相關(guān)申請的交叉引用
本申請根據(jù)xiaodongliu,xiaocui,xuefeisun的美國臨時專利申請序號62/103,869[代理人案號19697p1/nat]的35u.s.c.§119(e)要求2015年1月15日提交的“具有改進(jìn)的ph穩(wěn)定性的色譜材料、其制備方法和其用途”的優(yōu)先權(quán)權(quán)益,其全部公開內(nèi)容以引用的方式并入。
本發(fā)明涉及包括液相色譜和固相萃取的色譜樣品分離的領(lǐng)域并且具體來說,其涉及材料和在色譜樣品分離中用作固定相的材料的合成。本發(fā)明另外涉及材料尤其在分離氨基糖苷類抗生素中的用途。本發(fā)明也涉及含有作為固定相的材料的色譜柱和固相萃取柱。
背景技術(shù):
液相色譜(lc)(例如hplc和uhplc)和固相萃取(spe)常規(guī)地用于分析型和制備型色譜應(yīng)用中以測定多種樣品中的分析物的質(zhì)量和量。在這些色譜技術(shù)中,通過將液體流動相中的樣品輸送通過柱中的固定相,從而由于每個組分的流動相和固定相之間不同的分配(即組分具有不同的分配系數(shù))使得樣品分離到其組分中來實現(xiàn)包含組分混合物(也稱為分析物)的樣品的分離。固定相通常以顆粒床的形式填充在柱內(nèi),或者以單體材料的形式保持在柱中。
無孔粒子床具有相對較低樣品容量。因此,通常使用含有孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔粒子來增加固定相的表面積且由此改良分離的容量。多孔粒子可以是完全多孔的,其中孔隙延伸貫穿粒子的主體。作為完全多孔粒子的一個替代方案,近年來已使用所謂的熔合核心粒子,其也稱為表面多孔粒子。這些粒子為具有無孔核(也被稱為熔融或固體核)的粒子并且僅在圍繞無孔核的外層或區(qū)域中是多孔的。
固定相針對分析物的選擇性主要通過柱化學(xué)方法來調(diào)節(jié),其在lc分離中是至關(guān)重要的。柱化學(xué)方法通過改性固定相的表面(通常通過將配體結(jié)合至表面)而常規(guī)地控制。
二氧化硅粒子通常用作固定相,作為無孔、完全多孔或表面多孔粒子中的任一者。基于二氧化硅的hplc柱由于其極佳物理強度、高效率和成熟的表面結(jié)合化學(xué)而用于廣泛范圍的應(yīng)用。
但是,基于二氧化硅的柱具有ph限制。在酸性條件下,結(jié)合配體可在二氧化硅表面與配體之間的硅氧烷(si-o-si)鍵處裂解,導(dǎo)致c18結(jié)合柱的情況下的疏水保留的損失。在堿性條件下,氫氧根離子可通過破壞二氧化硅主鏈中的硅氧烷鍵而腐蝕二氧化硅基質(zhì),引起柱中的填充床或頂部空間(空隙)的塌陷。
用于hplc分離的固定相介質(zhì)通常通過用硅烷化劑改性二氧化硅表面而產(chǎn)生。單官能硅烷化劑通常用于形成單層表面涂層,而二功能和三功能硅烷化劑用于在一般導(dǎo)致改進(jìn)的化學(xué)穩(wěn)定性的二氧化硅表面上形成聚合涂層。但是,使用一些硅烷化劑導(dǎo)致具有非所需特性,包括水解不穩(wěn)定性和酸性硅醇于二氧化硅表面上的不充分遮蔽的涂層。因此,由這些方法制備的c18二氧化硅柱的典型工作ph范圍為2-8。
已作出制造用于hplc應(yīng)用的ph穩(wěn)定二氧化硅固定相的若干嘗試。
在一種制造用于hplc應(yīng)用的穩(wěn)定分離介質(zhì)的方法中,fisk等人(wo00/45951)公開一種制備作為固體載體以用于進(jìn)一步表面改性的多孔無機(jī)/有機(jī)雜交二氧化硅粒子的方法。在與硅烷化劑,如二甲基十八烷基氯硅烷反應(yīng)之后,所得材料顯示減少的硅烷醇活性和增強的水解穩(wěn)定性,伴以1至13的擴(kuò)展的操作ph范圍。此方法的缺點可考慮為在于較低容量和較差柱效率,其主要是由于此材料的較少可用的表面硅醇和略微聚合的性質(zhì)。
在另一方法中,glajch等人(美國專利4,705,725)描述通過將單官能性硅烷共價結(jié)合至含有兩個位阻基團(tuán)和連接至硅原子的額外官能團(tuán)的硅烷的表面而改性的分離介質(zhì)。填充有此類材料的柱顯示增強的低ph下的水解穩(wěn)定性。但是,使用此類硅烷化劑是不利的,因為結(jié)合相通常具有較低表面覆蓋度,導(dǎo)致高ph條件下的減少的相穩(wěn)定性。
在另一方法中,j.j.kirkland等人報導(dǎo)用于反相hplc的雙牙硅烷固定相的制備(j.j.kirkland;j.b.adams,jr.;m.a.vanstraten;h.a.claessens,《分析化學(xué)(analyticchemistry)》,70:4344-4352(1998))。此類固定相顯示低、中和高ph(1.5-11.5)下的良好水解穩(wěn)定性和令人滿意的柱效率。類似地,liu等人(美國專利7,074,491)描述展現(xiàn)擴(kuò)展的ph范圍(ph1.5-10.5)和獨特選擇性的極性嵌入雙牙反相材料。
m.j.wirth描述使用混合三官能性硅烷的水平聚合將硅烷配體的單層固定于二氧化硅表面上,所述硅烷展現(xiàn)相比于常規(guī)單體固定相的優(yōu)良水解穩(wěn)定性((m.j.wirth,h.o.fatunmbi,《分析化學(xué)(anal.chem.)》65(1993)822)。據(jù)報導(dǎo),獲得的二氧化硅固定相在暴露于ph1.8溶液(50℃)的100小時內(nèi)保持穩(wěn)定且在ph10溶液的30h處理之后降解小于5%。盡管水平聚合物層幫助保護(hù)二氧化硅表面免受侵襲,產(chǎn)生于聚合物鏈中的硅氧烷鍵仍暴露于環(huán)境且將在極端條件下容易地水解,其將削弱二氧化硅相的長期穩(wěn)定性。
使用聚合物囊封的二氧化硅是通過組合二氧化硅基質(zhì)的高機(jī)械強度和聚合物的高化學(xué)穩(wěn)定性以改進(jìn)固定相穩(wěn)定性的另一方法。聚合物層形成于二氧化硅表面上以保護(hù)其免受侵蝕性ph條件。若干疏水性聚合物,如聚甲基十八基硅烷(m.j.j.hetem,j.w.dehaan,h.a.claessens,c.a.cramers,a.deege,g.schomburg,《色譜雜志a輯(j.chromatogr.)》a540(1991)53)和聚丁二烯(m.hanson,k.k.unger,g.schomburg,《色譜雜志a輯》517(1990)269)已應(yīng)用于囊封二氧化硅粒子。這些涂層首先物理沉積于二氧化硅表面上,且接著交聯(lián)或化學(xué)鍵合到基質(zhì)。但是,已報導(dǎo)若干缺點,如非均一表面覆蓋度和ph端值處的低于預(yù)期的ph穩(wěn)定性。另外,通過此方法制備的固定相具有柱流失和制造再現(xiàn)性的固有問題。聚合物層也可在多個點連接到無機(jī)支撐表面上。舉例來說,二氧化硅表面可通過將甲苯懸浮液回流5小時而用苯乙烯和乙烯基甲基二乙氧基硅烷的共聚物改性(a.kurganov,v.davankov,t.isajeva,k.unger,f.eisenbeiss,《色譜雜志a輯》660(1994)97)。但是,獲得的聚合物層不夠穩(wěn)定,因為固定效率由于共聚物鏈的位阻而較低。固定聚合物層必須經(jīng)交聯(lián)以改進(jìn)其在侵蝕性環(huán)境下的水解穩(wěn)定性。
h.engelhardt等人已描述通過乙烯基改性二氧化硅與丙烯酸衍生物的共聚而改進(jìn)的二氧化硅固定相穩(wěn)定性。在第一步中,二氧化硅在三乙胺存在下用含有個別乙烯基的硅烷改性。在第二步中,表面通過在使用α,α'-偶氮異丁腈(aibn)作為引發(fā)劑的溶液中聚合含有所需官能團(tuán)的丙烯酸衍生物與固定乙烯基而覆蓋。自由基聚合在80℃與120℃之間的溫度下進(jìn)行2-3小時。獲得的聚合物囊封的二氧化硅相在堿性條件下比常規(guī)刷型相壽命更長。但是,其不夠穩(wěn)定且在高于9.0的ph下使用時快速失效(h.engelhardt,h.
