２０１３年１１月Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１３
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ
Ｖｏｌ.３１Ｎｏ.１１１０３５~１０３９
ＤＯＩ:１０. ３７２４/ＳＰ.Ｊ.１１２３. ２０１３. ０６０２１
研究论文
一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备
及其在碱性化合物分离中的应用
沈从华１ꎬ２ꎬ㊀ 李㊀ 萍１ꎬ２ꎬ㊀ 唐㊀ 涛１ꎬ２ꎬ㊀ 孙元社２ꎬ３ꎬ㊀
(１. 南京理工大学工业化学研究所ꎬ江苏南京２１００９４ꎻ２. 大连依利特分析仪器有限公司ꎬ辽宁大连１１６０２３ꎻ３. 辽宁大连依利特分析仪器工程技术研究中心ꎬ辽宁大连１１６０２３)
摘要:以γ￣氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂ꎬ三聚氯氰为反应物ꎬ采用固液表面连续反应法ꎬ依次与乙二胺㊁ 十二酰氯进行亲核取代反应ꎬ制备了一种嵌入三嗪环酰胺极性基团的新型反相色谱固定相ꎬ并采用元素分析法进行了表征ꎮ用制备的固定相装填色谱柱ꎬ以商品化Ｃ１８色谱柱作为参考ꎬ对比考察了碱性化合物的分离情况ꎮ结果表明ꎬ极性三嗪环酰胺基团被成功地键合到硅胶表面ꎬ连续制备３次所得固定相的Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ含量的最大相对偏差均小于５％ꎬ说明制备工艺重现性良好ꎻ用制备的固定相装填的色谱柱分离５种苯胺类㊁４ 种吡啶类碱性化合物的选择性好ꎬ峰形对称ꎮ该结果为进一步推进该新型固定相的商品化提供了参考数据ꎮ关键词:液相色谱固定相ꎻ三嗪环酰胺ꎻ制备ꎻ应用ꎻ碱性化合物
中图分类号:Ｏ６５８㊀㊀ ㊀ 文献标识码:Ａ㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:１０００￣８７１３(２０１３)１１￣１０３５￣０５
雷㊀ 武１ꎬ㊀ 王风云１ꎬ㊀ 李㊀ 彤２ꎬ３∗
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅ
ａｎｄａｍｉｄｅｅｍｂｅｄｄｅｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎ
ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
ＳＨＥＮＣｏｎｇｈｕａ１ꎬ２ꎬＬＩＰｉｎｇ１ꎬ２ꎬＴＡＮＧＴａｏ１ꎬ２ꎬＳＵＮＹｕａｎｓｈｅ２ꎬ３ꎬ
(１. ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００９４ꎬＣｈｉｎａꎻ
２. ＤａｌｉａｎＥｌｉｔｅＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＤａｌｉａｎ１１６０２３ꎬＣｈｉｎａꎻ
３. ＬｉａｏｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＤａｌｉａｎＥｌｉｔｅＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓꎬＤａｌｉａｎ１１６０２３ꎬＣｈｉｎａ)
ＬＥＩＷｕ１ꎬＷＡＮＧＦｅｎｇｙｕｎ１ꎬＬＩＴｏｎｇ２ꎬ３∗
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｓｉｌｉｃａ￣ｂｏｎｄｅｄｒｅｓｅｒｖｅｄｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅｚｉｎｅꎬγ￣ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅꎬｅｔｈａｎｅｄｉａｍｉｎｅａｎｄｄｏｄｅｃａｎｏｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ.Ｔｈｅｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｅｐａｒａｔｅｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ.ＡｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎｗａｓａｌｓｏｔｅｓｔ￣ｐｈａｓｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ.Ａｆｔｅｒｔｈａｔꎬａｃｏｌｕｍｎｐａｃｋｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｅｗｓｔａ￣ｐｏｌａｒｇｒｏｕｐｓｅｍｂｅｄｄｅｄｆｏｒＨＰＬＣｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｔｅｐ￣ｗｉｓｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｓｉｌｉｃａｇｅｌｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａ￣
ｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｌｉｇａｎｄｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｂｏｎｄｅｄｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃａａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｓｏｆｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｗｉｔｈｉｎ５％ｆｏｒｃａｒｂｏｎꎬｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｂｙｔｈｒｅｅｔｉｍｅｓ.Ｆｕｒｔｈｅｒ￣
ｍｏｒｅꎬｉｎｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆｉｖｅｂａｓｉｃａｎｉｌｉｎｅｓａｎｄｆｏｕｒｂａｓｉｃｐｙｒｉｄｉｎｅｓꎬｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｐｅａｋｓｈａｐｅｓｐｒｏｖｉｄｅｄａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒａｄｖａｎｃｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｆｏｒｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙꎻｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅꎻｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎꎻａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎻｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
∗通讯联系人. Ｔｅｌ:(０４１１)８４７３２３８８ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｔｏｎｇｌｉｉ＠ｅｌｉｔｅｈｐｌｃ.ｃｏｍ.收稿日期:２０１３￣０６￣０８
基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项项目(２０１２ＹＱ１２００４４０１ꎬ２０１２ＹＱ１２００４４０３)ꎻ国家自然科学基金项目(５１２４２００１).
