混合型烷基键合硅胶液相色谱固定相的合成与性能评价_图文

1、1999年8月CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED CHEMISTR YAug.1999混合型烷基键合硅胶液相色谱固定相的合成与性能评价冯钰达世禄王忠华(武汉大学化学学院武汉430072摘要用C8C13混合烷基三乙氧基硅烷和自制球形硅胶合成了混合型烷基键合硅胶液相色谱固定相,根据元素分析测得该固定相含量为5121%;考察了该固定相对多环芳烃和取代基位置异构体的色谱分离性能.关键词液相色谱,混合型烷基键合硅胶,多环芳烃,取代基位置异构体目前药学、生物医学、生物化学及环境中的分离分析工作的80%是由高效液相色谱完成1.在所用的液相色谱固定相中,使用频率最高的仍为C18、C8、其

2、它短链烷基及芳香基键合硅胶固定相.国内的高效液相色谱应用情况基本相似,但遗憾的是固定相主要依赖进口.因此,开发性能优良价格底廉的液相色谱固定相具有十分重要的意义.烷基键合硅胶固定相中的烷基链长不仅影响固定相样品容量,而且影响溶质的保留值及其选择性.已有研究表明,链长在C2C12之间时,选择性随链长的增加而增高;当链长大于C12时,选择性趋于恒定2.但是未见有关混合烷基键合硅胶固定相色谱分离性能的研究报告.C8C13混合烷基三乙氧基硅烷是一种由石油尾气中的混合烯烃经硅氢加成得到的廉价硅偶联剂.我们采用该廉价硅偶联剂及自制球形硅胶制备了混合型烷基键合硅胶液相色谱固定相;考察了其色谱性能,并与进口固

3、定相Z orbax ODS进行比较.结果表明所合成的固定相具有较高的色谱分离性能.1实验部分1.1试剂与仪器自制球形硅胶(平均粒径5m,比表面积210m2/g;C8C13烷基三乙氧基硅烷(C12约为50%,其余为其他链长且含量相当,武汉大学化工厂;Z orbax ODS(粒径5m,Du Pont;二次蒸馏水;其它试剂均为国产分析纯.MOD1106元素分析仪;日立X2650扫描电镜;高效液相色谱仪由LC210AD泵、SPD210A紫外2可见可调波长检测器(岛津、Rheodyne7125进样器、Type 3066记录仪(四川仪表四厂组成;岛津LC26A泵用于装柱.112固定相的合成210g经6mo

4、l/L HCl活化后的干燥硅胶,悬浮于80mL无水甲苯中,加入210mL C8 C13烷基三乙氧基硅烷和3滴三乙胺,在氮气气氛中,120加热搅拌反应24h,待冷至室温后,抽滤,分别用甲苯、乙醚、丙酮、甲醇、水洗涤多次,120下真空干燥2h后称重,得212g 产品.1.3色谱条件混合烷基键合硅胶和Z orbax ODS制成匀浆,借助LC26A液相色谱泵分别装入150mm×416mm不锈钢柱中.甲醇2水混合溶剂为流动相,经过滤、超声波脱气后使用.流动相流速为1998211230收稿,1999205210修回教育部留学回国人员基金和湖北省自然科学基金资助项目(97J024110mL/min

5、 ,样品用甲醇溶解.2结果与讨论烷基键合固定相的疏水性主要取决于烷基键合量和烷基链长度.元素分析结果表明,本图1混合烷基键合硅胶的扫描电镜图文合成的混合烷基键合硅胶固定相的含碳量为5121%,小于Z orbax ODS 的9181%,可以预见混合烷基键合硅胶固定相的疏水性将小于Z or 2bax ODS.由混合烷基键合硅胶固定相扫描电镜图(图1可见该烷基键合硅胶为球形且粒度分布较窄.以体积比为80%的甲醇2水为流动相,甲苯为溶质,在流速为110mL/min 条件下,测得混合烷基键合硅胶固定相和Z orbaxODS 柱的理论塔板数分别为30000/m 和29000/m ,两者柱效相当,但前者的渗

6、透略小于后者,可能是由于混合烷基键合硅胶固定相混杂有少量的细颗粒(如图1所致.我们考察了流动相中甲醇含量(5%60%对多环芳烃、硝基苯酚、及苯胺和甲基苯胺在混合烷基键合硅胶固定相上保留值的影响.除胺类化合物的保留值与甲醇含量呈直线变化外,其余2组化合物则表现为曲线关系,前者满足Snyder 等提出的线性方程3,而后者与Schoenmakers 等提出的多项式4拟合较好.虽然经过20多年的研究,已提出多种模型解释反相液相色谱中流动相有机改性剂含量对溶质保留的影响5,6,但迄今为止没有一种模型可以解释所有的反相液相色谱行为,这可能与这些模型未能完全概括溶质与色谱固定相和流动相之间的分子间相互作用有

7、关7.图2多环芳烃在混合烷基键合硅胶(a 和Z orbax ODS (b 上的分离图流动相:V (甲醇¬V (水为(a 50¬50;(b 80¬20;流速:110mL/min1.苯;2.甲苯;3.萘;4.联苯;5.菲;6.蒽为了评价混合烷基键合硅胶固定相的色谱分离性能,分别考察了多环芳烃和吡啶在混合烷基键合硅胶固定相和Z orbax ODS 固定相上的分离.如图2所示,多环芳烃在混合烷基键合硅胶固定相上的分离略好于Z orbax ODS 柱,出峰顺序相同.图2a 所用流动相中的甲醇含量65应用化学第16卷烷基键合硅胶反相液相色谱分离位置异构体一般比较困难.我们考察

8、了硝基苯酚异构体、甲基苯胺异构体、硝基苯胺异构体在混合烷基键合硅胶固定相上的分离.在体积比为5%的甲醇2水流动相条件下,硝基苯酚异构体和甲基苯胺异构体得到较好的分离,而硝基苯胺异构体未能实现较好的分离.由于甲基苯胺为碱性化合物,故表现出较严重的色谱峰拖尾.参考文献1Buszewski B ,Jesierska M ,Welniak M et al.High Resol Chrom atogr ,1998,21:2672Kriotulovic A M ,Brown P R.Reversed 2Phase High 2Performance Liquid Chromatography.New Y

9、ork :JohnWiley and S ons ,19923Snyder L R ,Dolan J W ,G ant J R.J Chrom atogr ,1979,165:3,314Schoenmakers P J ,Tijssen R.J Chrom atogr ,1993,656:5775Valko K ,Snyder L R ,G lajch J L.J Chrom atogr A ,1993,656:5017冯钰钅奇.色谱,1991,9:369Preparation and Evalu ation of Mixedalkyl 2BondedSilica for R eversed

10、2Phase Liquid Chrom atographyFeng Yuqi 3,Da Shilu ,Wang Zhonghua(Depart ment of Chem ist ry ,W uhan U niversity ,W uhan 430072Abstract A mixedalkyl (C 8C 13bonded silica for reversed 2phase liquid chromatography was prepared through the reaction of alkyl (C 8C 13triethoxysilanes with silica of average particle size 5m and surface area 210m 2/g.The carbon content of the mixedalkyl bonded silica was 5121%by elemental analysis.The effects of the fixed phase on the chromatographic separation of poly 2cyclic aromatic hydrocarbons and aromatic substituent isome