ph穩(wěn)定固定相的重要應(yīng)用為通過hplc同時定性和定量測定氨基糖苷類。氨基糖苷類抗生素頻繁用作臨床和獸醫(yī)藥物以治療由革蘭氏陰性細(xì)菌引起的感染。但是,這些抗生素可引起不同程度的耳毒性和腎毒性。因此,極重要的是開發(fā)測定藥物制備中的氨基糖苷類含量和監(jiān)測不同樣品基質(zhì)中的氨基糖苷類殘余的靈活且可靠的分析方法。但是,由于氨基糖苷類的結(jié)構(gòu)類似性、極高親水性和不具有發(fā)色團(tuán)而難以實現(xiàn)氨基糖苷類的hplc分離。離子配對反相液相色譜(ip-rplc)、離子色譜(ic)和親水性相互作用液相色譜(hilic)用于在無任何推導(dǎo)的情況下分析氨基糖苷類。反相柱(例如c18)是在談到氨基糖苷類抗生素時的所選柱,因為其展現(xiàn)所需選擇性、高效率和極佳機(jī)械穩(wěn)定性。但是,極酸性條件(例如ph約1)的要求使得大部分基于二氧化硅的c18不適合于此應(yīng)用。大部分c18柱在損失其反相容量的大于20%之前僅持續(xù)24至48小時。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供:
一種色譜材料,其包含:
具有表面且具有共價結(jié)合至表面的聚合層的基質(zhì);
包含共價連接到基質(zhì)表面的聚合物分子的聚合層,每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵(即si-o-si鍵)連接至表面且每一聚合物分子連接至一或多個(優(yōu)選地多個)各自包含官能團(tuán)的官能化化化合物。官能團(tuán)尤其合意地具有色譜官能性。確切地說,官能團(tuán)為烷基或芳基,優(yōu)選地c4-c30烷基或芳基。
材料可因此視為聚合物囊封材料。
聚合物優(yōu)選地包含硅氧烷聚合物或含有硅烷基的聚合物。此類聚合物的硅烷基允許聚合物經(jīng)由硅氧烷鍵連接至二氧化硅基質(zhì)。
聚合層優(yōu)選地如下形成:將至少一個聚合物分子共價連接至基質(zhì)表面,每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵連接至表面且每一聚合物分子含有多個第一反應(yīng)性基團(tuán)(確切地說烯烴基,尤其是乙烯基或烯丙基,或硫醇基),且使連接的聚合物分子的第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種官能化化合物反應(yīng),所述化合物包含與第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)(確切地說烯烴基,或-sh(硫醇)基)且進(jìn)一步包含官能團(tuán),確切地說具有色譜官能度,尤其為烷基或芳基,優(yōu)選地c4-c30烷基或芳基。
在特別優(yōu)選的實施例中,本發(fā)明提供:
一種色譜材料,其包含:
具有表面且具有共價結(jié)合至表面的聚合層的二氧化硅基質(zhì);
聚合層是如下形成:將至少一種聚合物共價連接至基質(zhì)的表面,聚合物選自乙烯基烷氧基硅烷聚合物和乙烯基官能性硅烷基改性聚丁二烯,每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵(si-o-si)連接至表面且每一聚合物分子含有多個乙烯基,且使連接的聚合物分子的乙烯基與至少一種官能化化合物反應(yīng),所述官能化化合物包含與連接的聚合物分子的乙烯基反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán),第二反應(yīng)性基團(tuán)選自乙烯基、烯丙基或硫醇基,且進(jìn)一步包含c14-c22烷基官能團(tuán)(優(yōu)選地c18烷基),確切地說具有色譜官能度,如反相色譜官能度的官能團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明的材料因此包含基質(zhì)、結(jié)合至基質(zhì)的聚合層和結(jié)合至聚合層的官能化合物。聚合層進(jìn)而用以將官能化合物連接至基質(zhì)且保護(hù)基質(zhì)免受水解。官能化合物允許分析物的色譜分離,例如通過反相分離。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種形成官能化二氧化硅以供色譜用的方法,所述方法包含:
在第一階段中,使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在高溫和減壓條件下反應(yīng);
一或多種第一官能化化合物包含一或多個與二氧化硅的表面反應(yīng)的硅烷基和一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán),進(jìn)而將一或多種第一官能化化合物共價連接至二氧化硅的表面且使得第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);和
在第二階段中,使一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含一或多個與一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)且進(jìn)一步包含官能團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種形成官能化二氧化硅以供色譜用的方法,所述方法包含:
在第一階段中,使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在高溫條件下反應(yīng);
一或多種第一官能化化合物包含一或多種具有多個與二氧化硅的表面反應(yīng)的硅烷基和多個第一反應(yīng)性基團(tuán)的聚合物,進(jìn)而將一或多種第一官能化化合物共價連接至二氧化硅的表面且使得第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);和
在第二階段中,使一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含一或多個與一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)且進(jìn)一步包含官能團(tuán)。
因此,本發(fā)明涉及通過在較高反應(yīng)溫度并且優(yōu)選地減壓下使用聚合物使二氧化硅基質(zhì)官能化而制備固定相材料。已發(fā)現(xiàn)所述材料極ph穩(wěn)定且適用作分離介質(zhì)。
在使用較高反應(yīng)溫度和減壓的方法中,至少一種第一官能化化合物優(yōu)選地為如下文描述的聚合物,即共價連接到基質(zhì)表面的聚合物,或可為硅烷單體(例如乙烯基硅烷)。聚合物尤其可為以下類型:如下文所述的硅氧烷聚合物(例如乙烯基硅氧烷聚合物)或硅烷基改性聚合物,如硅烷基改性聚丁二烯。
第二官能化化合物優(yōu)選地為包含烯烴基或鍵的烴類化合物,尤其烷基化合物,或為如下文所述的烷基硫醇或芳基硫醇。
表面上的聚合層的第一結(jié)合層(即由第一官能化化合物或聚合物形成)優(yōu)選地由具有就良好穩(wěn)定性來說不太小且不太大以具有阻斷孔隙,進(jìn)而導(dǎo)致不佳色譜傾向的一定尺寸(分子量)的聚合物制備。聚合層的第二結(jié)合(官能化)層優(yōu)選地由第二官能化化合物(包含官能團(tuán)(例如烷基或芳基)和烯烴反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基、烯丙基、苯乙烯系、丙烯酰胺、丙烯酸酯等))與第一結(jié)合層中的第一反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基、烯丙基)的共聚合形成。
方法的第二階段優(yōu)選地使用聚合層的自由基聚合提供二氧化硅相的聚合物囊封。
本發(fā)明利用聚合物(本文中的所述術(shù)語包括可在它處稱為寡聚物的分子)形成聚合層,所述聚合層具有多個反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基)和多個硅烷基以用于連接至表面,其相比于使用簡單小乙烯基功能性硅烷分子給出表面硅氧烷鍵的更好覆蓋度和保護(hù),如engelhardt等人(《色譜學(xué)(chromatographia)》,27(1989)535)中所述。在后一種情況下,表面硅氧烷鍵更暴露于酸性或堿性條件下的侵襲。在測試中,已發(fā)現(xiàn)以本文所述的方式使用聚合物可提供相比于使用對應(yīng)乙烯基硅烷單體分子的高50%至100%的ph極值(ph1和ph13)下的穩(wěn)定性。
由本發(fā)明提供的材料可展現(xiàn)優(yōu)越的酸性條件下的穩(wěn)定性和極大改進(jìn)的堿性條件下的耐用性。填充有此類材料的柱(如色譜或固相萃取柱)可適合于在極佳分辨和化學(xué)耐用性的情況下分離氨基糖苷類抗生素。已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的c18官能化材料在極低ph條件下展現(xiàn)極佳水解穩(wěn)定性且顯示極大改進(jìn)的堿性條件下的穩(wěn)定性。已證明填充有此類c18官能化材料的柱適合于在延長壽命和分辨力的情況下分離氨基糖苷類抗生素。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種分離氨基糖苷類抗生素的方法,其包含使含有包含一或多種氨基糖苷類抗生素的樣品的移動相流過柱以將一或多種氨基糖苷類抗生素彼此色譜分離和/或與樣品的一或多種其它組分色譜分離,其中所述柱填充有根據(jù)本發(fā)明的色譜材料。優(yōu)選地,移動相的ph為約1或更小,其在分離氨基糖苷類抗生素時為典型的。其它應(yīng)用中的本發(fā)明的色譜材料也可以適用于堿性相,例如在約ph11下。
在制造如上文所述的色譜材料的一個實施例中,所述方法可進(jìn)一步包括使二氧化硅在第一階段和/或第二階段期間在減壓(游其低于大氣壓并且優(yōu)選地低于500mbar)下反應(yīng)。
在一個實施例中,可通過一種方法制得色譜材料,其中所述方法包括在第一階段中使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng)。一或多種第一官能化化合物包括一或多個與二氧化硅的表面反應(yīng)的硅烷基;和一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)。進(jìn)而,一或多種第一官能化化合物共價連接到二氧化硅的表面且使得第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng)。在第二階段中,一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng)。第二官能化化合物包括一或多個與一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán);和官能團(tuán)。借此,疏水性中性化合物的色譜分析的保留時間在移動相流經(jīng)色譜材料大于20小時時不改變超過+/-10%,其中移動相的ph為約1或更小。疏水性中性化合物可包括乙酰苯胺。
