一種高分子型反相色譜固定相及其製備方法
2023-10-08 07:55:54
專利名稱：一種高分子型反相色譜固定相及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一類反相色譜固定相及其製備方法，特別涉及一系列不同化學結構高分子型反相色譜固定相及其製備方法。
背景技術：
反相色譜分離法是基於溶質，極性流動相和非極性固定相表面間的疏水效應建立的一種色譜模式。在高效液相色譜中這是應用面最廣的一種分離模式。在醫藥品中，絕大多數的產品分析是用這方法完成，在農業、醫藥、生物工程、食品和環境科學領域獲極為廣泛應用。眾多與人類生活有關的有機化合物可以用反相色譜法來分離和製備。反相色譜固定相是反相色譜法的心臟，大多為多孔型化學鍵合烷基矽球固定相，例如C18-烷基、C8烷基、C4烷基化學鍵合矽球固定相，也用苯基、硝基、腈基、丙腈基化學鍵合矽球作固定相(鄒漢法、張王奎、盧佩章、「高效液相色譜法，科學出版社」，2001年，P.7、P.141-160)。作為分析用反相色譜固定相是其粒度在0.01mm範圍、或0.005mm範圍、或0.003mm範圍內窄粒級分布的微粒群，製備色譜用化學鍵合型反相色譜法固定相其粒度範圍在0.02-0.045mm、或在0.045-0.070mm、或0.071-0.14mm範圍內。
化學鍵合矽球反相色譜固定相的柱結構穩定、柱效能高，在色譜過程中填料機械強度好，分離重現性好，在不受樣品汙染的條件下，它有較長的使用壽命。然後它也是有幾個缺陷(1)化學穩定性局限，只能在PH2-9範圍內使用，不能用帶強酸或強鹼的溶液進行再生，一但受樣品汙染很難再生，從而影響其壽命；(2)它製備要求昂貴的矽醚化試劑，致使製備過程條件複雜，生產成本高，因此價格較昂貴；(3)在製備級化學鍵合矽球固定相中，常含有殘留矽羥基，易產生不可逆吸附，影響產品收率。因此，以上不足限制了化學鍵合矽球固定性在大規模製備色譜中廣泛使用。
發明內容
本發明的目的為克服化學鍵合矽球鍵合固定相的不足，提供了一種用常用化工材料為原料，製備方法簡單，易於工業化的高分子型反相色譜固定相及其製備方法。
本發明的一個目的是提供一種高分子型反相色譜固定相本發明的另一個目的是提供所述高分子型反相色譜固定相的製備方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現一種高分子型反相色譜固定相，其特徵在於是按以下方法製備而成A在交聯劑中，任選的加入(或不加)單活性雙鍵化合物，使之配成聚合單體，其中交聯劑與單活性雙鍵化合物的重量比為100∶0-15∶85；B、在A步驟配成的聚合單體中加入惰性致孔劑和自由基引發劑，混合均勻組成油相，其中聚合單體與惰性致孔劑和自由基引發劑的重量比為80∶20∶0.2-30∶70∶6；C、在含有5-35％(重量)鹽析劑的水溶液中加入懸浮穩定劑，使懸浮穩定劑的濃度為0.2-5％(重量)，充分混合配成水相；D、油相與水相的體積比為1∶1-1∶15，在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用蒸餾法或/和溶劑洗滌法除去致孔劑和其它微珠孔內雜質，得到多孔型高分子微珠；E、對得到的多孔型高分子微珠進行粒徑分級，得到珠粒大小在0.01-0.3mm範圍內各段窄粒分布的珠粒，其孔特徵為比表面積範圍為20-800m2/g；孔度範圍10-75％；孔徑分布範圍20-1000A°，其外觀為珠粒大小在0.01-0.3mm粒度範圍內，這些窄粒度分布的多孔型高分子微珠可以分別作為反相色譜固定相。
所述的交聯劑包括二乙烯基苯、工業二乙烯基苯、三乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、雙甲基丙烯酸乙二醇酯、雙甲基丙烯酸聚乙二醇酯、衣康酸雙烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙基酯、三聚氰酸三烯丙基酯中的一種或幾種混合物，優選，所述的交聯劑包括二乙烯基苯、工業二乙烯基苯、三乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、雙甲基丙烯酸乙二醇酯、雙甲基丙烯酸聚乙二醇酯，更優選，所述的交聯劑包括、工業二乙烯基苯、雙甲基丙烯酸聚乙二醇酯。