１０３６
㊀ ㊀ 高效液相色谱(ＨＰＬＣ) 是上世纪７０年代发展起来的一种高效㊁ 快速㊁ 高灵敏度的分析分离技术[１]ꎮ色谱柱是色谱分离的 心脏 ꎬ 色谱填料是其中最关键的部分之一[２]ꎮ硅胶是目前液相色谱填得到不同键合相的固定相[３]ꎮ其中ꎬ反相色谱固定相的应用最为广泛ꎬ并以十八烷基键合硅胶(Ｃ１８)料最常用的一种基质ꎬ通过对硅胶进行化学改性ꎬ可
㊀ ㊀ 用作参比的反相色谱柱为大连依利特分析仪器有限公司的Ｃ１８柱(１５０ｍｍˑ ４ ６ｍｍꎬ５μｍ)ꎮ㊀ ㊀ 硅胶(５μｍꎬ２９０ｍ２/ｇ)ꎬγ￣氨丙基三乙氧基硅烷(阿法埃莎化学有限公司)ꎬ盐酸㊁ 四氢呋喃㊁ 苯胺㊁ 二氯甲烷(天津科密欧试剂有限公司)ꎬ甲苯㊁ 三乙胺(上海国药试剂有限公司)ꎬＮꎬＮ￣二异丙基乙二胺㊁ 苯胺㊁ 对硝基苯胺㊁２ꎬ２ ᶄ￣ 联吡啶㊁４ꎬ４ ᶄ￣ 联吡啶㊁ 邻硝基苯胺㊁ 甲萘胺㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁ 对氨基苯甲酸(百灵威科技有限公司)ꎬ所有试剂均为分析纯ꎻ甲为代表[４ꎬ５]ꎮ常见的Ｃ１８固定相在大多数样品分离中表现优异ꎬ但在分离碱性化合物时常常会出现峰形变宽㊁ 拖尾㊁ 分离度下降等问题[６]合固定相的分子结构设计㊁ 合成路线及应用研究已ꎮ因此ꎬ新型键成为ＨＰＬＣ的热点之一[７ꎬ８]改良结构的Ｃ１８固定相ꎬ如在烷基链中间嵌入极性ꎮ近年来ꎬ相继出现了基团(酰胺㊁ 脲基㊁ 氨基甲酸酯等) 的内嵌极性官能团固定相[９]与分析物之间的作用ꎬ利用这些嵌入的极性基团屏蔽硅羟基ꎮ陈红等[１０]制备了厚朴酚键合硅胶固定相ꎬ由于该结构中酰胺基团的存在ꎬ该固定相实现了对嘌呤㊁ 嘧啶㊁ 蝶呤及黄酮类极性化合物的有效分离ꎮＺｈａｏ等[１１]以三聚氯氰和苯胺为原料合成了一种四氮杂环芳烃三嗪键合固定相ꎬ引入了大量的氮原子ꎬ在分离碱性化合物时峰形良好ꎮ徐荣来等[１２]制备了一种内嵌酰胺的聚合物固定相ꎬ考察该固定相对吡啶和苯胺２种碱性物质分离的影响ꎬ并从固定相结构中所含的酰胺基团和聚合物链出发㊀ ꎬ解释了碱性化合物色谱峰较宽的原因硅胶基质表面既嵌入传统的酰胺基团㊀ 基于改善碱性化合物分离效果的目的ꎬ又设计嵌入ꎬꎮ本文在了一种多氮杂环化合物(ｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅｅｍ￣ｂｅｄｄｅｄｓｉｌｉｃａｇｅｌｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅꎬＳ＆ＡＳＰ)ꎬ制备了一种新型固定相ꎬ并采用元素分析法对其结构进行表征ꎮ以商品化Ｃ１８色谱柱为参考ꎬ对比了新型固定相对５种苯胺类化合物㊁４ 种吡啶类碱性化合物的分离效果ꎬ取得了良好的结果ꎮ
１㊀实验部分
１㊀ . １㊀仪器与试剂
科技发展有限公司㊀ ＺＮＣＬ￣Ｓ型智能恒温磁力搅拌器)ꎬＤＺＦ￣６０２０型真空干燥箱(河南爱博特(上海新苗医疗器械制造有限公司)ꎬＡＳ２０５００ＡＴ超声１００波清洗机电子天平(天津奥特赛恩斯仪器有限公司元素分析仪(Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ(ＭｅｔｔｌｅｒＴｏｌｅｄｏ公司)ꎮ公司高效液相色谱系统)ꎬＶａｒｉｏ)ꎬＥＬＡＥ￣
ＩＩＩ由Ｐ２３０高压恒流泵㊁ ＵＶ２３０＋紫外￣可见检测器㊁ Ｒｈｅｏｄｙｎｅ７７２５ｉ手动进样阀㊁ ＥＣ２０００色谱工作站组成(大连依利特分析仪器有限公司)ꎮ
醇㊁ 乙腈(Ｔｅｄｉａ公司)ꎬ二者均为色谱纯ꎻ４Ａ分子筛ꎬＭｉｌｌｉ￣Ｑ超纯水(１８. ２ＭΩ ｃｍ)ꎮ
１. ２㊀新型三嗪环酰胺固定相的制备、表征及色谱柱的装填
㊀ γ￣氨丙基三乙氧基硅烷反应㊀ 反应共分为４步:(１)经过酸化处理的硅胶与(溶剂为甲苯)ꎬ得到中间产物１ꎻ(２)中间产物１与三聚氯氰在０~５ħ 条件下反应(溶剂为四氢呋喃)ꎬ得到中间产物２ꎻ(３)中间产物２与乙二胺反应(溶剂为甲苯)ꎬ得到中间产物３ꎻ(４)中间产物３与十二酰氯反应(溶剂为四氢呋喃)ꎬ得到三嗪环酰胺键合固定相ꎮ其中第２步和第４步反应均以ＮꎬＮ￣二异丙基乙二胺作为缚酸剂ꎮ每步反应结束后依次用对应溶剂㊁ 甲醇㊁ 二氯甲烷洗涤数次㊀ ꎬ真空干燥ꎮ
行表征㊀ 采用元素分析法对制得的中间产物及固定相进ꎬ通过测定其中Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ元素的含量ꎬ计算固定相表面配体的覆盖率㊀ 匀浆法将所制得的固定相装入㊀ 选取合适的匀浆和加压溶剂ꎮ
１５０ꎬ在一定压力下以ｍｍˑ ４ ６ｍｍ的不锈钢色谱柱管中ꎮ
１㊀ . ３㊀(６０㊀ 分色谱条件离５种苯胺类化合物的流动相:甲醇/水腈/水/４０ꎬ(５０ｖ//５０ꎬｖ)ꎻｖ分离/ｖ)ꎻ４流速种吡啶类化合物的流动相:１ ０ｍＬ/ｍｉｎꎻ检测波长:乙２５４ｎｍꎻ柱温:３０ħ ꎮ
:
２㊀结果与讨论
２㊀ . １㊀是大多数研究者的理想选择之一㊀ 对于碱性化合物的分离新型三嗪环酰胺固定相的设计
ꎬ含有多氮基团的配体ꎮ常见的多氮基团配体一般来源于复杂的合成和纯化ꎬ成本较高ꎬ难于推广㊀ 体㊀ ꎮ
ꎬ其分子呈对称性结构三聚氯氰是一种常用的活性染料和农药中间ꎬ存在较大的平面共轭π电子体系ꎬ具备作为反相色谱配体的理想结构ꎮ另外ꎬ三聚氯氰分子内的３个氯原子可以与氨基㊁ 羟基
第１１期沈从华ꎬ等:一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备及其在碱性化合物分离中的应用 １０３７ 等反应ꎬ尤其在与氨基反应时随着反应温度的不同可以实现不同氯原子的取代反应ꎬ得到明确的反应产物ꎻ再与酰氯进行后续反应ꎬ得到含有酰胺基团的固定相ꎮ
㊀ ㊀ 设计三嗪环酰胺极性固定相ꎬ理论上可能存在
４ １３％㊁３ ５５％ꎬ均小于５％ꎬ表明该方法制备固定相的重现性良好ꎮ
表１㊀新型三嗪环酰胺固定相制备过程中各步产物的元素分析结果Ｔａｂｌｅ１㊀Ｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎ
ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＳ＆ＡＳＰ
Ｐｒｏｄｕｃｔ１２３ｗ(Ｃ) /％６. ４２７. ８３９. ５９
ｗ(Ｎ) /％１. ７３４. ０２５. ３８ｗ(Ｈ) /％１. ９９１. ８３２. ２３定相的Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ含量的最大相对偏差分别为３ ０４％㊁
以下可以改善碱性化合物分离的机理[１３]:１)空间位阻效应(如图１ａ)ꎬ由于三嗪环分子相对较大ꎬ空间位阻较大ꎬ可以屏蔽硅胶表面残余的硅羟基ꎬ从而使其无法与碱性化合物发生作用ꎻ２)竞争氢键作用和静电屏蔽作用(如图１ｂ和图１ｃ)ꎬ含有酰胺基团的固定相ꎬ其酰胺基团能与溶质之间形成氢键和静电屏蔽作用ꎬ在分离碱性化合物时进一步阻止残余硅羟基的作用
ꎮ
图１㊀Ｆｉｇ.新型三嗪环酰胺固定相分离碱性物质的机理示意图
１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｄｉａｇｒａｍｓｓｈｏｗｉｎｇｐｏｓｓｉｂｌｅ
㊀ ｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｆｏｒｏｎｔｈｅＳ＆ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆｏｒａ.ａｔｈｅｓｉｌａｎｏｌｓｔｅｒｉｃꎻｃ.ｅｆｆｅｃｔｔｈｅꎻｅｆｆｅｃｔｂ.ｔｈｅｏｆａｎａｌｙｔｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｃｏｍｐｅｔｅｓＡＳＰ
ｓｈｉｅｌｄ.