關(guān)于上文所述的色譜材料,其可以進(jìn)一步包括在第一階段期間,但在第二階段之前重復(fù)使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng)的步驟。可重復(fù)在第二階段期間使一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng)的步驟。
關(guān)于上文所述的色譜材料,二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在第一階段中的反應(yīng)可在不存在溶劑的情況下進(jìn)行。類似地,一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物在第二階段中的反應(yīng)可在不存在溶劑的情況下進(jìn)行。
關(guān)于上文所述的色譜材料,二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在第一階段中的反應(yīng)可在催化劑存在下進(jìn)行。
關(guān)于上文所述的色譜材料,第一官能化化合物可包括乙烯基硅氧烷聚合物。乙烯基硅氧烷聚合物可具有式i:
其中n為3到100的整數(shù),r1和r2獨立地選自由以下組成的群組:烷氧基、羥基和鹵基。
關(guān)于上文所述的色譜材料,第一反應(yīng)性基團(tuán)可包括選自由乙烯基和烯丙基組成的群組的成員。官能團(tuán)可包括選自由烷基和芳基組成的群組的成員。更確切地說,官能團(tuán)可包括c4-c30烷基。第二反應(yīng)性基團(tuán)可包括選自由乙烯基、烯丙基和硫醇基組成的群組的成員。
附圖說明
并入本文中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖說明本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例,并且與上文給出的一般說明和下文給出的詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的特征(其中相同數(shù)字表示相同元件)。
圖1(流程1)顯示使用乙烯基硅烷聚合物制備乙烯基官能化二氧化硅。
圖2(流程2)顯示使用乙烯基硅烷共聚物制備乙烯基官能化二氧化硅。
圖3(流程3)顯示使用三乙氧基硅烷基改性聚丁二烯制備乙烯基官能化二氧化硅。
圖4(流程4)顯示使用二乙氧基甲基硅烷基改性聚丁二烯制備乙烯基官能化二氧化硅。
圖5(流程5)顯示使用三甲氧基硅烷單體制備乙烯基官能化二氧化硅。
圖6(流程6)顯示制備聚合物囊封的二氧化硅。
圖7(流程7)顯示用s鍵二氧化硅制備c8。
圖8說明使用新開發(fā)的ph穩(wěn)定c18相42和熟知c18柱(品牌a)的ph1(0.1mtfa)和80℃下的水解穩(wěn)定性測試。
圖9說明使用新開發(fā)的ph穩(wěn)定c18相43和熟知c18柱(品牌a)的ph13(0.1mnaoh)和30℃下的水解穩(wěn)定性測試。
圖10顯示填充有新開發(fā)的ph穩(wěn)定c18相42的柱的性能測試。
圖11顯示使用新開發(fā)的c18相42的低ph條件(100mmtfa,ph約1)下的硫酸慶大霉素的離子配對反相l(xiāng)c分離。
圖12顯示使用新開發(fā)的c18相42的低ph條件下和hfba存在下的硫酸大觀霉素的離子對反相l(xiāng)c分離。
圖13說明當(dāng)使用新開發(fā)的c18相42時,移動相(100mmtfa)中的hfba濃度對8種氨基糖苷類抗生素的保留因子的影響。
圖14說明使用慶大霉素作為測試探針的低ph條件(100mmtfa,ph約1)和50℃下的填充有新開發(fā)的c18相42的柱的耐用性測試。
具體實施方式
現(xiàn)將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種優(yōu)選的特征、實施例和實例。
定義:
本文中,術(shù)語“烴”等(例如烴部分、烴基等)包括如本文中定義的烷基和芳基。
本文中,術(shù)語“碳鏈長”或“總碳鏈長”意指分子中的最長碳鏈長。因此,在直鏈的情況下,鏈長度簡單地編號為例如:
鏈分支未包括在鏈長計數(shù)中,呈例如:
在芳基的情況下,苯環(huán)中的碳原子數(shù)目在鏈長中對于對鍵計為4且對于間鍵計為3,例如:
任何雜原子不計為碳鏈長中的碳原子。
除非另外說明,否則在本文中,術(shù)語“烷基”本身或作為另一取代基的部分意指直鏈或分支鏈或環(huán)烴自由基或其組合,其可以是完全飽和、單或多不飽和并且可包括具有一定數(shù)目的所指示的碳原子(即,c1-c10意指一到十個碳)的二價和多價自由基。飽和烴類自由基的實例包括(但不限于)以下基團(tuán):如甲基、乙基、正丙基(例如,-ch2-ch2-ch3、-ch2-ch2-ch2-)、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、仲丁基、環(huán)己基、(環(huán)己基)甲基、環(huán)丙基甲基、例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的同系物和異構(gòu)體。不飽和烷基是具有一或多個雙鍵或三鍵的烷基。不飽和烷基的實例包括(但不限于)乙烯基、2-丙烯基、巴豆基、2-異戊烯基、2-(丁二烯基)、2,4-戊二烯基、3-(1,4-戊二烯基)、乙炔基、1-和3-丙炔基、3-丁炔基以及高級同系物和異構(gòu)體。除非另外指出,否則術(shù)語“烷基”還意指包括以下更詳細(xì)定義的那些烷基衍生物,例如“雜烷基”。限于烴基的烷基稱為“高烷基”。術(shù)語“烷基”也可意指“亞烷基”或“烷基二基”以及在其中烷基為二價自由基的那些情況下的次烷基。
典型烷基包括(但不限于):甲基;乙基,如乙烷基、乙烯基、乙炔基;丙基,如丙-1-基、丙-2-基、環(huán)丙-1-基、丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基(烯丙基)、環(huán)丙-1-烯-1-基;環(huán)丙-2-烯-1-基、丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基等;丁基,諸如丁-1-基、丁-2-基、2-甲基-丙-1-基、2-甲基-丙-2-基、環(huán)丁-1-基、丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1--基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-2-基、丁-1,3-二烯-1-基、丁-1,3-二烯-2-基、環(huán)丁-1-烯-1-基、環(huán)丁-1-烯-3-基、環(huán)丁-1,3-二烯-1-基、丁-1-炔-1-基、丁-1-炔-3-基、丁-3-炔-1-基等;等等。
本文中,術(shù)語“亞烷基”或“烷基二基”本身或作為另一取代基的部分意指衍生自烷基的二價自由基,如舉例說明但是不受-ch2ch2ch2-(丙烯或丙烷-1,3-二基)的限制,并且進(jìn)一步包括以下所述的那些基團(tuán),如“亞雜烷基”。通常,烷基(或亞烷基)基團(tuán)將具有1至約30個碳原子,優(yōu)選1至約25個碳原子,更優(yōu)選1至約20個碳原子,甚至更優(yōu)選1至約15個碳原子并且最優(yōu)選地1至約10個碳原子。“低碳數(shù)烷基”、“低碳數(shù)亞烷基”或“低碳數(shù)烷基二基”為較短鏈的烷基、亞烷基或烷基二基,一般具有約10個或更少碳原子、約8個或更少碳原子、約6個或更少碳原子或約4個或更少碳原子。
本文中,術(shù)語“次烷基”本身或作為另一取代基的部分意指衍生自烷基的二價自由基,如由ch3ch2ch2=(亞丙基)例示但不受其限制。通常,次烷基將具有1至約30個碳原子,優(yōu)選1至約25個碳原子,更優(yōu)選1至約20個碳原子,甚至更優(yōu)選1至約15個碳原子并且最優(yōu)選地1至約10個碳原子?!暗吞紨?shù)烷基”或“低碳數(shù)次烷基”為較短鏈烷基或次烷基,一般具有約10個或更少碳原子、約8個或更少碳原子、約6個或更少碳原子或約4個或更少碳原子。
本文中,術(shù)語“烷氧基”、“烷氨基”和“烷硫基”(或硫代烷氧基)用于其常規(guī)的含義,并且是指分別經(jīng)由氧原子、氨基或硫原子連接至分子的其余部分的那些烷基。
除非另外說明,否則在本文中,術(shù)語“雜烷基”本身或與另一個術(shù)語組合意指穩(wěn)定直鏈或支鏈或環(huán)烴自由基或其組合,包含規(guī)定數(shù)目的碳原子和至少一個選自由以下組成的群組的雜原子:o、n、si、s及b,且其中氮和硫原子可任選地為氧化的,并且氮雜原子可任選地為季銨化的。雜原子o、n、b、s和si可位于雜烷基的任何內(nèi)部位置處或在烷基連接至分子的其余部分的位置處。實例包括(但不限于)-ch2-ch2-o-ch3、-ch2-ch2-nhch3、-ch2-ch2-n(ch3)-ch3、-ch2-s-ch2-ch3、-ch2-ch2,-s(o)-ch3、-ch2-ch2-s(o)2-ch3、-ch=ch-o-ch3、-si(ch3)3、-ch2-ch=n-och3和-ch=ch-n(ch3)-ch3。至多兩個雜原子可以是連續(xù)的,例如-ch2-nh-och3和-ch2-o-si(ch3)3。類似地,單獨或作為另一取代基的一部分的術(shù)語“亞雜烷基”意指衍生自雜烷基的二價基團(tuán),例如(但不限于)-ch2-ch2-s-ch2-ch2-和-ch2-s-ch2-ch2-nh-ch2-。對于亞雜烷基來說,雜原子也可占據(jù)鏈末端(例如,亞烷氧基、亞烷二氧基、亞烷氨基、亞烷二氨基等)中的任一者或兩者。任選地,對于亞烷基和亞雜烷基鍵聯(lián)基團(tuán),鍵聯(lián)基團(tuán)的式的書寫方向并不表示鍵聯(lián)基團(tuán)的定向。舉例來說,式-co2r'-任選地表示-c(o)or'和-oc(o)r'。
除非另外說明,否則在本文中,單獨或與其它術(shù)語組合的術(shù)語“環(huán)烷基”和“雜環(huán)烷基”分別表示“烷基”和“雜烷基”的環(huán)狀形式。另外,對于雜環(huán)烷基來說,雜原子可以占據(jù)雜環(huán)連接到分子的其余部分的位置。環(huán)烷基的實例包括(但不限于)環(huán)戊基、環(huán)己基、1-環(huán)己烯基、3-環(huán)己烯基、環(huán)庚基等。雜環(huán)烷基的實例包括(但不限于):1-(1,2,5,6-四氫吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-嗎啉基、3-嗎啉基、四氫呋喃-2-基、四氫呋喃-3-基、四氫噻吩-2-基、四氫噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。