所述的單活性雙鍵化合物包括苯乙烯、乙基苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲氧基甲基丙烯醯胺中的一種或幾種混合物，優選，所述的單活性雙鍵化合物包括苯乙烯、乙基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈，更優選，所述的單活性雙鍵化合物包括苯乙烯、丙烯酸甲酯。
所述的惰性致孔劑包括脂肪族烴類(＞C7)、芳香烴、120#溶劑汽油、200#溶劑汽油、C4-C8脂肪醇、脂肪酯(總碳原子＞C6)和脂肪酮(＞C6)中的一種或幾種混合物，優選，所述的惰性致孔劑包括脂肪族烴類(＞C7)、C4-C8脂肪醇。
所述的自由基引發劑為過氧化二苯甲醯、偶氮二異丁腈、過氧化二月桂醯，優選，過氧化二苯甲醯、偶氮二異丁腈。
所述鹽析劑包括氯化鈉、氯化鈣、磷酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種混合物。優選，所述鹽析劑包括氯化鈉、硫酸鹽。
所述懸浮穩定劑包括聚乙烯醇、明膠、羧甲基纖維素、澱粉中的一種或幾種混合物。優選，聚乙烯醇。
本發明的一種高分子型反相色譜固定相的製備方法，包括以下步驟；A在交聯劑中，任選的加入(或不加)單活性雙鍵化合物，使之配成聚合單體；B、在A步驟配成的聚合單體中加入惰性致孔劑和自由基引發劑，混合均勻組成油相；C、在含有鹽析劑的水溶液中加入懸浮穩定劑，充分混合配成水相；D、在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用蒸餾法或/和溶劑洗滌法除去致孔劑和其它微珠孔內雜質，得到多孔型高分子微珠，這些微珠的粒度範圍為0.005-0.3mm；E、對得到的多孔型高分子微珠進行粒徑分級，得到各段窄粒度分布的珠粒，這些窄粒度分布的多孔型高分子微珠可以分別作為反相色譜固定相。
本發明的高分子型反相色譜固定相為具有較規整球狀的多孔型高分子微珠，具有反相色譜固定相的基本性質。經使用本發明高分子型反相色譜固定相進行色譜分離驗證，表明這些多孔型高分子微珠作反相色譜的固定相時，其孔結構穩定，在分離中在加壓洗脫條件下，這些微珠不破碎，吸附-解吸過程快速，與相同粒度化學鍵合矽球固定相比有相近的柱效能和相近的分離度。它們可以在PH1-14範圍內使用，其中幾類固定相可以用強酸、強鹼溶液再生，其化學穩定性和柱壽命優於化學鍵合矽球固定相。本發明所提供的高分子型反相色譜固定相，可使用於大規模製備醫藥原料藥，天然藥物的分離和純化製備，也可用於生物領域和環境試樣中微量物質的富集和製備。它們是化學鍵合矽球固定相的在大規模製備反相色譜中的補充品或替代品。
具體實施例方式
以下採用實施例具體說明本發明的一種高分子型反相色譜固定相及其製備方法。
實施例1A在容器內，將280g二乙烯基苯和290g乙基乙烯基苯加入到120g甲基苯乙烯中，攪拌均勻使之配成聚合單體；B、在A步驟配成的聚合單體中加入300g正庚醇和3.5g過氧化二苯甲醯混合均勻，組成油相；C、在裝有高速攪拌器的反應器內，將15明膠和150g氯化鈉加入到3000g水中，加熱攪拌充分混合配成水相；D、將油相加入到水相中，在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-65℃保持8小時，然後緩慢升溫至100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用水蒸汽蒸出致孔劑，用丙酮洗去殘留溶劑和其它雜質，得到多孔型高分子微珠；E、用篩分法分級，得粒度為0.3-0.2mm，0.2-0.13mm，0.13-0.074mm，0.074-0.40mm，0.40-0.030mm，0.030-0.010mm的六組微珠，均可作為不同用途的反相色譜固定相，其化學結構為烷基苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，此類多孔微粒比面範圍500-550m2/g，孔度範圍35-40％，孔分布為30-1000A°範圍。
