2018原子转移自由基聚合法制备新型亲水作用色谱固定相及其性能评价

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　　原子转移自由基聚合法制备新型亲水作用色谱固定相及其性能评价  
1 引 言
　　 色谱柱填料作论文联盟http://为高效液相色谱（HPLC）的核心。提高色谱填料的柱效、柱容量、增大填料的pH使用范围，具有多种分离模式以及对环境友好， 将成为色谱填料的发展方向。
　　亲水作用色谱（HILIC）作为一种分离极性化合物的液相色谱模式，其概念是由Alpert[1]于1990年提出的。HILIC是一种以极性固定相（如硅胶、氨基键合硅胶等）及水-极性有机溶剂为流动相的色谱模式[2]，它与正相色谱相似，水是强溶剂，极性化合物比非极性化合物的保留时间长，与反相色谱的保留顺序恰好相反。强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视，如药物分析、代谢组学、蛋白质组学等研究领域都不同程度地涉及强极性化合物的分离问题，近年来，HILIC 越来越受到关注和重视[3]。Liang等[4]使用点击化学（Click chemistry）合成了HILIC固定相，制备了一系列以醇羟基为功能基团的HILIC固定相，用于分离碱基、核苷以及中药中的强极性组分并取得了较好的效果。韩超等[5]以二醇基硅胶为固定相，研究了绿原酸，阿魏酸等有机酸的HILIC保留机理。
　　原子转移自由基聚合法（ATRP）是近年发展起来的一种新型聚合技术，具有修饰密度高、高聚合物链端可控等优点，为克服现有固定相及其制备技术存在的缺陷提供了可能。ATRP集中了自由基聚合和活性聚合的优点，条件温和，操作较简单，已经获得了许多新型聚合物。通过ATRP法在硅胶载体表面成功地合成嵌段、多枝聚合物[6]。同时，采用ATRP方法制备热敏性聚合物也成为近年的研究热点，如在硅胶表面聚合N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）温敏型嵌段聚合物[7,8]。用ATRP技术制备离子色谱固定相的研究才起步，但已经表现出优异的应用潜力。Unsal等[9]用ATRP技术制备的强阳离子交换固定相柱容量比传统方法有大幅度提高。Hemstroem等[10]用ATRP技术制备的反相色谱分离介质具有优异的抗水解性能。王婀娜等[11]采用ATRP技术将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚合于硅胶表面，制得了强阴离子交换色谱填料，用于酸性蛋白质的分离，取得了很好的效果。所以，采用ATRP技术，用有机聚合物对固体材料表面修饰是极具发展潜力的分离介质制备技术。 论文代写 http://

　　本研究采用ATRP聚合法将4-VP接枝到单分散大孔交联P??CMS/DVB微球表面，对其进行化学改性后制备新型色谱固定相。在亲水作用色谱模式和离子色谱模式下，分别对芳胺、酚类化合物及无机阴离子、短链有机酸进行了分离研究。
　　2 实验部分
　　2.1 仪器与试剂
　　LC-20AT高效液相色谱仪（日本岛津公司）；CGY-100型高压气动泵（北京福思源机械加工部）；?Dionex ICS-90离子色谱仪；Dionex CSRS-I（4 mm）抑制器；JY-92超声波细胞破碎仪（宁波新芝生物科技股份有限公司）；KQ-250B超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司）；生物显微镜（美国JEOL公司）；扫描电子显微镜（1000B, 美国）；LD5-2A型低速离心机（北京医用离心机厂）。
　　氯甲基苯乙烯（CMS）、二乙烯基苯（DVB），购于阿拉丁试剂有限公司；苯乙烯（St）、乙二胺四乙酸钠（?EDTA）、过氧化苯甲酰（BPO）、甲苯（上海试剂一厂）；聚乙烯醇（PVA，醇解度为88%，天津大学化工实验厂），以上试剂均为化学纯。氯化亚铜（CuCl）、N,N-二甲基苯胺、二苯胺、对甲苯胺、-萘胺、间硝基苯胺、甲酚、乙萘酚、邻苯二酚，间硝基酚（阿拉丁试剂有限公司）；三[（2-二甲基氨基）乙基]胺（ Me6TREN）根据文献[12]合成。其它试剂均为分析纯。 论文网 http://

　　2.2 单分散交联聚氯甲基苯乙烯二乙烯苯微球的合成[13]
　　取适量聚苯乙烯种子液，加适量十二烷基硫酸钠（Sodium lauryl sulfate, SDS）于30 ℃水浴搅拌； 图1 交联聚氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯微球的电镜照片
　　Fig．1 Scanning electron micrograph of the monosized porous poly（4-vinylbenzylchloride-?co-divinylbenzene） （P??CMS/DVB） beads另取适量氯甲基苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰、甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，超声乳化至无油滴时，迅速转入种子液体系中，于30 ℃恒温水浴中搅拌溶胀10～15 h，在此过程中，间隔性地在显微镜下，观察种子表面是否溶胀，然后升温至70 ℃聚合24 h,待聚合反应完成后，将产物用热水反复洗涤，再分别用乙醇、丙酮洗涤数次，在索氏提取器中用甲苯抽48 h，即得到粒径为5.0～10.0
　　?SymbolmA@ m的单分散聚氯甲基苯乙烯-二乙烯苯微球，可取少量在显微镜下观察其形态及大小。控制单体、交联剂等影响微球粒径大小的量，制备6.0
　　?SymbolmA@ m P??CMS/DVB微球，微球的孔径分布采用BET法测定，其平均孔径14.9 nm,比表面积为?80 m.2/g。图1为粒径为6.0
　　?SymbolmA@ m P??CMS/DVB微球的电镜照片。
　　2.3 P??CMS/DVB微球表面接枝聚4-VP制备亲水作用色谱固定相  http://

　　室温下，在干燥100 mL两颈烧瓶中依次加入4-VP单体，催化剂（CuCl），配体（Me6TREN），其物质的量之比为100∶2∶4.5，然后再加入2 g P??CMS/DVB微球和50 mL甲苯，超声，反复抽真空、充氮气循环多次后密封。在45 ℃油浴中反应24 h，反应结束后，依次用乙二胺四乙酸二钠溶液、水、乙醇、丙酮洗涤后，40 ℃真空干燥，制得P??CMS/DVB微球表面接枝聚4-VP聚合物。称取2 g该聚合物，加入50 mL甲苯，3 mL正溴丁烷，在室温下搅拌24 h，制得新型亲水作用色谱固定相。合成路线见图2。
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