除非另外說明,否則在本文中,單獨或作為另一取代基的一部分的術(shù)語“鹵基”或“鹵素”意指氟、氯、溴或碘原子。另外,如“鹵烷基”的術(shù)語意圖包括單鹵烷基和多鹵烷基。舉例來說,術(shù)語“鹵(c1-c4)烷基”意圖包括(但不限于)三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另外說明,否則在本文中,術(shù)語“芳基”意指可以是單環(huán)或稠合在一起或共價連接的多個環(huán)(優(yōu)選地1到3個環(huán))的多不飽和芳族取代基。術(shù)語“雜芳基”是指含有選自n、o、s、si和b的一到四個雜原子的芳基(或環(huán)),其中氮原子和硫原子任選地經(jīng)氧化,并且氮原子任選地經(jīng)季銨化。雜芳基可以通過雜原子連接到分子的其余部分。芳基和雜芳基的非限制性實例包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-聯(lián)苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-異喹啉基、5-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。以上所指出的芳基和雜芳基環(huán)系統(tǒng)中的每一個的取代基選自下文所述的可接受取代基的群組。
為簡潔起見,當(dāng)在本文中,術(shù)語“芳基”與其它術(shù)語組合使用(例如,芳氧基、芳基硫氧基、芳烷基)時,其包括如上所定義的芳基和雜芳基環(huán)兩者。因此,術(shù)語“芳烷基”意指包括芳基連接到烷基的那些基團(tuán)(例如,苯甲基、苯乙基、吡啶基甲基等),所述烷基包括碳原子(例如,亞甲基)已被例如氧原子(例如,苯氧基甲基、2-吡啶氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等)置換的那些烷基。
上述術(shù)語中的每一個(例如,“烷基”、“雜烷基”、“芳基”和“雜芳基”)意指包括所指示基團(tuán)的經(jīng)取代和未經(jīng)取代的兩種形式。以下提供用于各類基團(tuán)的優(yōu)選取代基。
烷基和雜烷基(包括通常被稱為亞烷基、烯基、亞雜烷基、雜烯基、炔基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、環(huán)烯基和雜環(huán)烯基的那些基團(tuán))的取代基一般被稱為“烷基取代基”,并且其可以是選自(但不限于)以下的多種基團(tuán)中的一或多個:經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜環(huán)烷基、-or'、=o、=nr'、=n-or'、-nr'r"、-sr'、-鹵素、-sir'r"r"'、-oc(o)r'、-c(o)r'、-co2r'、-conr'r"、-oc(o)nr'r"、-nr"c(o)r'、-nr'-c(o)nr"r"'、-nr"c(o)2r'、-nr-c(nr'r"r'")=nr""、-nr-c(nr'r")=nr'"、-s(o)r'、-s(o)2r'、-os(o)2r'、-s(o)2nr'r"、-nrso2r'、-cn和-no2,數(shù)目在零到(2m'+1)范圍內(nèi),其中m'為所述基團(tuán)中的碳原子總數(shù)。r'、r"、r"和r""各自優(yōu)選獨立地是指氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基(例如經(jīng)1-3個鹵素取代的芳基)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基或芳烷基。當(dāng)本發(fā)明化合物包括大于一個r基團(tuán)時,例如,當(dāng)存在r、r'、r"、r'"和r""基團(tuán)中的大于一個時,獨立地選擇每一個r基團(tuán),r'、r"、r'"和r""基團(tuán)也如此。當(dāng)r'與r"連接到同一氮原子時,其可以與所述氮原子組合形成5元、6元或7元環(huán)。舉例來說,-nr'r"意圖包括(但不限于)1-吡咯烷基和4-嗎啉基。從以上取代基的論述,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解,術(shù)語“烷基”意圖包括包括結(jié)合到除氫基以外的基團(tuán)的碳原子的基團(tuán),如鹵烷基(例如,-cf3和-ch2cf3)和?;?例如,-c(o)ch3、-c(o)cf3、-c(o)ch2och3等)。
類似于針對烷基描述的取代基,針對芳基和雜芳基的取代基一般被稱為“芳基取代基”。所述取代基選自(例如):在芳族環(huán)系統(tǒng)上的零至開放價態(tài)總數(shù)范圍內(nèi)的數(shù)目的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜環(huán)烷基、-or'、=o、=nr'、=n-or'、-nr'r"、-sr'、-鹵素、-sir'r"r"'、-oc(o)r'、-c(o)r'、-co2r'、-conr'r"、-oc(o)nr'r"、-nr"c(o)r'、-nr'-c(o)nr"r"'、-nr"c(o)2r'、-nr-c(nr'r"r'")=nr""、-nr-c(nr'r")=nr'"、-s(o)r'、-s(o)2r'、-s(o)2nr'r"、-nrso2r'、-cn和-no2、-r'、-n3-ch(ph)2、氟(c1-c4)烷氧基和氟基(c1-c4)烷基;并且其中r'、r"、r"'和r""優(yōu)選為獨立地選自氫、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基和經(jīng)取代或未經(jīng)取代的雜芳基。當(dāng)本發(fā)明化合物包括大于一個r基團(tuán)時,例如,當(dāng)存在r、r'、r"、r'"和r""基團(tuán)中的大于一個時,獨立地選擇每一個r基團(tuán),r'、r"、r'"和r""基團(tuán)也如此。
基質(zhì)可為顆?;騿螇K基質(zhì),優(yōu)選顆粒狀的。基質(zhì)材料可為金屬氧化物(所述術(shù)語在本文中包括類金屬氧化物,如二氧化硅,且包括無機(jī)-有機(jī)雜化材料(尤其為金屬氧化物-有機(jī)雜化材料),如例如wo00/45951中所述)?;|(zhì)可尤其為二氧化硅(sio2),所述術(shù)語在本文中包括二氧化硅/有機(jī)雜混物、氧化鋁(al2o3)、二氧化鈦(tio2)、或氧化鋯(zro2)基質(zhì)。二氧化硅(所述術(shù)語在本文中包括二氧化硅/有機(jī)雜混物)基質(zhì)為最優(yōu)選的。二氧化硅的表面可在共價連接聚合物之前經(jīng)硅烷醇(羥基)基封端,例如以使得如本文中所述的聚合物的硅烷基與所述表面硅烷醇基反應(yīng)。
聚合層共價結(jié)合至基質(zhì)表面。聚合層由將至少一種聚合物(所述術(shù)語包括低聚物)共價連接至基質(zhì)表面形成。每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵(si-o-si)連接至所述表面。每一聚合物分子含有多個反應(yīng)性基團(tuán)(確切地說烯烴基,尤其為乙烯基或烯丙基,或硫醇基)且連接的聚合物分子的這些反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種官能化化合物反應(yīng)。
更詳細(xì)地,如下形成聚合層:將至少一種聚合物(所述術(shù)語包括低聚物)共價連接至基質(zhì)表面,每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵(si-o-si)連接至所述表面且每一聚合物分子含有多個第一反應(yīng)性基團(tuán)(確切地說烯烴基,尤其為乙烯基或烯丙基,或硫醇基),且使連接的聚合物分子的第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種官能化化合物反應(yīng),所述官能化化合物包含與第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)(即至少一種第二反應(yīng)性基團(tuán))(確切地說其中第二反應(yīng)性基團(tuán)包含烯烴基(本文中的術(shù)語烯烴包括具有反應(yīng)性雙鍵的基團(tuán),例如乙烯基、烯丙基、苯乙烯基、丙烯酰胺基、丙烯酸酯)或硫醇基(-sh))且進(jìn)一步包含官能團(tuán)。官能團(tuán)優(yōu)選地具有色譜官能度。確切地說,官能團(tuán)包含烷基或芳基,優(yōu)選地c4-c30烷基或芳基。
聚合物分子不形成于來自表面結(jié)合單體的表面上;聚合物分子在其連接至表面之前已經(jīng)是聚合物分子。以此方式,聚合物(具有多個第一反應(yīng)性基團(tuán)和多個硅烷基)結(jié)合至二氧化硅的表面,其相比于如engelhardt等人上述的使用小乙烯基官能性硅烷分子給出表面硅氧烷鍵的更好覆蓋度和保護(hù),使用小乙烯基官能性硅烷分子使得表面硅氧烷鍵更暴露于酸性/堿性條件下的侵襲。
聚合物優(yōu)選地包含和利用一或多個硅烷基以將聚合物連接至基質(zhì)(尤其二氧化硅基質(zhì))。硅烷基因此優(yōu)選地為活化硅烷基,即具有可與基質(zhì)(尤其二氧化硅)表面反應(yīng)且使得聚合物能夠連接至基質(zhì)表面的基團(tuán)(離去基)。硅烷基以此方式經(jīng)由硅氧烷鍵(si-o-si)將聚合物共價結(jié)合至二氧化硅基質(zhì)。硅氧烷鍵中的第一si原子衍生自硅烷基。硅氧烷堿中的第二si原子衍生自二氧化硅,即二氧化硅表面。
聚合物分子的一或多個硅烷基優(yōu)選地具有下式:
其中r1、r2、r3中的至少一個為離去基。優(yōu)選地,r1、r2、r3獨立地選自氧原子(例如連接到基質(zhì)中的基質(zhì)(硅)原子或連接到聚合物的另一硅原子)、羥基、鹵素原子、烷氧基(即甲氧基、乙氧基等)、二烷基氨基、?;⑼榛?任選地雜烷基或雜環(huán)烷基)、芳基(任選地雜芳基)或反應(yīng)性基團(tuán)(即本文所述的第一反應(yīng)性基團(tuán),例如烯烴基,如乙烯基、烯丙基等)。
基團(tuán)r1、r2和r3可以是相同或全部不同的。優(yōu)選地,r1、r2、r3基團(tuán)中的至少一個,任選地兩個為離去基。更優(yōu)選地,r1、r2、r3基團(tuán)中的至少一個為烷氧基(優(yōu)選地甲氧基、乙氧基或丙氧基,尤其甲氧基)、二烷基氨基或鹵素原子。
在乙烯基硅氧烷聚合物的情況下,通常硅烷基具有離去基(末端硅烷基可具有兩個離去基)、反應(yīng)性基團(tuán)和與對應(yīng)氧原子的兩個鍵(末端硅烷基具有一個此類鍵),所述氧原子連接至聚合物的相鄰硅原子)。離去基能夠允許聚合物形成與基質(zhì)二氧化硅表面的硅氧烷鍵。
聚合物包含多個反應(yīng)性基團(tuán),在本文中稱為第一反應(yīng)性基團(tuán)。第一反應(yīng)性基團(tuán)優(yōu)選地為反應(yīng)性烯烴基或反應(yīng)性硫醇基,尤其為烯烴基。聚合物的反應(yīng)性烯烴基優(yōu)選地為乙烯基或烯丙基。多個反應(yīng)性基團(tuán)優(yōu)選地全部為相同類型,例如全部為乙烯基。
聚合物優(yōu)選地具有相鄰第一反應(yīng)性基團(tuán)之間(例如相鄰乙烯基之間)的“固定”距離,即聚合物分子中的所有反應(yīng)性基團(tuán)的相鄰第一反應(yīng)性基團(tuán)之間的距離基本上一致。舉例來說,圖1的均聚物1在第一反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基)之間具有重復(fù)的3原子間隔。