實施例2A在容器內，將280g二乙烯基苯和290g乙基乙烯基苯加入到120g苯乙烯中，攪拌均勻使之配成聚合單體；B、在A步驟配成的聚合單體中加入300g 2-乙基己醇和7g偶氮二異丁腈混合均勻，組成油相；C、在裝有高速攪拌器的反應器內，將15g聚乙烯醇和200g氯化鈣加入到3000g水中，攪拌加熱充分混合配成水相；D、將油相加入到水相中，在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-65℃保持8小時，緩慢升溫至100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用水蒸汽蒸出致孔劑，用丙酮洗去殘留溶劑和其它雜質，得到多孔型高分子微珠；E、用篩分法分級，得粒度和實施例1近似的六組窄粒度分布的微珠，均可作為不同用途的反相色譜固定相，其化學結構為苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，其孔結構與本發明實施例1產品相近。
實施例3裝置、水相的組成與本發明實施例1相同，油相組成為300g雙甲基丙烯酸乙二醇酯、200g衣康酸雙烯丙基酯、95g甲基丙烯酸甲酯、400g甲苯、6g偶氮二異丁腈，操作步驟及條件與本發明實施例1相同，得到多孔型高分子微珠；用篩分法分級，分別得到粒度0.3-0.2mm，0.2-0.13mm，0.13-0.074mm，0.074-0.04mm，0.04-0.03mm，0.03-0.01mm粒徑的五組多孔微珠，其化學結構為交聯聚甲基丙烯甲酯型共聚物，孔結構為比表面積100-120m2/g，孔度40-50％，孔徑分布50-800A°，這些組微珠可分別作反相色譜固定相。
實施例4裝置、水相的組成與本發明實施例1相同，油相組成為300g雙甲基丙烯酸二縮乙二醇酯，100g三聚異腈酸三烯丙基酯，194g丙烯酸甲酯，6g偶氮二異丁腈，300g乙酸丁酯，100g200#溶劑汽油，操作步驟及條件與本發明實施例2相同，得到多孔型高分子微珠；用篩分法分級，分別得到不同粒度的多孔微珠組，其化學結構為交聯聚丙烯酸甲酯型共聚物，其孔結構為其比表面積為100-120m2/g，孔度為45-50％，孔徑分布範圍40-800A°，各個組的多孔微珠均可作為反相色譜固定相。
實施例5裝置、水相的組成與本發明實施例2相同，油相組成400g三聚氰酸三烯丙酯，150g丙烯酸丁酯，44g工業二乙烯苯，200g二乙基乙基醇，200g庚烷，6g偶氮二異丁腈，操作步驟及條件與本發明實施例2相同，得到多孔型高分子微珠；按篩分法分級得到六組不同粒度的多孔微珠，其化學結構為聚丙烯酸丁酯一三聚氰酸三烯丙酯一二乙烯基苯共聚物。其孔結構與本發明實施例4產品相近，各個組的多孔微珠可分別作為反相色譜固定相。
實施例6裝置、水相的組成與本發明實施例1相同，油相組成245g工業二乙烯苯，150g三聚異氰酸三烯丙酯，200g丙烯腈，5g過氧化二苯甲醯，300g環己酮，100g庚烷。操作步驟及條件與本發明實施例1相同，得到多孔型高分子微珠；用篩分法分級，得到六組不同粒度的多孔微珠，其化學結構為三聚異腈酸一二乙烯苯一丙烯腈共聚物或稱交聯聚丙烯腈共聚物，其孔結構與本發明實施例5產品相近，可分別作反相色譜固定相。
實施例7裝置、水相的組成與本發明實施例1相同，油相組成為144g工業二乙烯基苯，250g雙甲基丙烯酸乙二醇酯，200g乙烯基乙酸酯，6g偶氮二異丁腈，200g異辛烷，200g 2-乙基己醇。操作步驟及條件與本發明實施例1相同，用篩分法分級，得到六組不同粒度多孔型高分子微珠；其化學結構為雙甲基丙烯酸乙二醇酯一二乙烯基苯一乙烯基醋酸共聚物，或稱交聯聚乙烯基醋酸酯共聚物，其孔結構與本發明實施例3產品相近，可分別作反相色譜固定相。