ｗｉｔｈｐｏｌａｒｇｒｏｕｐ２㊀ . ２㊀程中可能导致其不确定的流失㊀ 由于键合相中含有乙氧基新型三嗪环酰胺固定相的制备与表征
ꎬꎬ在键合或后处理过因此为确保键合量的准确性ꎬ采用氮元素的含量[１４]来计算每一步反应的键合量:键合量＝(Ｃ其中Ｃ１－Ｃ０) /(Ｍˑ Ｎˑ Ｓ) ˑ １０４ꎬ含量ꎬＭ１为相应产物的氮含量ꎬＣ为氮原子的摩尔质量ꎬＮ０为硅胶基质的氮为氮原子的个数ꎬ
Ｓ为硅胶基质的比表面积ꎮ
㊀ ㊀ 表１为新型三嗪环酰胺固定相合成过程中各步１８ 反应产物的元素分析结果９７％ꎬ最终产物４的碳含量为
的键合量为ꎮ根据氮元素的含量可以计算出该固定相１ ８３μｍｏｌ/ｍ２ꎮ重复３次实验得到固
４
１８. ９７５. ４１
３. ６８
２. ３㊀碱性化合物的分离
２㊀ . ３. 邻硝基苯胺㊀ １㊀选取了５种苯胺类化合物的分离
㊁ ５甲萘胺种苯胺类化合物㊁ 对氨基苯甲酸(苯胺)ꎬ㊁ 对硝基苯胺在１ ３节的㊁ 色谱条件下ꎬ考察其在新型固定相装填的色谱柱上与商品化Ｃ１８色谱柱上的保留行为ꎬ色谱分离情况如图㊀ ２ａ和图２基苯胺㊀ 在新型三嗪环酰胺固定相色谱柱中ｂ所示
ꎮ
㊁ 邻硝基苯胺和甲萘胺这４种物质的洗脱顺ꎬ苯胺㊁ 对硝序与其疏水性强弱顺序一致ꎬ主要基于疏水作用原理分离ꎮ在商品化的Ｃ１８柱上ꎬ苯胺和对硝基苯胺的色谱峰完全重叠ꎮ而在新型三嗪环酰胺固定相色
图２㊀(ａ) 新型三嗪环酰胺固定相色谱柱和(ｂ) 商品化Ｃ１８柱
Ｆｉｇ.２㊀分离苯胺类碱性化合物的色谱图
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆａｎｉｌｉｎｅｓｏｎ(ａ) ｔｈｅＳ＆ＡＳＰ
㊀ ｍｅｔｈｙｌＰｅａｋｓｎａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｅ:ｃｏｌｕｍｎ１. ａｎｉｌｉｎｅａｎｄꎻꎻ２(５. ｂ) ａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎ
. ｐｐ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ￣ａｍｉｎｏｂｅｎｚｏｉｃꎻ３. ａｃｉｄ.
ｏ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅꎻ４.
１０３８
谱柱上ꎬ由于对硝基苯胺中－ＮＯ２具有吸电子效应ꎬ降低了苯环体系的电子云密度ꎬ使对硝基苯胺成为电子接受体ꎬ与固定相之间容易产生π￣π电荷转移ꎬ增强了对硝基苯胺在固定相上的保留ꎬ使对硝基苯胺的保留比苯胺强ꎬ因此这２种物质实现了良好的分离ꎬ分离度达６ ６３ꎮ对氨基苯甲酸在两种固定相上的出峰顺序不一致ꎬ这是由于其结构中同时含有氨基和羧基ꎬ可与内嵌三嗪环上的酰胺基团形成强烈的氢键作用ꎬ具有最强的保留ꎬ因此在三嗪环酰胺固定相上最晚出峰㊀ 尾因子㊀ 表ꎬ２表明在新型三嗪环酰胺固定相上为这５种物质在ꎮ
２种色谱柱上分离时的拖ꎬ除对氨基苯甲酸外ꎬ其余４种碱性苯胺类物质的对称性良好ꎬ拖尾因子在０ ９５~１ １３之间ꎻ而在商品化Ｃ１８色谱柱上ꎬ上述５种物质的拖尾因子均较高ꎬ均大于２ꎮ这说明新型三嗪环酰胺固定相在分离碱性化合物时ꎬ较好地解决了色谱峰拖尾的问题ꎮ
表２㊀Ｓ＆ＡＳＰ柱和商品化Ｃ１８柱分离５种苯胺类
Ｔａｂｌｅ２㊀化合物时色谱峰的拖尾因子
Ｔａｉｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ(Ｔｆ) ｏｆｐｅａｋｓｏｆｔｈｅｆｉｖｅ
ａｎｉｌｉｎｅｓｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｏｎＣｔｈｅ１８ｃｏｌｕｍｎ
Ｓ＆ＡＳＰｃｏｌｕｍｎａｎｄａＡｎｉｌｉｎｅ
ＴＴｃｏｌｕｍｎｆ(Ｓ＆ＡＳＰ) Ｃｆ(１８Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｃｏｌｕｍｎ)
Ａｎｉｌｉｎｅ１. ０８－ｐ￣Ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ１. １０－∗㊀ ｏ￣Ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ１. １３２. １２Ｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｅ０. ９５２. ０５ｐ￣Ａｍｉｎｏｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ
２. １３
２. ３１
㊀ ｉｎｅ∗ＯｎｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎꎬａｎｉｌｉｎｅａｎｄｐ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌ￣ｌａｐｐｅｄ.
