[发明专利]一种五蝶烯类功能材料、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种五蝶烯类功能材料、制备方法及其应用，属于气相色谱技术领域。所述功能材料的结构式如下：将EPE与三乙胺溶解于有机溶剂中，冰浴下滴加对甲苯磺酰氯，制得EPE‑TOS；将PPOH与EPE‑TOS、碳酸钾加入到有机溶剂中，加热回流，反应结束后，冷却，分离纯化，得到五蝶烯类功能材料。所述功能材料可以作为色谱固定相用于GC分析测定，对不同种类和性质的分析物及其异构体具有高选择性分离性能，能够满足GC分析测定的要求。

技术领域

本发明涉及一种五蝶烯类功能材料、制备方法及其应用，具体涉及一种在五蝶烯三维刚性骨架上键合三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的功能材料、其制备方法以及作为气相色谱固定相的应用，属于气相色谱技术领域。

背景技术

毛细管柱气相色谱法(GC)广泛用于化工、石化、食品、医药、环保等领域中各类样品的测定。在GC分析中，固定相的选择性是决定样品中各组分色谱峰之间分离程度的关键因素。目前常用的固定相主要有聚硅氧烷类和聚乙二醇类，这些固定相的选择性多限于某种类型或性质的分析物，而对其他分析物的选择性较低。由于实际样品中常含有不同类型或性质的组分及其理化性质极为相近的异构体)，上述固定相的选择性和分离性能难以满足实际样品分析测定的需求。因此，发展新型综合分离性能高的固定相对于色谱分析测定具有重要应用价值。

五蝶烯是由五个苯环通过桥头的碳原子之间相互铰链而成的十一环化合物，具有三维刚性H形分子结构，经衍生化可以制备得到不同性能的功能材料。目前，五蝶烯类功能材料的研究及应用主要集中在超分子化学、材料化学等领域。五蝶烯结构单元具有三维开放性富π电子空腔、高热稳定性等特性，用于构建新型气相色谱固定相具有重要的应用价值。我们前期研究了五蝶烯醌的分离性能，证明了五蝶烯类材料作为色谱固定相的可行性和应用潜力。迄今为止，目前国内外未见其他五蝶烯类材料在色谱分离领域的研究报道或应用。前期研究的五蝶烯醌的分子结构比较单一、与分析物之间的分子作用种类少，限制了其色谱选择性；其色谱柱惰性偏低，在分离醇、酚和胺时易出现明显的峰拖尾现象，进而影响了这些分析物及其异构体的分离和分析测定。针对上述问题，本发明提供了一种新型五蝶烯类功能材料(简称PEPE)并用于气相色谱分析测定。所述发明材料为新材料，目前国内外未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种五蝶烯类功能材料(简称：PEPE)，制备方法及其应用。本发明通过在五蝶烯三维刚性骨架上键合三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO，简称：EPE)制备得到五蝶烯类功能材料，所述功能材料可以作为色谱固定相用于GC分析测定，对不同种类和性质的分析物及其异构体(如：烷烃、醇、卤代苯、胺和酚)具有高选择性分离性能，能够满足GC分析测定的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种五蝶烯类功能材料，所述功能材料的结构式如下：

其中：R为H或者

x、y、z分别表示各结构单元重复数目；

当R为H时，即为单取代五蝶烯材料，其相对分子质量为845～2446；

当R为时，即为双取代五蝶烯材料，其相对分子质量为1228～4429，五蝶烯骨架两侧的取代基团结构相同。

一种本发明所述五蝶烯类功能材料的制备方法，所述制备方法步骤如下：

1)在保护气体保护下，将EPE与三乙胺溶解于有机溶剂中，冰浴下搅拌，冰浴下滴加对甲苯磺酰氯，在37℃～39℃的温度下反应，反应时间大于等于48h，分离纯化，制得EPE对甲苯磺酰衍生物(简称：EPE-TOS)。

其中，所述保护气体为惰性气体或氮气，优选保护气体为氮气。

所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

优选EPE与三乙胺的摩尔比为1:2.6～1:3.0。