實施例8A在容器內，將250g雙甲基丙烯酸乙二醇酯和145g工業二乙烯苯加入到100甲氧基甲基丙烯醯胺中攪拌均勻，使之配成聚合單體；B、在A步驟配成的聚合單體中加入5g過氧化二苯甲醯，500g甲苯，混合均勻，組成油相；C、在裝有高速攪拌器的反應器內，將300g氯化鈉、15g明膠和50g磷酸氫二鈉加入到3000g水中，攪拌加熱充分混合配成水相，用適量的氫氧化鈉將水相PH調至PH7.5；D、將油相加入到水相中，在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-65℃保持8小時，緩慢升溫至100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用水蒸汽蒸出致孔劑，用丙酮洗去殘留溶劑和其它雜質，得到多孔型高分子微珠；E、用篩分法分級，得六組不同粒度的多孔微珠，均可作為不同用途的反相色譜固定相，其化學結構為聚雙甲基丙烯酸乙二醇酯一二乙烯基苯一甲氧基甲基丙烯醯胺共聚物，又稱交聯甲基丙烯醯胺共聚物。其孔結構與本發明實施例3產品接近。
實施例9裝置、水相的組成與本發明實施例8相同，油相組成為200g衣康酸雙烯丙基酯，295g工業二乙烯基苯，300g丁酸乙酯，200g120#汽油，5g過氧化二苯甲醯。操作步驟及條件與本發明實施例8相同，得到多孔型高分子微珠；用篩分法分級，得到六組窄粒分布的多孔微珠，其化學結構為交聯聚衣康酸雙烯丙基酯共聚物，其孔結構與實施例2產品相近，可分別作為反相色譜固定相。
實施例10裝置、水相的組成與本發明實施例8相同，油相組成為200g三聚異氰酸三烯丙基酯，295g工業二乙烯苯，5g過氧化二苯甲醯，300g正辛醇，操作步驟及條件與本發明實施例8相同，得到多孔型高分子微珠；用篩分法進行粒度分級，得到六組窄粒度分布的多孔微珠，其化學結構為交聯聚三聚異氰酸三烯丙基酯共聚物型多孔微珠。每組微珠均可作反相色譜固定相。其孔結構與實施例2產品相近。
以下是本發明一種高分子型反相色譜固定相的效果實例；效果實例1用本發明實施例1所得的粒度範圍為0.07-0.040mm固定相，裝成Ф40×900mm色譜床的色譜柱，用95％乙醇平衡色譜柱，將負載有10g番茄乙酸乙酯提取物的(番茄紅素含量62％)的硅藻土20g置於柱頭，用95％乙醇/二氯甲烷混合液作洗脫液進行梯度洗脫，濃度體積比從95∶5升至50∶50，分步收集洗出液，進行HPLC分析，收集含番茄紅素餾分，將其進行真空蒸餾除去溶劑，得5.5g番茄紅素純品，濃度為99.1％，收率為88％。
效果實例2用本發明實施例2所得的粒度範圍為0.04-0.03mm的固定相，裝成Ф40×900mm色譜床的色譜柱，用95％乙醇平衡色譜柱，將負載有10g番茄乙酸乙酯提取物的(番茄紅素含量62％)的硅藻土20g置於柱頭，用95％乙醇/二氯甲烷混合液作洗脫液進行梯度洗脫，濃度體積比從95∶5升至50∶50，分步收集洗出液，進行HPLC分析，收集含番茄紅素餾分，將其進行真空蒸餾除去溶劑，得5.8g番茄紅素純品，濃度為99.5％，收率為93％。
效果實例3用本發明實施例3所得的0.20-0.13mm粒度的固定相，裝成Ф40×950mm色譜床的色譜柱，用丙酮清洗後，用水衝洗，將10g粗克林黴素磷酸酯(純度90％)溶於水中進樣，用丙酮/水緩衝溶液作淋洗劑，作梯度洗脫，濃度體積比從20∶80升至60∶40分步收集液出物，收集克林黴素磷酸酯餾分，蒸餾除去溶劑用二氯乙烷萃取，在將有機相濃縮結晶得到純品克林黴素磷酸酯8.3g，純度98％，產率90％。
效果實例4-13見表1，將實施例3中的固定相用表1中所述的固定相代替，其它條件和操作步驟與實施例3相同。實驗結果如表1所示
權利要求
1.一種高分子型反相色譜固定相，其特徵在於是按以下方法製備而成A在交聯劑中，任選的加入或不加入單活性雙鍵化合物，使之配成聚合單體，其中交聯劑與單活性雙鍵化合物的重量比為100∶0-15∶85；B、在A步驟配成的聚合單體中加入惰性致孔劑和自由基引發劑，混合均勻組成油相，其中聚合單體與惰性致孔劑和自由基引發劑的重量比為80∶20∶0.2-30∶70∶6；C、在含有5-35％重量百分比鹽析劑的水溶液中加入懸浮穩定劑，使懸浮穩定劑的濃度為0.2-5％重量百分比，充分混合配成水相；D、油相與水相的體積比為1∶1-1∶15，在高速攪拌下使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用蒸餾法或/和溶劑洗滌法除去致孔劑和其它微珠孔內雜質，得到多孔型高分子微珠；E、對得到的多孔型高分子微珠進行粒徑分級，得到珠粒大小在0.01-0.3mm範圍內各段窄粒分布的珠粒，其孔特徵為比表面積範圍為20-800m2/g；孔度範圍10-75％；孔徑分布範圍20-1000A°，其外觀為珠粒大小在0.01-0.3mm粒度範圍內，這些窄粒度分布的多孔型高分子微珠可以分別作為反相色譜固定相。
