组分混合物，满足色谱分析测定需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种三蝶烯类离子液体功能材料，所述功能材料包含以下三种结构：

(1)

其中，R₂⁺为含有氮或磷元素的阳离子基团，优选咪唑阳离子、苯并咪唑阳离子、胍盐阳离子、鏻盐阳离子、吡啶阳离子或铵盐阳离子；R₁为O或C＝O；X^-为无机阴离子或有机阴离子，优选卤素离子、NTf₂^-、TfO^-或PF₆^-；n＝1～8，m＝2～12。

(2)

其中，两个取代基团结构相同，R₂⁺为含有氮或磷元素的阳离子基团，优选咪唑阳离子、苯并咪唑阳离子、胍盐阳离子、鏻盐阳离子、吡啶阳离子或铵盐阳离子；R₁为O；X^-为无机阴离子或有机阴离子，优选卤素离子、NTf₂^-、TfO^-或PF₆^-；n＝1～8，m＝2～12。

(3)

其中，三个取代基团相同，R₂⁺为含有氮或磷元素的阳离子基团，优选咪唑阳离子、苯并咪唑阳离子、胍盐阳离子、鏻盐阳离子、吡啶阳离子或铵盐阳离子；R₁为O或C＝O；X^-均为无机阴离子或有机阴离子，优选卤素离子、NTf₂^-、TfO^-或PF₆^-；n＝1～8，m＝2～12。

第(1)种结构的三蝶烯类离子液体功能材料的制备分为两种情况：