ｄｉｄｎ ｔｈａｖｅｔａｉｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｉｒｐｅａｋｓｏｖｅｒ￣２㊀ . ３. ２㊀物质的分离情况㊀ 为了进一步考察新型三嗪环酰胺固定相对碱性４种吡啶类碱性化合物的分离
ꎬ在１ ３节的色谱条件下ꎬ考察了４种吡啶类化合物(吡啶㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁２ꎬ２ ᶄ￣ 联吡啶㊁４ꎬ４ ᶄ￣ 联吡啶) 在三嗪环酰胺固定相色谱柱与商品化Ｃ１８色谱柱上的保留行为ꎬ色谱分离情况分别如图㊀ 吡啶由于含有疏水性基团㊀ 在商品化３ａ和图３ｂＣ１８所示柱上ꎮ
ꎬ２ꎬ６ꎬ疏水性增强￣二甲基吡啶和ꎬ所以保留作２ꎬ２ᶄ￣ 联用比吡啶强ꎮ按照疏水性原理ꎬ这４种化合物的出峰顺序应为２ꎬ２ᶄ￣ 联吡啶ꎮ
４ꎬ４ᶄ￣ 联吡啶㊁ 吡啶㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁ ㊀ 柱上的洗脱顺序与在商品化㊀ ４种物质在新型三嗪环酰胺固定相装填的色谱Ｃ１８色谱柱上不一致ꎬ说明分离时疏水作用不是其唯一的作用机理４ꎬ４ᶄ￣ 联吡啶和２ꎬ２ᶄ￣ 联吡啶含有２个大环结构ꎮꎬ
由于
其分
图３㊀(ａ) 新型三嗪环酰胺固定相色谱柱和(ｂ) 商品化Ｃ１８柱
Ｆｉｇ.３㊀分离吡啶类碱性化合物的色谱图
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓ㊀ ｃｏｌｕｍｎａｎｄ(ｂ) ｏｆａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｙｒｉｄｉｎｅｓｏｎＣ１８(ａ) ｔｈｅＳ＆ＡＳＰ
２ꎬ２Ｐｅａｋｓᶄ￣ｄｉｐｙｒｉｄｉｎｅ.
:１. ２ꎬ６￣ｌｕｔｉｄｉｎｅꎻ２. ｐｙｒｉｄｉｎｅꎻ３. ４ꎬ４ᶄ￣ｄｉｐｙｒｉｄｉｎｅ ｃｏｌｕｍｎ
ꎻ４. 子平面的大π电子体系易与固定相之间发生π￣π电子作用ꎬ故保留时间比吡啶长ꎮ吡啶环中包含１个氮原子ꎬ能与固定相配体分子之间形成氢键ꎬ氢键的作用使疏水性相对较弱的吡啶在疏水性相对较强的㊀ 化合物㊀ ２ꎬ６对比图￣二甲基吡啶之后出峰ꎬ尤其是３ａ和图２ꎬ６￣二甲基吡啶和３ｂ可以看出ꎮ
ꎬ４２ꎬ２种吡啶类碱性ᶄ￣ 联吡啶在新型三嗪环酰胺固定相上能实现较好的分离ꎬ进一步体现了自制的新型三嗪环酰胺固定相在碱性化合物分离中的优越性ꎮ
３㊀结论
㊀ 多氮基团的三聚氯氰为原料㊀ 基于改善碱性化合物分离效果的目的ꎬ设计了一种同时含有ꎬ以含有三嗪环和酰胺基团的新型固定相ꎬ并通过４步连续反应成功制备ꎮ对比商品化Ｃ１８色谱柱ꎬ采用所制备的新型固定相色谱柱分离了苯胺㊁ 吡啶类两组碱性化合物ꎬ分离效果好ꎬ峰形对称ꎮ为解决常规Ｃ１８色谱柱分离碱性化合物时的峰形拖尾问题提供了一种有效的途径ꎮ
第１１期沈从华ꎬ等:一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备及其在碱性化合物分离中的应用 １０３９ 参考文献:
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２４６
ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ(陈红ꎬ李来生ꎬ张杨ꎬ等. 色谱)ꎬ２０１２ꎬ３０
[１２]㊀ＸｕＲＬꎬＹａｎｇＴＨꎬＤｏｎｇＷ.ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａ￣
ｔｏｇｒａｐｈｙ(徐荣来ꎬ杨同华ꎬ董伟. 色谱)ꎬ２００８ꎬ２６(２):
[１３]㊀ＭａＹＳꎬＬｏｎｇＹＤꎬＪｉａｎＹＨꎬｅｔａｌ.ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ(马言顺ꎬ龙远德ꎬ翦英红ꎬ等. 分析化学)ꎬ２００４ꎬ３２(２):２３２
[１４]㊀ＹｕＳＬ.ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＬｉｑｕｉｄＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＭｅｔｈｏｄ
[６]㊀ＪｉａｎｇＺＪꎬＳｍｉｔｈＮＷꎬＬｉｕＺＨ.ＪＣｈｒｏｍａｔｏｇｒＡꎬ２０１１ꎬ３３:Ｊａｒｄｉｍ２９１７
ＩＣＳＦꎬＭａｌｄａｎｅｒＬꎬＬｏｕｒｅｎｃｏＪ.ＪＳｅｐＳｃｉꎬ２０１０ꎬＹｕＱＷꎬＳｈｉＺＧꎬＬｉｎＢ.ＪＳｅｐＳｃｉꎬ２００６ꎬ２９:８３７
ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ(于世林. 高效液相色谱方法及应用. 北京:化学工业出版社)ꎬ
２０００
[７]㊀[８]㊀
２０１３年１１月Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１３
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ
Ｖｏｌ.３１Ｎｏ.１１１０３５~１０３９
ＤＯＩ:１０. ３７２４/ＳＰ.Ｊ.１１２３. ２０１３. ０６０２１
研究论文
一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备
及其在碱性化合物分离中的应用
沈从华１ꎬ２ꎬ㊀ 李㊀ 萍１ꎬ２ꎬ㊀ 唐㊀ 涛１ꎬ２ꎬ㊀ 孙元社２ꎬ３ꎬ㊀
(１. 南京理工大学工业化学研究所ꎬ江苏南京２１００９４ꎻ２. 大连依利特分析仪器有限公司ꎬ辽宁大连１１６０２３ꎻ３. 辽宁大连依利特分析仪器工程技术研究中心ꎬ辽宁大连１１６０２３)
摘要:以γ￣氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂ꎬ三聚氯氰为反应物ꎬ采用固液表面连续反应法ꎬ依次与乙二胺㊁ 十二酰氯进行亲核取代反应ꎬ制备了一种嵌入三嗪环酰胺极性基团的新型反相色谱固定相ꎬ并采用元素分析法进行了表征ꎮ用制备的固定相装填色谱柱ꎬ以商品化Ｃ１８色谱柱作为参考ꎬ对比考察了碱性化合物的分离情况ꎮ结果表明ꎬ极性三嗪环酰胺基团被成功地键合到硅胶表面ꎬ连续制备３次所得固定相的Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ含量的最大相对偏差均小于５％ꎬ说明制备工艺重现性良好ꎻ用制备的固定相装填的色谱柱分离５种苯胺类㊁４ 种吡啶类碱性化合物的选择性好ꎬ峰形对称ꎮ该结果为进一步推进该新型固定相的商品化提供了参考数据ꎮ关键词:液相色谱固定相ꎻ三嗪环酰胺ꎻ制备ꎻ应用ꎻ碱性化合物