一種類型的實施例中的至少一種聚合物優(yōu)選地包含至少一種具有反應(yīng)性基團(tuán)的硅氧烷聚合物。確切地說,此類型的實施例中的至少一種聚合物優(yōu)選地包含至少乙烯基硅氧烷聚合物(即具有反應(yīng)性乙烯基的硅氧烷聚合物)。(任選地乙烯基)硅氧烷聚合物的尺寸(即數(shù)目平均分子量,mwn)優(yōu)選地為500-10,000道爾頓(da)。乙烯基硅氧烷聚合物優(yōu)選地為乙烯基烷氧基硅烷聚合物。
乙烯基硅氧烷聚合物可在一個優(yōu)選實施例中具有式i:
其中n為3至100的整數(shù),r1和r2獨立地選自烷氧基(尤其為甲氧基和乙氧基)、羥基和鹵基(尤其為cl)。r1和r2優(yōu)選地獨立地選自烷氧基(尤其為甲氧基和乙氧基)和羥基。r1和r2更優(yōu)選地獨立地選自烷氧基,尤其為甲氧基和乙氧基。r1和r2尤其優(yōu)選地相同,優(yōu)選地均為甲氧基或乙氧基。
在優(yōu)選實施例中,乙烯基硅氧烷聚合物可具有式ii:
或者,具有代替式ii中的甲氧基的乙氧基或羥基的聚合物也是優(yōu)選實施例。
由式i或ii的聚合物(具有甲氧基或乙氧基)形成的表面結(jié)合聚合層優(yōu)選地具有如下的通式結(jié)構(gòu),其中存在乙烯基反應(yīng)性基團(tuán):
在式i或ii中,任何數(shù)目的乙烯基可經(jīng)烷基,例如c1-c4烷基,尤其c1-c3烷基置換。
乙烯基硅氧烷聚合物可為共聚物,例如含有乙烯基硅氧烷單元和烷基硅氧烷單元(尤其為c1-c4烷基)的混合物。共聚物可具有標(biāo)稱式iii,例如:
其中r1和r2如關(guān)于式i和ii在上文所定義且其中n為3到100的整數(shù)且m為1到70(優(yōu)選地1到20)的整數(shù),
或式iv,例如
上式中的乙烯基硅氧烷單元和烷基硅氧烷單元可以嵌段形式,或隨機(jī)分布,或在交替位置存在于聚合物中?;蛘?,具有代替式iv中的乙氧基的甲氧基或羥基的聚合物也是優(yōu)選實施例。
另一類型的實施例中的至少一種聚合物優(yōu)選地包含至少一種含有硅烷基的聚合物(即至少一種含有多個硅烷基的聚合物),其優(yōu)選地具有500-10,000道爾頓mwn。確切地說,此類聚合物可為改性聚丁二烯,尤其為硅烷基改性聚丁二烯,優(yōu)選地具有500-10,000道爾頓mwn。至少一種含有硅烷基的聚合物優(yōu)選地包含三烷氧基硅烷基作為硅烷基(例如三甲氧基硅烷基或三乙氧基硅烷基)。至少一種硅烷基改性聚丁二烯優(yōu)選地包含三烷氧基硅烷基改性聚丁二烯(三烷氧基硅烷基改性聚丁二烯聚合物的大小(即分子量,mwn)優(yōu)選地為500-10,000道爾頓)。舉例來說,聚丁二烯可為三甲氧基硅烷基改性聚丁二烯或三乙氧基硅烷基改性聚丁二烯。
硅烷基改性聚丁二烯可具有式v的標(biāo)稱重復(fù)單元:
其中r1、r2和r3獨立地選自烷氧基(尤其為甲氧基和乙氧基)、羥基、鹵基(尤其cl)和烷基(尤其為c1-c3烷基,更尤其為甲基),其條件是r1、r2和r3中的至少一個為離去基(尤其為甲氧基乙氧基)。r1、r2和r3優(yōu)選地獨立地選自烷氧基(尤其為甲氧基和乙氧基)和羥基。r1、r2和r3更優(yōu)選地獨立地選自烷氧基,尤其為甲氧基和乙氧基。r1、r2和r3尤其優(yōu)選地相同,優(yōu)選地為甲氧基或乙氧基。
在優(yōu)選實施例中,硅烷基改性聚丁二烯可為具有式vi的標(biāo)稱重復(fù)單元的烷氧基硅烷基改性聚丁二烯:
其中每一r1獨立地為甲氧基或乙氧基。優(yōu)選地,所有r1為相同基團(tuán)。
例如:
或者,具有代替式vii中的乙氧基的甲氧基或羥基的聚合物也是優(yōu)選實施例。
在另一優(yōu)選實施例中,硅烷基改性聚丁二烯可為烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。舉例來說,烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯可具有式viii的標(biāo)稱重復(fù)單元:
或者,具有代替式viii中的乙氧基的甲氧基或羥基的聚合物也是優(yōu)選實施例。
式v、vi或vii的聚合物與二氧化硅的共價連接可產(chǎn)生如下的表面結(jié)合聚合層,其中存在乙烯基反應(yīng)性基團(tuán):
式viii的聚合物與二氧化硅的共價連接可產(chǎn)生如下的表面結(jié)合聚合層,其中存在乙烯基反應(yīng)性基團(tuán):
使用本文所述的聚合物提供許多益處,例如:允許出于穩(wěn)定性而與基質(zhì)多次連接,同時相比于可能傾向于阻塞基質(zhì)中的孔隙的極高mw聚合物為可控制的;允許通過烯丙基或乙烯基官能化合物的共聚合的后續(xù)表面修飾,其中相鄰反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基)之間的“固定”距離有利于在基質(zhì)表面上形成更均一保護(hù)層;且由于連接到聚合物的官能團(tuán)的選擇而允許固定相或柱化學(xué)物質(zhì)的靈活性。
優(yōu)選地,在基質(zhì)與聚合物在第一反應(yīng)階段中反應(yīng)以形成共價結(jié)合至基質(zhì)表面的層(例如具有乙烯基官能度的層)之后,基質(zhì)接著進(jìn)一步與也具有第一反應(yīng)性基團(tuán),如乙烯基的硅烷(硅烷單體,非聚合物)反應(yīng)(進(jìn)一步官能化)。舉例來說,可使用具有烷基和/或烷氧基的乙烯基硅烷,如乙烯基二甲基乙氧基硅烷。這有助于提供具有反應(yīng)性基團(tuán)(乙烯基)的二氧化硅表面的更完整覆蓋度,因為較小單體可填補聚合物分子之間的間隙。表面可接著在第二階段官能化中反應(yīng)。
用于第二階段官能化(即第一結(jié)合層的官能化)的官能化化化合物可為聚合或非聚合分子,優(yōu)選地非聚合分子。官能化化合物優(yōu)選地包含與聚合物的反應(yīng)性基團(tuán)(即第一反應(yīng)性基團(tuán))反應(yīng)的基團(tuán)。官能化化合物的反應(yīng)性基團(tuán)在本文中稱為第二反應(yīng)性基團(tuán)。確切地說,官能化化合物的反應(yīng)性烯烴基或硫醇與聚合物的烯烴基反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)。官能化化合物的第二反應(yīng)性基團(tuán)優(yōu)選地為乙烯基、烯丙基或硫醇基。本文中,具有雙鍵的基團(tuán),包括乙烯基、烯丙基、苯乙烯、丙烯酰胺和丙烯酸酯在術(shù)語烯烴基的范圍內(nèi)。
官能化化合物包含官能團(tuán)。官能團(tuán)有利地提供色譜官能度,例如反相官能度。官能團(tuán)優(yōu)選地為烴基,更優(yōu)選地烷基或芳基,尤其為烷基,如c2-c30烷基,例如c18烷基。烷基可為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基,芳基可為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基。那些基團(tuán)中的任一者可任選地含有呈硫(s)和/或氧(o)連接子形式的雜原子,和/或可任選地含有(伯、仲、叔或季)氨基、磺酰胺、酰胺、氨基甲酸酯、膦酸酯、磺酸酯和/或羧酸酯基。
在一個實施例類型中,官能化化合物優(yōu)選地為包含烯烴基或鍵的烴類化合物,尤其為烷基化合物,優(yōu)選地直鏈烷基,通常其中總碳鏈長為c4-c30,優(yōu)選地c6-c22,更優(yōu)選地c8-c22,更優(yōu)選地c8-c20,例如c8、c10、c12、c14、c16或c18;或例如c9、c11、c13、c15或c17。烴可為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基或芳基。烷基化合物優(yōu)選為具有如上所述的末端烯烴基(例如烯烴)和總鏈長的烷基化合物。第二階段官能化的尤其優(yōu)選的官能化化合物因此為c4-c30烯烴,優(yōu)選地c6-c22烯烴,更優(yōu)選地c8-c22烯烴,更優(yōu)選地c8-c20烯烴,例如c8、c10、c12、c14、c16或c18烯烴,或烯丙苯;最優(yōu)選地c8烯烴、c18烯烴或烯丙苯。烯烴的雙鍵(烯烴基)優(yōu)選地在碳鏈的末端位置,例如1-十八烯;1-辛烯。
官能化化合物的優(yōu)選的烯烴因此具有式ix:
其中rf為烷基,尤其為c4-c30烷基、c6-c22烷基、c8-c22烷基或c8-c20烷基。
在另一實施例類型中,官能化化合物優(yōu)選地為烷基硫醇或芳基硫醇,尤其為烷基硫醇,通常其中總碳鏈長為c4-c30,優(yōu)選地c4-c22,更優(yōu)選地c14-c22,更優(yōu)選地c16-c20,例如c8、c10、c12、c14、c16或c18;或例如c9、c11、c13、c15或c17。
本發(fā)明也提供固定相材料的制備,其通過在高溫下,優(yōu)選地在減壓下使用聚合物而使二氧化硅基質(zhì)官能化以形成ph穩(wěn)定的分離介質(zhì)。至少反應(yīng)的第一階段,即使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)是在高溫下在減壓下進(jìn)行。優(yōu)選地,也使用催化劑且反應(yīng)是在無溶劑存在(無溶劑條件)下進(jìn)行。
確切地說,本發(fā)明提供一種形成官能化二氧化硅以供色譜用的方法,所述方法包含:
使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在較高反應(yīng)溫度(尤其高于室溫并且優(yōu)選地高于100℃)和減壓(尤其低于大氣壓并且優(yōu)選地低于500mbar)的條件下,優(yōu)選地在無溶劑存在下反應(yīng);
一或多種第一官能化化合物包含一或多個與二氧化硅的表面反應(yīng)的硅烷基和一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)(尤其為一或多個乙烯基、烯丙基和/或一或多個硫醇基),進(jìn)而將一或多種第一官能化化合物共價連接至二氧化硅的表面且使得第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);和
使一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含一或多個與一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)(尤其為一或多個含有烯鍵和/或-sh(硫醇)基的第二反應(yīng)性基團(tuán))且進(jìn)一步包含尤其具有色譜官能度的官能團(tuán),確切地說烷基或芳基,例如c18烷基。至少一種第一官能化化合物優(yōu)選地為如本文中所述的聚合物,即共價連接到基質(zhì)表面的聚合物,或在另一實施例中可為硅烷單體(例如乙烯基硅烷)。聚合物尤其可為以下類型:如本文中所述的硅氧烷聚合物(例如乙烯基硅氧烷聚合物)或硅烷基改性聚合物,如硅烷基改性聚丁二烯。
第二官能化化合物優(yōu)選地為本文中描述的官能化化合物,即包含烯烴基或鍵的烴類化合物,尤其為烷基化合物,或為如本文中所述的烷基硫醇或芳基硫醇。
由本發(fā)明提供的反應(yīng)條件(高溫、減壓;任選地伴以催化劑;任選地伴以預(yù)淀積)提供許多益處,例如:形成結(jié)合聚合層的穩(wěn)定結(jié)合;較大地控制結(jié)合聚合層的厚度;和減少的孔隙阻塞,其對于色譜來說更好。
