专利名称：一种高效液相色谱手性固定相的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高效液相色谱手性固定相及其制备方法，具体地说，本发
明涉及一种含(l&2^-环己二胺的有机-无机杂化介孔材料基固定相及其制备方法。
背景技术：
随着对手性药物需求的不断增加，手性药物对映体的分析、分离和制备成 为研究的热点。国际上最常用的手性药物对映体拆分方法是化学法、酶法拆分 和色谱法。与化学方法和酶法拆分相比较，色谱法由于具有回收率高，重复性 好、选择性好、操作简单、成本低以及开发时间短等优点而倍受人们青睐。目 前液相色谱中使用较为普遍的是键合固定相。其制备采用后嫁接的方法，即通 过硅胶表面的硅羟基先与偶联剂反应，然后将有机官能团引入材料的表面。该 方法过程复杂，反应条件苛刻，由于作为载体的多孔二氧化硅表面硅羟基的数 量有限，从而限制了有机官能团的负载量，并且通过嫁接法制备的材料中有机 官能团的分布难以控制。另一方面，以纯二氧化硅为载体的固定相化学稳定性 差(应用范围2.5〈pIK7.5)，也是一直困扰研究人员的一个难题。为此，研究人 员一直在探索合成高比表面积，高化学稳定性的色谱固定相。研究发现，骨架 中含有机基团的有机-无机杂化材料可以大大提高材料的化学稳定性、水热稳定 性和机械稳定性(文献1. K. D. Wyndham, J. E. 0'Gara^ T. H. Walter, K. H. Glose, N. L. Lawrence, B. A. Aldei^ G S. Izzo, C.丄Hudalla^ R C. IraneA Anal. Chem. 2003,75: 6781;文献2. G R. Zhu^ Q. H. Yang^ D. M. Jiang, J. Yang^ L. Zhan^ Y. Li， C. Li, J.
Chromatogr. A 2006, 1103, 257)。有机-无机杂化介孔材料以有机基团桥键的硅酯 [(OR)3SiR'Si(OR)3]为硅源水解縮聚制备而成。该材料不仅骨架中含有机官能团， 而且具有大比表面和有序可调的孔径，是一类具有广泛应用前景的色谱固定相。 与传统固定相的制备方法相比(嫁接法)，该种桐—料的制备过程简单，有机基团 的负载量及其在骨架中的分布可控。有机-无机杂化介孔材料微球因其自身含有 机官能团可直接作为固定相应用于色谱分离。但成功的合成单一分散、粒度均 一的球形有机-无机介孔材料的例子并不多见，尤其通过 -步合成的方法制备骨 架中含手性官能团的有机-无机杂化介孔材料并将其直接作为手性固定相应用于 色谱分离中的工作尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种新型高效液相色谱手性固定相——含 (l&2外环己二胺的有机-无机杂化介 L材料及其制备方法。
本发明具体提供了一种高效液相色谱手性固定相，其特征在于该手性固
定相是以键合在介孔骨架中的(li^2尺)"环己二胺作为手性选择剂的，含(1尺2巧-
环己二胺的有机-无机杂化介孔材料。
本发明高效液相色谱手性固定相是，以l， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺 和l， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷作为硅源，以碱作为水解催化剂，以醇作为有 机添加剂，以阳离子表面活性剂作为模板剂，以长链胺作为扩孔剂，通过一步 水热共縮聚的方法直接合成的。
本发明还提供了上述高效、液相色谱手性固定相的制备方法，其特征在于
——^^表面活性剂添加到碱和醇的水溶液中，在30-6(TC下，搅拌溶解得透 明溶液；—将混合均匀的l， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺和l， 2-二(三甲氧
基硅基)乙烷滴加到上述反应液中，在室温下搅拌0"50分沐
——^每上述反应液转到反应釜中，在60-120'C静置水热反应12-30小时； ——过滤，用去离子水充分洗涤，千燥； ——用含盐酸的乙醇脱除模板剂，干燥。 其中的,自氢氧化钠皿氧化钾；