中图分类号:Ｏ６５８㊀㊀ ㊀ 文献标识码:Ａ㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:１０００￣８７１３(２０１３)１１￣１０３５￣０５
雷㊀ 武１ꎬ㊀ 王风云１ꎬ㊀ 李㊀ 彤２ꎬ３∗
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅ
ａｎｄａｍｉｄｅｅｍｂｅｄｄｅｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎ
ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
ＳＨＥＮＣｏｎｇｈｕａ１ꎬ２ꎬＬＩＰｉｎｇ１ꎬ２ꎬＴＡＮＧＴａｏ１ꎬ２ꎬＳＵＮＹｕａｎｓｈｅ２ꎬ３ꎬ
(１. ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００９４ꎬＣｈｉｎａꎻ
２. ＤａｌｉａｎＥｌｉｔｅＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＤａｌｉａｎ１１６０２３ꎬＣｈｉｎａꎻ
３. ＬｉａｏｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＤａｌｉａｎＥｌｉｔｅＡｎａｌｙｔｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓꎬＤａｌｉａｎ１１６０２３ꎬＣｈｉｎａ)
ＬＥＩＷｕ１ꎬＷＡＮＧＦｅｎｇｙｕｎ１ꎬＬＩＴｏｎｇ２ꎬ３∗
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｓｉｌｉｃａ￣ｂｏｎｄｅｄｒｅｓｅｒｖｅｄｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅｚｉｎｅꎬγ￣ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅꎬｅｔｈａｎｅｄｉａｍｉｎｅａｎｄｄｏｄｅｃａｎｏｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ.Ｔｈｅｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｅｐａｒａｔｅｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ.ＡｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎｗａｓａｌｓｏｔｅｓｔ￣ｐｈａｓｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ.Ａｆｔｅｒｔｈａｔꎬａｃｏｌｕｍｎｐａｃｋｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｅｗｓｔａ￣ｐｏｌａｒｇｒｏｕｐｓｅｍｂｅｄｄｅｄｆｏｒＨＰＬＣｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｓｔｅｐ￣ｗｉｓｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｓｉｌｉｃａｇｅｌｗｉｔｈｓ￣ｔｒｉａ￣
ｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｌｉｇａｎｄｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｂｏｎｄｅｄｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃａａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｓｏｆｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｗｅｒｅｗｉｔｈｉｎ５％ｆｏｒｃａｒｂｏｎꎬｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｂｙｔｈｒｅｅｔｉｍｅｓ.Ｆｕｒｔｈｅｒ￣
ｍｏｒｅꎬｉｎｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆｉｖｅｂａｓｉｃａｎｉｌｉｎｅｓａｎｄｆｏｕｒｂａｓｉｃｐｙｒｉｄｉｎｅｓꎬｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｐｅａｋｓｈａｐｅｓｐｒｏｖｉｄｅｄａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒａｄｖａｎｃｉｎｇｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｗｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅｆｏｒｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙꎻｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅꎻｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎꎻａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎻｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
∗通讯联系人. Ｔｅｌ:(０４１１)８４７３２３８８ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｔｏｎｇｌｉｉ＠ｅｌｉｔｅｈｐｌｃ.ｃｏｍ.收稿日期:２０１３￣０６￣０８
基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项项目(２０１２ＹＱ１２００４４０１ꎬ２０１２ＹＱ１２００４４０３)ꎻ国家自然科学基金项目(５１２４２００１).