反應(yīng)的第二階段,即使一或多種表面結(jié)合第一官能化化合物的一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng)不必在減壓下,但仍需要高溫。
反應(yīng)的第一階段的高溫優(yōu)選地在以下范圍內(nèi):至少約100℃,或至少約110℃,或至少約120℃,或至少約140℃,或至少約160℃,或至少約180℃,或至少約200℃,尤其至少約160℃,或至少約180℃,或至少約200℃;前述范圍尤其高達(dá)約200℃,或高達(dá)約220℃,或高達(dá)約240℃,或高達(dá)約260℃,或高達(dá)約280℃,或高達(dá)約300℃。更優(yōu)選地,反應(yīng)的第一階段的高溫在約200℃至約300℃,或約210℃至約290℃,或約220℃至約280℃,或約230℃至約270℃,或約250℃范圍內(nèi)。
反應(yīng)的第一階段的減壓優(yōu)選地在以下范圍內(nèi):小于500mbar,更優(yōu)選地小于400mbar,更優(yōu)選地小于300mbar,更優(yōu)選地小于200mbar,并且最優(yōu)選地小于100mbar。壓力優(yōu)選地為至少0.01mbar,更優(yōu)選地至少0.1mbar,或至少1mbar。
反應(yīng)的第一階段的減壓和高溫優(yōu)選地同時施加至少一段時間(第一反應(yīng)時段)。此時段可為至少1小時,或至少2小時,或至少4小時,或至少8小時,或至少12小時。時段可為至多20小時,或至多30小時。優(yōu)選地持續(xù)至少此類時段施加高溫。優(yōu)選持續(xù)與高溫基本上相同的時段施加減壓。
反應(yīng)優(yōu)選地經(jīng)催化。反應(yīng)介質(zhì)因此優(yōu)選地包含與反應(yīng)物質(zhì)接觸的催化劑??墒褂眠m合的已知聚合催化劑。尤其優(yōu)選的催化劑為有機(jī)胺,例如四甲基乙二胺。
方法的第二階段優(yōu)選地使用聚合層的自由基聚合提供二氧化硅相的聚合物囊封。此聚合優(yōu)選地在引發(fā)劑存在下進(jìn)行。
對于方法的第二階段(來自引發(fā)劑存在下的共聚合的囊封聚合物層),再次使用高溫。第二階段中的壓力可為大氣壓或環(huán)境壓力或更高,例如在1到2大氣壓范圍內(nèi)。
反應(yīng)的第二階段的高溫優(yōu)選地在以下范圍內(nèi):至少約100℃,或至少約110℃,或至少約120℃,或至少約140℃200℃;前述范圍尤其高達(dá)約300℃,或高達(dá)約200℃,或高達(dá)約190℃,或高達(dá)約180℃,或高達(dá)約160℃。更優(yōu)選地,反應(yīng)的第二階段的高溫在約100℃至約300℃,或約100℃至約200℃,或約110℃至約190℃,或約120℃至約180℃,或約130℃至約170℃范圍內(nèi)。
優(yōu)選地持續(xù)一段時間(第二反應(yīng)時段)施加反應(yīng)的第二階段的高溫。此時段可為至少1小時,或至少2小時,或至少4小時,或至少8小時,或至少12小時。所述時段可為至多20小時,或至多30小時。
第一和第二反應(yīng)階段優(yōu)選地在惰性氛圍中,即在惰性氣體(例如氮氣或氬氣)中進(jìn)行。反應(yīng)物優(yōu)選地在施加高溫之前,并且在反應(yīng)的第一階段的情況下,在減小壓力之前用惰性氣體吹掃。接著優(yōu)選地在高溫時段期間,并且在反應(yīng)的第一階段的情況下,在減壓時段期間維持惰性氛圍。在另一實施例中,其中反應(yīng)壓力減小到低于50mbar,反應(yīng)可在無惰性氣體吹掃的情況下進(jìn)行。
優(yōu)選地,反應(yīng)的第一階段在不存在有機(jī)溶劑的情況下進(jìn)行。優(yōu)選地,反應(yīng)的第二階段在不存在有機(jī)溶劑的情況下進(jìn)行??捎糜谒龇椒ǖ囊徊糠种械娜魏未祟惾軇﹥?yōu)選地在施加較高反應(yīng)溫度之前去除。尤其就用于官能化的聚合來說的無溶劑方法的益處包括:改進(jìn)的表面改性的控制;和改進(jìn)的柱化學(xué)的控制。應(yīng)注意,不存在溶劑可稱為不存在液體溶劑或液體有機(jī)溶劑。
各種反應(yīng)流程可用于實施本發(fā)明的方法。許多處理步驟,包括各種任選的步驟可用于反應(yīng)流程中。以下說明是指二氧化硅,但可與其它基質(zhì)一起采用。
方法可包含預(yù)處理二氧化硅的步驟。原料二氧化硅在0.1mhno3中在90℃下酸處理4小時,接著用去離子水徹底沖洗直至濾液接近中性。酸處理二氧化硅在真空中在150℃下干燥至少12h且接著儲存在干燥器中。
二氧化硅優(yōu)選地在其經(jīng)受反應(yīng)的第一階段之前干燥。
二氧化硅優(yōu)選地放入反應(yīng)容器中。
方法優(yōu)選地包含反應(yīng)的第一階段,其中基質(zhì)經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán),更優(yōu)選地烯烴基,尤其為乙烯基官能化。對于第一階段,第一官能化化合物優(yōu)選地添加至二氧化硅;第一官能化化合物優(yōu)選地為如本文中所述的聚合物,即共價連接到二氧化硅表面的聚合物。乙烯基烷氧基硅烷聚合物為最優(yōu)選的。第一官能化化合物在添加時可包含于有機(jī)溶劑(例如甲醇)中,其可隨后去除。
反應(yīng)的第一階段的催化劑(例如有機(jī)胺)優(yōu)選地與二氧化硅和第一官能化化合物混合。或者,可使用揮發(fā)性催化劑,其不需要混合而是與二氧化硅置于相同反應(yīng)容器中。
優(yōu)選地,可例如在減壓下去除任何揮發(fā)性組分,如任何有機(jī)溶劑。這可在添加催化劑之前或之后進(jìn)行,但優(yōu)選地添加催化劑之前進(jìn)行以避免起始反應(yīng)。以此方式,反應(yīng)的第一階段優(yōu)選地在無溶劑條件下進(jìn)行。
在添加第一官能化化合物和任選地催化劑之后,其可與二氧化硅混合。
二氧化硅、第一官能化化合物和催化劑的組分優(yōu)選地在反應(yīng)之前在反應(yīng)容器中用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)沖洗并且優(yōu)選地在反應(yīng)期間保持于惰性氣體氛圍中。
反應(yīng)的第一階段通過持續(xù)如本文所述的第一反應(yīng)時段將反應(yīng)容器中的組分(二氧化硅、第一官能化化合物和催化劑)加熱至高溫而進(jìn)行。在優(yōu)選實施例中,反應(yīng)的第一階段在減壓,優(yōu)選地小于100mbar下進(jìn)行(例如通過將反應(yīng)容器抽空至所需壓力)。
進(jìn)而經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán)官能化的二氧化硅可接著經(jīng)過濾、洗滌和任選地干燥。
經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán)官能化的二氧化硅可任選地與具有第一反應(yīng)性基團(tuán)(例如乙烯基)的硅烷(非聚合物),例如式a的乙烯基硅烷進(jìn)一步反應(yīng)(即進(jìn)一步官能化),其中r基團(tuán)各獨立地為烷氧基、羥基、鹵基或烷基:
式a:
進(jìn)而經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán)進(jìn)一步官能化的二氧化硅可接著經(jīng)過濾、洗滌和干燥。
方法優(yōu)選地包含反應(yīng)的第二階段,其中經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán)(乙烯基)官能化的二氧化硅與包含第二反應(yīng)性基團(tuán)(例如烯丙基)和官能團(tuán)(例如烷基)的第二官能化化合物反應(yīng)。
對于第二階段,第二官能化化合物優(yōu)選地添加至已經(jīng)第一反應(yīng)性基團(tuán)(乙烯基)官能化的二氧化硅;第二官能化化合物優(yōu)選地為如本文中描述的c4-c30烯烴化合物。c8或c18烯烴為最優(yōu)選的,任選地經(jīng)混合。第二官能化化合物可與有機(jī)溶劑(例如二氯甲烷)中的二氧化硅混合,其可隨后去除。
引發(fā)劑(例如過氧化二異丙苯)可包含于第二官能化化合物和二氧化硅的混合物中,例如以引發(fā)自由基聚合。
優(yōu)選地,可例如在減壓下去除任何揮發(fā)性組分,如任何有機(jī)溶劑。以此方式,反應(yīng)的第二階段優(yōu)選地在無溶劑條件下進(jìn)行。
第一官能化二氧化硅、第二官能化化合物和引發(fā)劑的組分優(yōu)選地在反應(yīng)之前在反應(yīng)容器中用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)沖洗并且優(yōu)選地在反應(yīng)的第二階段期間保持于惰性氣體氛圍中。
反應(yīng)的第二階段通過持續(xù)如本文所述的第二反應(yīng)時段將反應(yīng)容器中的組分(第一官能化二氧化硅、第二官能化化合物和引發(fā)劑)加熱至高溫(例如50-300℃)而進(jìn)行。獲得官能化聚合物囊封的二氧化硅。二氧化硅可任選地在用于色譜柱中之前經(jīng)受過濾和洗滌。
基質(zhì)(優(yōu)選地二氧化硅基質(zhì))可以是完全多孔的、表面多孔的或無孔的;并且可以是顆粒狀或單塊的。
本發(fā)明的基質(zhì)合意地為色譜材料,或具有用于例如lc或spe應(yīng)用的色譜特征。
基質(zhì)優(yōu)選為顆粒狀的,其中基質(zhì)的粒子通常并且優(yōu)選為大體上球狀的,但在一些實施例中,形狀可以是不規(guī)則的。粒子優(yōu)選地具有窄粒度分布。
在某些實例中,粒子為基本上“單分散”或基本上“均分散”,這表明大部分粒子(例如,80%、90%或95%的粒子)的粒度在中值粒徑(d50)以下或以上大體上(例如,不大于10%)沒有變化。在示例性單分散粒子數(shù)中,90%的粒子的平均粒度在約0.9×d50與約1.1×d50之間。這有利于色譜應(yīng)用。盡管優(yōu)選單分散的粒子,但具有更廣粒度分布的粒子可用于諸多應(yīng)用中。
粒子通常為微粒、優(yōu)選中值粒徑為0.1μm或更大、優(yōu)選中值粒徑高達(dá)1000μm。更優(yōu)選地,粒子為1μm至1000μm、或0.1μm至500μm或1μm至500μm的直徑,或更優(yōu)選0.1μm至100μm或1μm至100μm的直徑,或甚至更優(yōu)選0.1μm至50μm的直徑,特別是0.1μm至10μm或0.2μm至10μm或1μm至10μm并且最優(yōu)選1.5μm至5μm的直徑。
粒子可以是多孔(包括部分多孔、完全多孔或表面多孔)或無孔粒子。粒子可以適用于制備固體核色譜材料。
當(dāng)形成多孔粒子時,粒子的孔可以是任何尺寸。平均孔徑通常以埃為單位(
