专利名称：四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及固相萃取材料，尤其是涉及一种键合量高，键合层稳定的四氮杂杯[2] 芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料；还涉及其该材料的制备方法和应用。
背景技术：
复杂体系痕量组分的快速分离和准确测定是当今分析化学家面临的重要而艰 巨的任务，样品前处理是整个分析过程的瓶颈，是分析化学研究的难点和热点问题之一。 随着样品基质的越来越复杂，分析物含量越来越低，发展高效、简单、绿色的样品制备与 前处理技术一直是重要的研究课题。由液固萃取和柱液相色谱技术相结合的固相萃取 (Solid-Phase Extraction, SPE)是近年发展起来的一种样品预处理主流技术,基于分析 物在溶液和SPE材料两相间分配或作用力差异来实现对目标分析物的保留，经洗脱剂洗脱 分析物，即可达到分离、纯化、富集的目的。分析物与SPE材料之间的相互作用，取决于该材 料与分析物的物理化学性质，主要包括物理吸附、疏水作用、氢键、静电作用等。与液液萃取 相比，固相萃取具有操作快速、简便、回收率高、使用有机溶剂少、同步实现分离、纯化、富集 等优点，目前已被广泛应用于化工、医药、食品、环境等领域。目前，SPE的主要研究方向是 新装置的研发和新型吸附材料的合成应用。
目前，SPE材料主要包括键合硅胶(C18、C8、苯基、氨基、腈基等)、高分子聚合物、离 子交换树脂、碳纳米管、配位吸附材料、磁性材料、免疫吸附和分子印迹材料等。键合硅胶和 高分子有机聚合物SPE材料由于作用力单一(如PS-DVB，C18，C8仅仅通过疏水作用对溶质 进行保留，键合氨基硅胶仅依靠弱阴离子交换作用或极性吸附达到保留作用)而无法满足 富集多种类、性质特异样品的要求。因此，将具有特异识别作用位点的功能基团连接到基体 材料上以制备具有特异识别作用的固相萃取介质成为促进固相萃取技术发展的重要研究 内容。
目前，大环超分子冠醚、环糊精和杯芳烃已经先后被用于制备分离材料，用于有机 物和无机物的固相萃取和分离，而四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪作为一种新的大环主体化合 物，氮原子取代了传统杯芳烃中桥连亚甲基，杯芳烃的两个苯酚基团被三嗪环所取代，作为 连接桥的氮原子可以采用sp2、Sp3或介于这两者间的多种杂化状态，能与相邻的芳杂环形 成不同程度的共轭作用，在与客体分子作用时，大环主体分子还可以通过自身构象的调整 以达到与客体之间最佳的匹配，改善其对客体分子的亲和力和选择性。从分子结构上来 看，四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪有潜在的色谱配体作用位点，如芳环(疏水作用和J1-JI作 用)、电负性杂原子(氢键作用，与阳离子的配位作用)、大环空腔(包结作用)，可质子化氮原 子(阴离子交换作用)。因此，将四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合于固相支持体上可以得到 一种具有特殊识别能力的固相萃取材料。发明内容
本发明的目的是提供一种四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶的新型固相萃取填 料；另一目的在于提供该固定相的制备方法和应用。为实现上述目的，本发明将四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪这一具有多点识别能力的 新型超分子化合物键合到无机基质硅胶表面，制成一种固相萃取填料，用于复杂体系中特 定目标物(水中多环芳烃、硝基芳香化合物等)的萃取富集。本发明采取下述技术方案
本发明所述的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料的结构式为
权利要求
1.一种四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料，其特征在于具有如下结构式
2.制备如权利要求1所述的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料的方法，其特征在于，通过如下步骤实现先以3-氨丙基三乙氧基硅烷与活化硅胶在甲苯及N2保护下回流反应制得3-氨丙基三乙氧基硅烷化硅胶；然后在无水碳酸钾及无水N，N- 二甲基甲酰胺存在下，N2保护下，将3-氨丙基三乙氧基硅烷化硅胶与四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪加热反应，制得四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料。
3.如权利要求2所述的制备四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料的方法，其特征在于，所述的活化硅胶为粒径40-60um的活化硅胶。
4.根据权利要求1所述的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料的应用，其特征在于，将其用于环境水样中金属离子或/和有机化合物的萃取富集。
5.根据权利要求4所述的四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料的应用，其特征在于，金属离子优选铜离子；有机化合物优选多环芳烃。
全文摘要
本发明公开了一种四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料及其制备方法和应用。具有如下结构式其制备方法先以氨丙基三乙氧基硅烷修饰硅胶，制得氨基硅胶，然后将氨基硅胶与四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪反应，即可制得四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取材料。采用本方法合成的键合材料具有键合量较高，键合层稳定，适用面较广等特点。该填料可以从水中同时萃取有机物和二价无机铜离子，对多环芳烃和Cu2+的回收率达到90%，富集倍数达到500倍，该材料可多次反复使用，具有良好的推广应用前景。
文档编号C02F1/26GK103007905SQ20121045899
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者张书胜, 赵文杰, 常红, 蒋琼, 邓志芬, 卢静 申请人:郑州大学