１０３６
㊀ ㊀ 高效液相色谱(ＨＰＬＣ) 是上世纪７０年代发展起来的一种高效㊁ 快速㊁ 高灵敏度的分析分离技术[１]ꎮ色谱柱是色谱分离的 心脏 ꎬ 色谱填料是其中最关键的部分之一[２]ꎮ硅胶是目前液相色谱填得到不同键合相的固定相[３]ꎮ其中ꎬ反相色谱固定相的应用最为广泛ꎬ并以十八烷基键合硅胶(Ｃ１８)料最常用的一种基质ꎬ通过对硅胶进行化学改性ꎬ可
㊀ ㊀ 用作参比的反相色谱柱为大连依利特分析仪器有限公司的Ｃ１８柱(１５０ｍｍˑ ４ ６ｍｍꎬ５μｍ)ꎮ㊀ ㊀ 硅胶(５μｍꎬ２９０ｍ２/ｇ)ꎬγ￣氨丙基三乙氧基硅烷(阿法埃莎化学有限公司)ꎬ盐酸㊁ 四氢呋喃㊁ 苯胺㊁ 二氯甲烷(天津科密欧试剂有限公司)ꎬ甲苯㊁ 三乙胺(上海国药试剂有限公司)ꎬＮꎬＮ￣二异丙基乙二胺㊁ 苯胺㊁ 对硝基苯胺㊁２ꎬ２ ᶄ￣ 联吡啶㊁４ꎬ４ ᶄ￣ 联吡啶㊁ 邻硝基苯胺㊁ 甲萘胺㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁ 对氨基苯甲酸(百灵威科技有限公司)ꎬ所有试剂均为分析纯ꎻ甲为代表[４ꎬ５]ꎮ常见的Ｃ１８固定相在大多数样品分离中表现优异ꎬ但在分离碱性化合物时常常会出现峰形变宽㊁ 拖尾㊁ 分离度下降等问题[６]合固定相的分子结构设计㊁ 合成路线及应用研究已ꎮ因此ꎬ新型键成为ＨＰＬＣ的热点之一[７ꎬ８]改良结构的Ｃ１８固定相ꎬ如在烷基链中间嵌入极性ꎮ近年来ꎬ相继出现了基团(酰胺㊁ 脲基㊁ 氨基甲酸酯等) 的内嵌极性官能团固定相[９]与分析物之间的作用ꎬ利用这些嵌入的极性基团屏蔽硅羟基ꎮ陈红等[１０]制备了厚朴酚键合硅胶固定相ꎬ由于该结构中酰胺基团的存在ꎬ该固定相实现了对嘌呤㊁ 嘧啶㊁ 蝶呤及黄酮类极性化合物的有效分离ꎮＺｈａｏ等[１１]以三聚氯氰和苯胺为原料合成了一种四氮杂环芳烃三嗪键合固定相ꎬ引入了大量的氮原子ꎬ在分离碱性化合物时峰形良好ꎮ徐荣来等[１２]制备了一种内嵌酰胺的聚合物固定相ꎬ考察该固定相对吡啶和苯胺２种碱性物质分离的影响ꎬ并从固定相结构中所含的酰胺基团和聚合物链出发㊀ ꎬ解释了碱性化合物色谱峰较宽的原因硅胶基质表面既嵌入传统的酰胺基团㊀ 基于改善碱性化合物分离效果的目的ꎬ又设计嵌入ꎬꎮ本文在了一种多氮杂环化合物(ｓ￣ｔｒｉａｚｉｎｅａｎｄａｍｉｄｅｅｍ￣ｂｅｄｄｅｄｓｉｌｉｃａｇｅｌｓｔａｔｉｏｎａｒｙｐｈａｓｅꎬＳ＆ＡＳＰ)ꎬ制备了一种新型固定相ꎬ并采用元素分析法对其结构进行表征ꎮ以商品化Ｃ１８色谱柱为参考ꎬ对比了新型固定相对５种苯胺类化合物㊁４ 种吡啶类碱性化合物的分离效果ꎬ取得了良好的结果ꎮ
１㊀实验部分
１㊀ . １㊀仪器与试剂
科技发展有限公司㊀ ＺＮＣＬ￣Ｓ型智能恒温磁力搅拌器)ꎬＤＺＦ￣６０２０型真空干燥箱(河南爱博特(上海新苗医疗器械制造有限公司)ꎬＡＳ２０５００ＡＴ超声１００波清洗机电子天平(天津奥特赛恩斯仪器有限公司元素分析仪(Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ(ＭｅｔｔｌｅｒＴｏｌｅｄｏ公司)ꎮ公司高效液相色谱系统)ꎬＶａｒｉｏ)ꎬＥＬＡＥ￣
ＩＩＩ由Ｐ２３０高压恒流泵㊁ ＵＶ２３０＋紫外￣可见检测器㊁ Ｒｈｅｏｄｙｎｅ７７２５ｉ手动进样阀㊁ ＥＣ２０００色谱工作站组成(大连依利特分析仪器有限公司)ꎮ
醇㊁ 乙腈(Ｔｅｄｉａ公司)ꎬ二者均为色谱纯ꎻ４Ａ分子筛ꎬＭｉｌｌｉ￣Ｑ超纯水(１８. ２ＭΩ ｃｍ)ꎮ
１. ２㊀新型三嗪环酰胺固定相的制备、表征及色谱柱的装填
㊀ γ￣氨丙基三乙氧基硅烷反应㊀ 反应共分为４步:(１)经过酸化处理的硅胶与(溶剂为甲苯)ꎬ得到中间产物１ꎻ(２)中间产物１与三聚氯氰在０~５ħ 条件下反应(溶剂为四氢呋喃)ꎬ得到中间产物２ꎻ(３)中间产物２与乙二胺反应(溶剂为甲苯)ꎬ得到中间产物３ꎻ(４)中间产物３与十二酰氯反应(溶剂为四氢呋喃)ꎬ得到三嗪环酰胺键合固定相ꎮ其中第２步和第４步反应均以ＮꎬＮ￣二异丙基乙二胺作为缚酸剂ꎮ每步反应结束后依次用对应溶剂㊁ 甲醇㊁ 二氯甲烷洗涤数次㊀ ꎬ真空干燥ꎮ
行表征㊀ 采用元素分析法对制得的中间产物及固定相进ꎬ通过测定其中Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ元素的含量ꎬ计算固定相表面配体的覆盖率㊀ 匀浆法将所制得的固定相装入㊀ 选取合适的匀浆和加压溶剂ꎮ
１５０ꎬ在一定压力下以ｍｍˑ ４ ６ｍｍ的不锈钢色谱柱管中ꎮ
１㊀ . ３㊀(６０㊀ 分色谱条件离５种苯胺类化合物的流动相:甲醇/水腈/水/４０ꎬ(５０ｖ//５０ꎬｖ)ꎻｖ分离/ｖ)ꎻ４流速种吡啶类化合物的流动相:１ ０ｍＬ/ｍｉｎꎻ检测波长:乙２５４ｎｍꎻ柱温:３０ħ ꎮ
:
２㊀结果与讨论
２㊀ . １㊀是大多数研究者的理想选择之一㊀ 对于碱性化合物的分离新型三嗪环酰胺固定相的设计
ꎬ含有多氮基团的配体ꎮ常见的多氮基团配体一般来源于复杂的合成和纯化ꎬ成本较高ꎬ难于推广㊀ 体㊀ ꎮ
ꎬ其分子呈对称性结构三聚氯氰是一种常用的活性染料和农药中间ꎬ存在较大的平面共轭π电子体系ꎬ具备作为反相色谱配体的理想结构ꎮ另外ꎬ三聚氯氰分子内的３个氯原子可以与氨基㊁ 羟基
第１１期沈从华ꎬ等:一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备及其在碱性化合物分离中的应用 １０３７ 等反应ꎬ尤其在与氨基反应时随着反应温度的不同可以实现不同氯原子的取代反应ꎬ得到明确的反应产物ꎻ再与酰氯进行后续反应ꎬ得到含有酰胺基团的固定相ꎮ
㊀ ㊀ 设计三嗪环酰胺极性固定相ꎬ理论上可能存在
４ １３％㊁３ ５５％ꎬ均小于５％ꎬ表明该方法制备固定相的重现性良好ꎮ
表１㊀新型三嗪环酰胺固定相制备过程中各步产物的元素分析结果Ｔａｂｌｅ１㊀Ｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎ
ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＳ＆ＡＳＰ
Ｐｒｏｄｕｃｔ１２３ｗ(Ｃ) /％６. ４２７. ８３９. ５９
ｗ(Ｎ) /％１. ７３４. ０２５. ３８ｗ(Ｈ) /％１. ９９１. ８３２. ２３定相的Ｃ㊁ Ｎ㊁ Ｈ含量的最大相对偏差分别为３ ０４％㊁
以下可以改善碱性化合物分离的机理[１３]:１)空间位阻效应(如图１ａ)ꎬ由于三嗪环分子相对较大ꎬ空间位阻较大ꎬ可以屏蔽硅胶表面残余的硅羟基ꎬ从而使其无法与碱性化合物发生作用ꎻ２)竞争氢键作用和静电屏蔽作用(如图１ｂ和图１ｃ)ꎬ含有酰胺基团的固定相ꎬ其酰胺基团能与溶质之间形成氢键和静电屏蔽作用ꎬ在分离碱性化合物时进一步阻止残余硅羟基的作用
ꎮ
图１㊀Ｆｉｇ.新型三嗪环酰胺固定相分离碱性物质的机理示意图
１㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｄｉａｇｒａｍｓｓｈｏｗｉｎｇｐｏｓｓｉｂｌｅ
㊀ ｂａｓｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｆｏｒｏｎｔｈｅＳ＆ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｆｏｒａ.ａｔｈｅｓｉｌａｎｏｌｓｔｅｒｉｃꎻｃ.ｅｆｆｅｃｔｔｈｅꎻｅｆｆｅｃｔｂ.ｔｈｅｏｆａｎａｌｙｔｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｃｏｍｐｅｔｅｓＡＳＰ
ｓｈｉｅｌｄ.