顆?;|(zhì)材料的(bet)比表面積通常在約0.1與約2,000m2/g之間,最通常在約0.1與約1,000m2/g之間。舉例來說,顆粒材料的比表面積為在約1m2/g至約1,000m2/g之間、約1m2/g至約800m2/g之間、約1m2/g至約600m2/g之間、約1m2/g至約500m2/g之間、約1m2/g至約400m2/g之間、約1m2/g至約200m2/g之間或約1m2/g至約100m2/g之間。在另一實例中,材料的比表面積在約10與約1,000m2/g之間、在約10與約800m2/g之間、在約10與約600m2/g之間、在約10與約500m2/g之間、在約10與約400m2/g之間、在約10與約200m2/g之間或在約10與約100m2/g之間。在另一實例中,材料的比表面積在約50與約1,000m2/g之間、在約50與約800m2/g之間、在約50與約600m2/g之間、在約50與約500m2/g之間、在約50與約400m2/g之間、在約50與約200m2/g之間或在約50與約100m2/g之間。優(yōu)選地,顆粒材料的比表面積在約1與約500m2/g之間或在約10與約500m2/g之間(尤其在約50與約500m2/g之間)。在另一實例中,比表面積更優(yōu)選地在約10與約100m2/g之間。
對于無孔粒子來說,比表面積優(yōu)選地在約0.5至10m2/g之間。對于無孔粒子,中值粒徑優(yōu)選地為0.1至5μm。
鑒于以上詳細(xì)描述,可以實現(xiàn)多種優(yōu)選類型的材料,如下表1中所指示:
表1
本發(fā)明材料可用于納米-lc、分析-lc或制備級lc或spe中。在各種實施例中,材料作為填充床或單體安置于柱中。舉例來說,塑料或金屬柱填充有所述材料。
本發(fā)明的色譜材料可用于分離分析物的方法中,所述方法包含使含有分析物的樣品的移動相流過柱以將分析物彼此色譜分離,其中所述柱填充有根據(jù)本發(fā)明的色譜材料。優(yōu)選地,移動相的ph為約11或更小且有利地,移動相的ph可為約1或更小,其在分離氨基糖苷類抗生素時為典型的。因此,材料可用于將一或多種氨基糖苷類抗生素彼此分離和/或與樣品的其它組分分離的方法,所述方法包含使含有包含一或多種氨基糖苷類抗生素和任選地一或多種其它組分的樣品的移動相流過柱以將一或多種氨基糖苷類抗生素彼此色譜分離和/或于樣品的一或多種其它組分色譜分離,其中所述柱填充有根據(jù)本發(fā)明的色譜材料。此類方法中的移動相的ph優(yōu)選地為約1或更小。方法優(yōu)選地為從包含多種氨基糖苷類抗生素的樣品將所述多種氨基糖苷類抗生素彼此分離的方法。
材料可提供多種高性能特征。材料展現(xiàn)酸性條件下的優(yōu)越穩(wěn)定性和堿性條件下的極大改進(jìn)的耐用性。填充有此類材料的柱適合于在極佳分辨和化學(xué)耐用性的情況下分離氨基糖苷類抗生素。
實例
為了能夠進(jìn)一步理解本發(fā)明,而不會限制其范圍,現(xiàn)將參考附圖描述本發(fā)明的各種示例性和/或優(yōu)選實施例。
實例1:乙烯基烷氧基硅烷聚合物(圖1)
除非另外規(guī)定,否則用于以下實例中的乙烯基烷氧基硅烷聚合物是按gelest供應(yīng)的形式使用。圖1說明乙烯基甲氧基硅烷均聚物1:(gelest,目錄號vmm-005)和乙烯基乙氧基硅烷均聚物2:(gelest,目錄號vee-005)。圖2說明乙烯基乙氧基硅烷-丙基乙氧基硅烷共聚物3:(gelest,目錄號vpe-005)。
實例2:制備乙烯基官能化二氧化硅。制備溶液中的乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相(圖1,流程1)
相10:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,3μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相11:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相12:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相13:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相14:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例3:制備乙烯基官能化二氧化硅。制備起初在不含溶劑的條件下在高溫下在1大氣壓(atm,圖1,流程1)下反應(yīng)的乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相
相15:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相16:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相17:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相18:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例4:制備乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶劑的條件下在高溫和減壓下制備乙烯基烷氧基硅烷聚合物改性相(圖1,流程1)
相19:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相20:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相21:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相22:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例5:制備乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶劑的條件下在高溫和減壓下制備乙烯基烷氧基硅烷共聚物3改性相(圖2,流程2)
相23:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相24:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相25:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相26:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例6:制備乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶劑的條件下在高溫下在減壓下制備聚丁二烯改性相(圖3和4,流程3和4)
相27:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相28:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相29:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相30:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
相31:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相32:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相33:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相34:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例7:制備乙烯基官能化二氧化硅。在不含溶劑的條件下在高溫下在減壓下制備乙烯基烷氧基硅烷單體改性相(圖5,流程5)
相35:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,300m2/g;孔徑,
相36:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,225m2/g;孔徑,
相37:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,200m2/g;孔徑,
相38:將20g干燥多孔球形二氧化硅粒子(dp,5μm;表面積,30m2/g;孔徑,
實例8:使用自由基聚合制備聚合物囊封的二氧化硅相(流程6、7)
相41:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加至5g乙烯基官能化二氧化硅(相19)、3g1-十八烯6(例如aldrich)和0.8g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶(在1atm壓力下)且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相41。
相42:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相20)、2.5g1-十八烯6(例如aldrich)和0.5g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相42。
相43:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相21)、2.5g1-十八烯6(例如aldrich)和0.5g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相43。
相44:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、1g1-十八烯6(例如aldrich)和0.35g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相44。
相45:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.3g1-辛烯7(例如aldrich)和0.35g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相45。
相46:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.56g烯丙苯8(例如aldrich)和0.35g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相46。
用s鍵二氧化硅相制備c8:
相47:將15ml溶劑(例如二氯甲烷)添加5g乙烯基官能化二氧化硅(相22)、0.53g1-辛硫醇9(例如aldrich)和0.35g過氧化二異丙苯(例如aldrich)。所得混合物經(jīng)超聲處理直至均一且接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在減壓下去除所有揮發(fā)物。隨后,將所得混合物轉(zhuǎn)移至100ml玻璃瓶中,所述玻璃瓶具有裝備有氣體入口和出口的螺帽。在用惰性氣體(例如氮氣或氬氣)吹掃所述瓶15min之后,密封所述瓶且加熱至所需溫度(50-300℃)。在保持于相同溫度下16h之后,冷卻反應(yīng)物,且將反應(yīng)混合物分散于甲苯中且超聲處理30min。在過濾后,用甲苯和丙酮徹底洗滌濾餅,得到相47。
制備的相和反應(yīng)條件的概述顯示于表2和3中:
表2:以不同聚合物/單體起始物質(zhì)制備多種乙烯基二氧化硅相(反應(yīng)流程1-5):
表3:制備聚合物囊封的二氧化硅(pes)相(反應(yīng)流程6-7)。
實例9:低ph穩(wěn)定性
測試由酸脅迫條件和柱測試的重復(fù)循環(huán)組成。