醇选自甲醇、乙醇、正丙醇之一种或多种； 表面活性剂为C=16,18或22的碳链长度的阳离子表面活性剂。 本发明高效液相色谱手性固定相的制备方法中，所述表面活性剂最好选择 为N-三甲基十八烷基氯化铵，碱最好选择为氢氧化钠，醇最好选择为乙醇。
本发明高效液相色谱手性固定相的制备方法中，还可以进一步将所得有机-无机杂化介 L材料悬浮于含有长链胺的水溶液中，在室温下搅拌30^60分钟，于 120-13(TC静置3天。所述长链胺选择为N-二甲基长链胺，加入量为(质量比):
含模板剂的杂化材料N-二甲基长链胺7K=1.0: 1.0-1.5: 4.0。
本发明提供的上述含(W，2i^环己二胺的有机-无机杂化介孔材料的合成路
线为
<formula>formula see original document page 6</formula> 本发明首次使用1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺和1， 2-二 (三甲氧基硅 基)乙烷为硅源通过简单的水解縮聚制备高效液相色谱手性固定相。本发明中的 新型高效液相色谱手性固定相——含(l尺2R)-环己二胺的有机-无机杂化介孔材 料具有如下优点制备过程简单；手性官能团(l尺2"-环己二胺是以共价键的方 式键合在材料的骨架中，手性基团的掺總高；材料具有高比表面积(1(XXM00 m2/g)和均匀可调的孔径(在2 10nm之间可调变)。通过简单地改变硅酯的量 可以调控球形材料的粒径大小。fflil热处理的方法可以调变材料的孔径大小，在 进行热处理调孔的过程中，材料的形貌和粒度都没发生变化。以键合于材料骨架 中的(l尺2巧-环己二胺作为手性选择剂，有机-无机杂化介孔材料可以作为高效液 相色谱的手性固定相。在分离联萘酚时发现，本发明的有机-无机杂化介孔材料 具有高分离效率和高载样量。因此，本发明的新型手性固定相可能在帝ij备色谱或 半制备色谱上有广泛的应用前景。
图1为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面活性剂7jC:氢氧化钠无水乙醇=0.3: 0.7: 0.6:
353.60: 2.36: 25.78制备得到的有机-无机杂化介孔材料的扫描电镜照片；
图2为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙垸表面活性剂水氢氧化钠无水乙醇=0.3: 0.7: 0.6:
353.60: 2.36: 25.78制备得到的有机-无机杂化介孔材l射广孔后的N2吸附等温线 曲线；
图3为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面活性剂7iC:氢氧化钠无水乙醇=0.3: 0.7: 0.6:
353.60: 2.36: 25.78制备得到的有机-无机杂化介孔材料扩孔后的孔径分布曲线； 图4为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二
(三甲氧基硅基)乙烷表面活性剂水氢氧化钠无水乙醇=0.5: 0.5: 0.6:
353.60: 2.36: 25.78制备得到的有机-无机杂化介孔材料的扫描电镜照片；
图5为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面活性剂水氢氧化钠无水乙醇=0.5: 0.5: 0.6:
353.60: 236: 25.78制备得到的有t几-无纟几杂化介孔材料扩孔后的N2吸附等温线；
图6为原料各组分摩尔比为1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面活性剂水氢氧化钠无水乙醇=0.5: 0.5: 0.6:
353.60: 2.36: 25.78制备得到的有机-无秒L杂化介孔材料扩孔后孔径分布曲线； 图7为U，-二-2-联萘酚在本发明中的新性手性固定相(图1， 2， 3所示材
料)—有机-无机杂化介孔材料上的色谱拆分图。