ｗｉｔｈｐｏｌａｒｇｒｏｕｐ２㊀ . ２㊀程中可能导致其不确定的流失㊀ 由于键合相中含有乙氧基新型三嗪环酰胺固定相的制备与表征
ꎬꎬ在键合或后处理过因此为确保键合量的准确性ꎬ采用氮元素的含量[１４]来计算每一步反应的键合量:键合量＝(Ｃ其中Ｃ１－Ｃ０) /(Ｍˑ Ｎˑ Ｓ) ˑ １０４ꎬ含量ꎬＭ１为相应产物的氮含量ꎬＣ为氮原子的摩尔质量ꎬＮ０为硅胶基质的氮为氮原子的个数ꎬ
Ｓ为硅胶基质的比表面积ꎮ
㊀ ㊀ 表１为新型三嗪环酰胺固定相合成过程中各步１８ 反应产物的元素分析结果９７％ꎬ最终产物４的碳含量为
的键合量为ꎮ根据氮元素的含量可以计算出该固定相１ ８３μｍｏｌ/ｍ２ꎮ重复３次实验得到固
４
１８. ９７５. ４１
３. ６８
２. ３㊀碱性化合物的分离
２㊀ . ３. 邻硝基苯胺㊀ １㊀选取了５种苯胺类化合物的分离
㊁ ５甲萘胺种苯胺类化合物㊁ 对氨基苯甲酸(苯胺)ꎬ㊁ 对硝基苯胺在１ ３节的㊁ 色谱条件下ꎬ考察其在新型固定相装填的色谱柱上与商品化Ｃ１８色谱柱上的保留行为ꎬ色谱分离情况如图㊀ ２ａ和图２基苯胺㊀ 在新型三嗪环酰胺固定相色谱柱中ｂ所示
ꎮ
㊁ 邻硝基苯胺和甲萘胺这４种物质的洗脱顺ꎬ苯胺㊁ 对硝序与其疏水性强弱顺序一致ꎬ主要基于疏水作用原理分离ꎮ在商品化的Ｃ１８柱上ꎬ苯胺和对硝基苯胺的色谱峰完全重叠ꎮ而在新型三嗪环酰胺固定相色
图２㊀(ａ) 新型三嗪环酰胺固定相色谱柱和(ｂ) 商品化Ｃ１８柱
Ｆｉｇ.２㊀分离苯胺类碱性化合物的色谱图
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆａｎｉｌｉｎｅｓｏｎ(ａ) ｔｈｅＳ＆ＡＳＰ
㊀ ｍｅｔｈｙｌＰｅａｋｓｎａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｅ:ｃｏｌｕｍｎ１. ａｎｉｌｉｎｅａｎｄꎻꎻ２(５. ｂ) ａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎ
. ｐｐ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ￣ａｍｉｎｏｂｅｎｚｏｉｃꎻ３. ａｃｉｄ.
ｏ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅꎻ４.
１０３８
谱柱上ꎬ由于对硝基苯胺中－ＮＯ２具有吸电子效应ꎬ降低了苯环体系的电子云密度ꎬ使对硝基苯胺成为电子接受体ꎬ与固定相之间容易产生π￣π电荷转移ꎬ增强了对硝基苯胺在固定相上的保留ꎬ使对硝基苯胺的保留比苯胺强ꎬ因此这２种物质实现了良好的分离ꎬ分离度达６ ６３ꎮ对氨基苯甲酸在两种固定相上的出峰顺序不一致ꎬ这是由于其结构中同时含有氨基和羧基ꎬ可与内嵌三嗪环上的酰胺基团形成强烈的氢键作用ꎬ具有最强的保留ꎬ因此在三嗪环酰胺固定相上最晚出峰㊀ 尾因子㊀ 表ꎬ２表明在新型三嗪环酰胺固定相上为这５种物质在ꎮ
２种色谱柱上分离时的拖ꎬ除对氨基苯甲酸外ꎬ其余４种碱性苯胺类物质的对称性良好ꎬ拖尾因子在０ ９５~１ １３之间ꎻ而在商品化Ｃ１８色谱柱上ꎬ上述５种物质的拖尾因子均较高ꎬ均大于２ꎮ这说明新型三嗪环酰胺固定相在分离碱性化合物时ꎬ较好地解决了色谱峰拖尾的问题ꎮ
表２㊀Ｓ＆ＡＳＰ柱和商品化Ｃ１８柱分离５种苯胺类
Ｔａｂｌｅ２㊀化合物时色谱峰的拖尾因子
Ｔａｉｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ(Ｔｆ) ｏｆｐｅａｋｓｏｆｔｈｅｆｉｖｅ
ａｎｉｌｉｎｅｓｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｏｎＣｔｈｅ１８ｃｏｌｕｍｎ
Ｓ＆ＡＳＰｃｏｌｕｍｎａｎｄａＡｎｉｌｉｎｅ
ＴＴｃｏｌｕｍｎｆ(Ｓ＆ＡＳＰ) Ｃｆ(１８Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｃｏｌｕｍｎ)
Ａｎｉｌｉｎｅ１. ０８－ｐ￣Ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ１. １０－∗㊀ ｏ￣Ｎｉｔｒｏａｎｉｌｉｎｅ１. １３２. １２Ｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｅ０. ９５２. ０５ｐ￣Ａｍｉｎｏｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄ
２. １３
２. ３１
㊀ ｉｎｅ∗ＯｎｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＣ１８ｃｏｌｕｍｎꎬａｎｉｌｉｎｅａｎｄｐ￣ｎｉｔｒｏａｎｉｌ￣ｌａｐｐｅｄ.