2.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的交聯劑包括二乙烯基苯、工業二乙烯基苯、三乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯、雙甲基丙烯酸乙二醇酯、雙甲基丙烯酸聚乙二醇酯、衣康酸雙烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙基酯、三聚氰酸三烯丙基酯中的一種或幾種混合物。
3.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的單活性雙鍵化合物包括苯乙烯、乙基苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈、甲氧基甲基丙烯醯胺中的一種或幾種混合物。
4.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的惰性致孔劑包括脂肪族烴類碳原子＞C7、芳香烴、120#溶劑汽油、200#溶劑汽油、C4-C8脂肪醇、脂肪酯總碳原子＞C6和脂肪酮＞C6中的一種或幾種混合物。
5.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的自由基引發劑為過氧化二苯甲醯、偶氮二異丁腈、過氧化二月桂醯。
6.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的鹽析劑包括氯化鈉、氯化鈣、磷酸鹽、硫酸鹽中的一種或幾種混合物。
7.根據權利要求1所述的一種高分子型反相色譜固定相，其中所述的懸浮穩定劑包括聚乙烯醇、明膠、羧甲基纖維素、澱粉中的一種或幾種混合物。
8.根據權利要求1所述一種高分子型反相色譜固定相的製備方法，其包括以下步驟；A在交聯劑中，任選的加入或不加入單活性雙鍵化合物，使之配成聚合單體；B、在A步驟配成的聚合單體中加入惰性致孔劑和自由基引發劑，混合均勻組成油相；C、在含有鹽析劑的水溶液中加入懸浮穩定劑，充分混合配成水相；D、在高速攪拌下，使油相充分地分散到水相中形成粒徑小於0.3mm微液珠，加熱60-100℃進行自由基共聚合反應，生成堅實的共聚物微珠，反應完成後濾出微珠，用蒸餾法或/和溶劑洗滌法除去致孔劑和其它微珠孔內雜質，得到多孔型高分子微珠；E、對得到的多孔型高分子微珠進行粒徑分級，得到各段窄粒分布的珠粒，這些窄粒度分布的多孔型高分子微珠可以分別作為反相色譜固定相。
9.根據權利要求1所述一種高分子型反相色譜固定相在製備色譜和工業色譜中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種反相色譜固定相及其製備方法，特別涉及一系列不同化學結構高分子型反相色譜固定相及其製備方法。本發明的高分子型反相色譜固定相具有較規整球狀的多孔型高分子微珠，具有反相色譜固定相的基本性質。經使用本發明反相色譜固定相進行色譜分離驗證，表明這些多孔型高分子微珠作反相色譜的固定相時，其孔結構穩定，在分離中在加壓洗脫條件下，這些微珠不破碎，吸附－解吸過程快速，與相同粒度化學鍵合矽球固定相比有相近的柱效能和相近的分離度。本發明所提供的高分子型反相色譜固定相，可使用於大規模製備醫藥原料藥，天然藥物的分離和純化製備，也可用於生物領域和環境試樣中微量物質的富集和製備。
文檔編號B01J20/281GK1987453SQ20061005752
公開日2007年6月27日 申請日期2006年3月13日 優先權日2005年12月19日
發明者劉開祿, 袁斯鳴, 劉進, 劉譁 申請人:劉開祿