图8为U'-二-2-联萘酚在本发明中的新性手性固定相(图4， 5， 6所示材
料)—有机-无机杂化介孔材料上的色谱拆分图。
具体实施例方式
以下的实施例是本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。 新型手性固定相含(1/^/ >环己二胺的有机-无机杂化介孔材料的具体合成
步骤如下
(1) 将N-三甲基十八烷基氯化铵添加到氢氧化钠和乙醇的水溶液中，在
30-60。C下，搅拌溶解得透明溶液，降至室温；
(2) 将混合均匀的l， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺和l， 2-二 (三甲氧 基硅基)乙烷滴加到步骤(1)所得的反应液中，在室温下搅拌10-50分钟；
(3) 将步骤(2)得到的反应液转到反应釜中，在60-12(TC静置水热反应 12-30小时；
(4) 过滤，用去离子水充分洗涤，干燥；
(5) 将(4)所得有机-无机杂化介孔材料悬浮于含有N-二甲基长链胺的水 溶液中，在室温下搅拌30^60分钟，于120-130。C静置3天；
(6) 过滤，用去离子水充分洗涤，干燥；
(7) 将(4)所得有机-无机杂化介孔材料和(6)所得扩孔后的双功能化有 机-无机杂化介孔材料悬浮于含浓盐酸的无水乙醇中，在50。C搅拌反 应6个小时，趁热过滤，用无水乙醇充分洗涤，干燥。
其中原料各组分摩尔比为
1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面 活性剂水氢氧化钠无水乙醇=(0.1^0.5): (().9"0.5): (0.6^0.9): 353: (2-2.36):
(25-35)0
实施例l:
称取1.04gN-三甲基十八烷基氯化铵添加到氢氧化钠(lM， 11.8 mL)、乙醇 (6.0mL)和水(20.0mL)的混合溶液中，在4(TC下，搅拌溶解得透明溶液。降至室 温，在剧烈搅拌下逐滴加入预先混合均匀的含l， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二 胺(1.02 g)和l， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷(1.08 g)的乙醇溶液，在室温下 继续搅拌30 ，，然后将反应液转移至反应釜中于8(TC静置16小时，趁热过 滤，用去离子水充分洗涤，干燥，得有机-无机杂化介孔材料，该材料具有粒度均 一的球形形貌(图l)。 实施例2:
取实施例l制备的材料1.0g分散于含1.25gN-二甲基癸胺的40.0g蒸馏7]C 中，在室温下搅拌30-60分钟，在120。C静置3天，冷却，过滤，用去离子水充 分洗涤，干燥。该材料的N2吸附等温线为典型的IV曲线，孔径分布最大值在 10nm左右(图2、 3)。
实施例3:
称取1.04gN-三甲基十八烷基氯化铵添加于氢氧化钠(lM， 11.8 mL)、乙醇(6 mL)和7jC(20.0mL)的混合溶液中，在4(TC下，搅拌溶解得透明溶液。降至室温， 在剧烈搅拌下逐滴加入预先混合均匀的含1， 2-二(三乙氧基硅基)环己二胺(1.70 g)和l， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷(0.74 g)的乙醇溶液，在室温下继续搅拌 30分钟，然后将反应液转移至反应釜中于8(TC静置16小时，趁热过滤，用去离 子水充分洗涤，^"燥，得有机-无机杂化介 L材料，该材料具有粒度均一的球形形 貌(图4)。
实施例4:
取实施例3制备的材料1.0g分散于含1.25 gN-二甲基癸胺的40.0 g蒸馏水 中，在室温下搅拌30>60脚，在12(TC静置3天，冷却，过滤，用去离子水充 分洗涤，干燥。该材料的N2吸附等温线为典型的IV曲线，孑L径分布最大值在6 nm左右(图5、 6)。
实施例5:
分别称取1.0g实施例l、 2、 3、 4合成的球取l尺,2i )-环己二胺功能化有机-无机杂化介孔材料悬浮于含 2.05 g36Yo浓盐酸的200 mL无水乙醇中，在50。C的 条件下搅拌反应6个小时。趁热过滤，用无水乙醇充分洗涤，干燥；制得以环己 二胺为手性选择剂的手性固定相。 实施例6:
用实施例5制备的固定相，匀浆法填充于不锈钢柱中，所得色谱柱用于分离
外消旋的U，-二-2-联萘酚。以乙腈为流动相，流速1.0 mL/min，检测波长 254nm
权利要求
1. 一种高效液相色谱手性固定相，其特征在于该手性固定相是以键合在介孔骨架中的(1R，2R)-环己二胺作为手性选择剂的，含(1R，2R)-环己二胺的有机-无机杂化介孔材料。
2、 按照权利要求l所述高效液相色谱手性固定相，其特征在于所述手性 固定相是，以1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺和1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷作为硅源，以碱作为水解催化剂，以醇作为有机添加剂，以阳离子表面活 性剂作为模板剂，通过一步水热共縮聚的方法直接合成的。
3、 一种按权利要求1所述高效液相色谱手性固定相的制备方法，其特征在于——将表面活性剂添加到碱和醇的水溶液中，在30-60℃下，搅拌溶解得透 明溶液；—将混合均匀的1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺和1， 2-二 (三甲氧 基硅基)乙烷的乙醇溶液滴加到上述反应液中，在室温下搅拌10-50分钟； —将上述反应液转到反应釜中，在60-12(TC静置水热反应12-30小时； ——过滤，用去离子水充分洗涤，干燥； ~~ffl含盐酸的乙醇脱除模板剂，干燥。 其中的 自氢氧化钠或氢氧化钾； 醇选自甲醇，乙醇或正丙醇；表面活性剂为016,18或22的碳链长度的阳离子表面活性剂。
4、 按照权利要求3所述高效液相色谱手性固定相的制备方法，其特征在于:所述表面活性剂选择为N-三甲基十八烷基氯化铵，碱选择为氢氧化钠，醇选择 为乙醇。
5、按照权利要求3所述高效液相色谱手性固定相的制备方法，其特征在于 1， 2-二 (三乙氧基硅基)环己二胺1， 2-二 (三甲氧基硅基)乙烷表面活性 齐!J:水氢氧化钠无水乙醇=(0.1-0.5): (0.9七.5): (0.6-0.9): 353: (2-2.36):(25-35)。
6、 按照权利要求3所述高效液相色谱手性固定相的制备方法，其特征在于: 将长链胺添加到蒸馏水中搅拌分散均匀，然后将水热合成后所得含模板剂的有 机-无机杂化介孔材料分散到上述溶液中，在室温下搅拌30 60分钟，于120-13(TC 静置2 4天。
7、 按照权利要求6所述高效液相色谱手性固定相的帝恪方法，其特征在于:所述长链胺选择为N-二甲基长链胺，加入量为，,质量比，含模板剂的杂化材料: N-二甲基长链胺水=1.0: 1.0-1.5: 4.0。
全文摘要
一种高效液相色谱手性固定相，其特征在于该手性固定相是以键合在介孔骨架中的(1R，2R)-环己二胺作为手性选择剂的，含(1R，2R)-环己二胺的有机-无机杂化介孔材料。本发明制备过程简单；手性官能团(1R，2R)-环己二胺是以共价键的方式键合在材料的骨架中，手性基团的掺杂量高；材料具有高比表面积(1000～500m<sup>2</sup>/g)和均匀可调的孔径(在2～10nm之间可调变)。通过简单地改变硅酯的量可以调控球形材料的粒径大小。通过热处理的方法可以调变材料的孔径大小，在进行热处理调孔的过程中，材料的形貌和粒度都没发生变化。以键合于材料骨架中的(1R，2R)-环己二胺作为手性选择剂，有机-无机杂化介孔材料可以作为高效液相色谱的手性固定相。在分离联萘酚时发现，本发明的有机-无机杂化介孔材料具有高分离效率和高载样量。因此，本发明的新型手性固定相可能在制备色谱或半制备色谱上有广泛的应用前景。
文档编号B01J20/281GK101204647SQ20061013494
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者朱桂茹, 灿 李, 杨启华 申请人:中国科学院大连化学物理研究所