ｄｉｄｎ ｔｈａｖｅｔａｉｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｉｒｐｅａｋｓｏｖｅｒ￣２㊀ . ３. ２㊀物质的分离情况㊀ 为了进一步考察新型三嗪环酰胺固定相对碱性４种吡啶类碱性化合物的分离
ꎬ在１ ３节的色谱条件下ꎬ考察了４种吡啶类化合物(吡啶㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁２ꎬ２ ᶄ￣ 联吡啶㊁４ꎬ４ ᶄ￣ 联吡啶) 在三嗪环酰胺固定相色谱柱与商品化Ｃ１８色谱柱上的保留行为ꎬ色谱分离情况分别如图㊀ 吡啶由于含有疏水性基团㊀ 在商品化３ａ和图３ｂＣ１８所示柱上ꎮ
ꎬ２ꎬ６ꎬ疏水性增强￣二甲基吡啶和ꎬ所以保留作２ꎬ２ᶄ￣ 联用比吡啶强ꎮ按照疏水性原理ꎬ这４种化合物的出峰顺序应为２ꎬ２ᶄ￣ 联吡啶ꎮ
４ꎬ４ᶄ￣ 联吡啶㊁ 吡啶㊁２ꎬ６ ￣二甲基吡啶㊁ ㊀ 柱上的洗脱顺序与在商品化㊀ ４种物质在新型三嗪环酰胺固定相装填的色谱Ｃ１８色谱柱上不一致ꎬ说明分离时疏水作用不是其唯一的作用机理４ꎬ４ᶄ￣ 联吡啶和２ꎬ２ᶄ￣ 联吡啶含有２个大环结构ꎮꎬ
由于
其分
图３㊀(ａ) 新型三嗪环酰胺固定相色谱柱和(ｂ) 商品化Ｃ１８柱
Ｆｉｇ.３㊀分离吡啶类碱性化合物的色谱图
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓ㊀ ｃｏｌｕｍｎａｎｄ(ｂ) ｏｆａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｙｒｉｄｉｎｅｓｏｎＣ１８(ａ) ｔｈｅＳ＆ＡＳＰ
２ꎬ２Ｐｅａｋｓᶄ￣ｄｉｐｙｒｉｄｉｎｅ.
:１. ２ꎬ６￣ｌｕｔｉｄｉｎｅꎻ２. ｐｙｒｉｄｉｎｅꎻ３. ４ꎬ４ᶄ￣ｄｉｐｙｒｉｄｉｎｅ ｃｏｌｕｍｎ
ꎻ４. 子平面的大π电子体系易与固定相之间发生π￣π电子作用ꎬ故保留时间比吡啶长ꎮ吡啶环中包含１个氮原子ꎬ能与固定相配体分子之间形成氢键ꎬ氢键的作用使疏水性相对较弱的吡啶在疏水性相对较强的㊀ 化合物㊀ ２ꎬ６对比图￣二甲基吡啶之后出峰ꎬ尤其是３ａ和图２ꎬ６￣二甲基吡啶和３ｂ可以看出ꎮ
ꎬ４２ꎬ２种吡啶类碱性ᶄ￣ 联吡啶在新型三嗪环酰胺固定相上能实现较好的分离ꎬ进一步体现了自制的新型三嗪环酰胺固定相在碱性化合物分离中的优越性ꎮ
３㊀结论
㊀ 多氮基团的三聚氯氰为原料㊀ 基于改善碱性化合物分离效果的目的ꎬ设计了一种同时含有ꎬ以含有三嗪环和酰胺基团的新型固定相ꎬ并通过４步连续反应成功制备ꎮ对比商品化Ｃ１８色谱柱ꎬ采用所制备的新型固定相色谱柱分离了苯胺㊁ 吡啶类两组碱性化合物ꎬ分离效果好ꎬ峰形对称ꎮ为解决常规Ｃ１８色谱柱分离碱性化合物时的峰形拖尾问题提供了一种有效的途径ꎮ
第１１期沈从华ꎬ等:一种内嵌三嗪环酰胺极性基团新型固定相的制备及其在碱性化合物分离中的应用 １０３９ 参考文献:
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２４６
ｍａｔｏｇｒａｐｈｙ(陈红ꎬ李来生ꎬ张杨ꎬ等. 色谱)ꎬ２０１２ꎬ３０
[１２]㊀ＸｕＲＬꎬＹａｎｇＴＨꎬＤｏｎｇＷ.ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｒｏｍａ￣
ｔｏｇｒａｐｈｙ(徐荣来ꎬ杨同华ꎬ董伟. 色谱)ꎬ２００８ꎬ２６(２):
[１３]㊀ＭａＹＳꎬＬｏｎｇＹＤꎬＪｉａｎＹＨꎬｅｔａｌ.ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ(马言顺ꎬ龙远德ꎬ翦英红ꎬ等. 分析化学)ꎬ２００４ꎬ３２(２):２３２
[１４]㊀ＹｕＳＬ.ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＬｉｑｕｉｄＣｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙＭｅｔｈｏｄ
[６]㊀ＪｉａｎｇＺＪꎬＳｍｉｔｈＮＷꎬＬｉｕＺＨ.ＪＣｈｒｏｍａｔｏｇｒＡꎬ２０１１ꎬ３３:Ｊａｒｄｉｍ２９１７
ＩＣＳＦꎬＭａｌｄａｎｅｒＬꎬＬｏｕｒｅｎｃｏＪ.ＪＳｅｐＳｃｉꎬ２０１０ꎬＹｕＱＷꎬＳｈｉＺＧꎬＬｉｎＢ.ＪＳｅｐＳｃｉꎬ２００６ꎬ２９:８３７
ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓ(于世林. 高效液相色谱方法及应用. 北京:化学工业出版社)ꎬ
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