性能測試條件:固定相,相42和商業(yè)c18;柱尺寸:3×150mm;移動相:10%乙腈/90%10mm乙酸銨(ph=5.2);流動速率,0.425ml/min;注入體積,2μl;溫度,30℃;檢測,220nm下的uv;測試探針,尿嘧啶(0.15mg/ml),乙酰苯胺(2mg/ml)。
酸脅迫條件:移動相,0.1mtfa;流動速率,0.425ml/min;溫度,80℃;持續(xù)時間,3h。
圖8說明相42(空心圓)相比于由常規(guī)c18硅烷化學(xué)物質(zhì)(例如非聚合硅烷化學(xué)物質(zhì))在低ph條件(0.1mtfa,ph約1)下制得的商業(yè)c18相(實心圓)的水解穩(wěn)定性測試。在100h的測試時段期間,相42的乙酰苯胺峰的保留時間改變約4%。對于商業(yè)c18相,其在80h酸處理之后減少超過50%。相42顯示低ph條件下的優(yōu)良水解穩(wěn)定性。
實例10:高ph穩(wěn)定性
測試由基底應(yīng)力條件和柱測試的重復(fù)循環(huán)組成。性能測試條件為:柱,填充相43,尺寸,3×150mm;移動相,10%乙腈/90%10mm乙酸銨(=5.2);流動速率,0.425ml/min;注入體積,2μl;溫度,30℃;檢測,220nm下的uv;測試探針,尿嘧啶(0.15mg/ml),普魯卡因胺(0.15mg/ml)甲苯磺酸鈉(0.15mg/ml),乙酰苯胺(2mg/ml)。
基底應(yīng)力條件為:移動相,0.1mnaoh于10%甲醇中;溫度,30℃;持續(xù)時間,1h。
圖9說明高ph條件(0.1mnaoh,ph13)下的相43(空心圓)相比于品牌a-c18相(實心圓)的水解穩(wěn)定性測試。乙酰苯胺峰的效率在相43的12h基底處理之后開始顯著降低。但是,對于品牌a-c18相,其在5小時處理之后發(fā)生。相43具有比品牌a-c18相更好的高ph穩(wěn)定性。
實例11:性能測試
為了評估填充有相42的柱效能,含有尿嘧啶、鄰苯二甲酸二甲酯和菲的混合物用于進(jìn)行色譜分離。
測試條件為:柱,填充相42,粒度5μm,柱尺寸:3×150mm;移動相:乙腈/去離子水(70/30,v/v);流動速率,0.425ml/min;注入體積:2μl;溫度,30℃;檢測,220nm下的uv;和測試探針:尿嘧啶(峰1,0.15mg/ml),鄰苯二甲酸二甲酯(峰2,0.75mg/ml),和菲(峰3,0.15mg/ml)。
圖10說明填充有相42的柱的色譜性能,包括疏水性保留、峰不對稱性和效率。
實例12:氨基糖苷類分離
通過填充有相42的柱使用離子配對保留相液相色譜(rplc)分析一系列氨基糖苷類抗生素(例如慶大霉素、大觀霉素、康霉素、核糖霉素、鏈霉素、安普霉素、巴龍霉素、二氫鏈霉素、新霉素、奈替米星(netilmycin)、托普霉素、阿米卡星(amikacin)、阿貝卡星(arbekacin)),因為其為高度親水性的且難以在常規(guī)反相柱上保留。三氟乙酸(tfa)和七氟丁酸(hfba)用作離子配對試劑以幫助保留氨基糖苷類。ph為約1的含100mmtfa的去離子水主要用作移動相。在移動相中添加少量hfba以增加保留率和調(diào)節(jié)選擇性。
圖11說明硫酸慶大霉素的hplc分離。慶大霉素的四種主要組分(c1、c1a、c2和c2a)全部分離。超過15種慶大霉素相關(guān)物質(zhì)和雜質(zhì)觀測為次峰。測試條件為:柱,填充相42,粒度5μm,柱尺寸:3×150mm;移動相:100mmtfa;流動速率,0.425ml/min;注入體積:2μl;溫度,30℃;檢測,電噴霧檢測器;和測試樣品:硫酸慶大霉素(1mg/ml)。
圖12說明硫酸大觀霉素的hplc分離(顯示為峰1)。hfba用于獲得最優(yōu)分離。測試條件為:柱,填充相42,粒度5μm,柱尺寸:3×150mm;移動相:100mmtfa/100mmhfba(93/7,v/v);流動速率,0.425ml/min;注入體積:5μl;溫度,30℃;檢測,電噴霧檢測器;和測試樣品:硫酸大觀霉素(1mg/ml)。
圖13說明在100mmtfa移動相中添加hfba的情況下的不同氨基糖苷類的保留因子(k)的變化。隨著hfba濃度增加,所有氨基糖苷類的保留因子增加,因為hfba是強得多的離子配對試劑。但是,對于各種氨基糖苷類,增加是在不同程度上。一般來說,對于含有更多氨基的氨基糖苷類,相比于含有相對較少氨基的氨基糖苷類,k值在增加移動相中的hfba含量的情況下增加更多。舉例來說,新霉素含有6個伯氨基且其k值在添加4mmhfba之后增加9倍。大觀霉素具有兩個仲氨基且其k值在相同條件下僅增加約2倍。因此,可通過在移動相(100mmtfa)中添加hfba而調(diào)節(jié)對氨基糖苷類抗生素的選擇性。測試條件為:柱,填充相42,粒度5μm,柱尺寸:3×150mm;移動相:各種濃度的含hfba(0.0.5mm、1mm、2mm、3mm和4mm)的100mmtfa;流動速率,0.425ml/min;注入體積:2μl;溫度,30℃;檢測,電噴霧檢測器;和測試樣品:硫酸康霉素(1mg/ml),硫酸核糖霉素(1mg/ml),硫酸鏈霉素(1mg/ml),硫酸安普霉素(1mg/ml),硫酸巴龍霉素(1mg/ml)、硫酸二氫鏈霉素(1mg/ml)、硫酸新霉素(1mg/ml)和硫酸大觀霉素(1mg/ml)。
實例13:氨基糖苷類的耐用性
為了評估氨基糖苷類抗生素所需的挑戰(zhàn)性色譜條件的耐用性,填充有相42柱使用100mmtfa(約ph1)作為移動相在50℃下經(jīng)受大于500個連續(xù)運行以分離健大霉素。圖14說明方法期間的分離的覆疊圖??傮w上,相42在研究期間展現(xiàn)優(yōu)越的化學(xué)和色譜穩(wěn)定性-相比于由常規(guī)硅烷化學(xué)物質(zhì)制得的商業(yè)c18相的大于50%保留損失,觀測到僅小于4%保留損失。
測試條件為:柱,填充相42,粒度5μm,柱尺寸:3×150mm;移動相:100mmtfa;流動速率,0.425ml/min;注入體積:2μl;溫度,50℃;檢測,電噴霧檢測器(cad,可商購自thermofisherscientific);和測試樣品:硫酸慶大霉素(1mg/ml)。
鑒于前述,可根據(jù)以下編號條項中的任一個提供本發(fā)明:
(1)一種色譜材料,其包含:
具有表面的基質(zhì)且所述基質(zhì)具有共價結(jié)合至所述表面的聚合層;
所述聚合層包含共價連接到所述基質(zhì)的所述表面的聚合物分子,每一聚合物分子經(jīng)由多個硅氧烷鍵連接到所述表面且每一聚合物分子連接到一或多個各自包含官能團(tuán)的官能化化合物。
(2)根據(jù)第1項所述的色譜材料,其中所述聚合層如下形成:經(jīng)由多個硅氧烷鍵將聚合物分子共價連接至所述基質(zhì)的所述表面,每一聚合物分子含有多個第一反應(yīng)性基團(tuán),且使所述連接的聚合物分子的所述第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種官能化化合物反應(yīng),所述化合物包含與所述第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的第二反應(yīng)性基團(tuán)且進(jìn)一步包含官能團(tuán)。
(3)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述官能團(tuán)具有色譜官能度且選自由烷基和芳基組成的群組。
(4)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述第一反應(yīng)性基團(tuán)包含烯烴基。
(5)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述第一反應(yīng)性基團(tuán)包含選自由乙烯基和烯丙基組成的群組的成員。
(6)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所有的所述第一反應(yīng)性基團(tuán)為乙烯基。
(7)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述聚合物的相鄰第一反應(yīng)性基團(tuán)之間存在基本上均一的距離。
(8)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述第二反應(yīng)性基團(tuán)包含選自由烯烴基和硫醇基組成的群組的成員。
(9)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述第二反應(yīng)性基團(tuán)包含選自由乙烯基和烯丙基組成的群組的成員。
(10)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述聚合物分子是基于乙烯基硅氧烷。
(11)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述乙烯基硅氧烷聚合物具有式i:
其中n為3到100的整數(shù),r1和r2獨立地選自由以下組成的群組:烷氧基、羥基和鹵基。
(12)根據(jù)第11項所述的色譜材料,其中r1和r2獨立地選自由以下組成的群組:甲氧基、乙氧基和羥基。
(13)根據(jù)第10項所述的色譜材料,其中所述乙烯基硅氧烷聚合物為共聚物。
(14)根據(jù)第10項或第13項所述的色譜材料,其中所述乙烯基硅氧烷共聚物具有式iii:
其中r1和r2獨立地選自由以下組成的群組:烷氧基、羥基和鹵基;且其中n為3至100的整數(shù),且m為1至70的整數(shù)。
(15)根據(jù)任何前述項所述的色譜材料,其中所述聚合物分子為硅烷基改性聚丁二烯。
(16)根據(jù)第15項所述的色譜材料,其中所述硅烷基改性聚丁二烯為具有式vi的重復(fù)單元的烷氧基硅烷基改性聚丁二烯:
其中每一r1獨立地選自由以下組成的群組:甲氧基和乙氧基。
(17)根據(jù)第15項或第16項所述的色譜材料,其中所述硅烷基改性聚丁二烯為烷基烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。
(18)一種形成供色譜用的官能化二氧化硅的方法,所述方法包含:
在第一階段中,使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng),一或多種所述第一官能化化合物包含:
一或多個與所述二氧化硅的所述表面反應(yīng)的硅烷基;和一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán),
進(jìn)而將一或多種所述第一官能化化合物共價連接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);且
在第二階段中,使一或多種所述表面結(jié)合第一官能化化合物的所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含:
與所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的一或多個第二反應(yīng)性基團(tuán);和
官能團(tuán)。
(19)根據(jù)第18項所述的方法,其中所述第一官能化化合物為聚合物。
(20)根據(jù)第18項至第19項中任一項所述的方法,其中所述聚合物選自由以下組成的群組:硅氧烷聚合物;乙烯基硅氧烷聚合物;乙烯基烷氧基硅烷;硅烷基改性聚丁二烯;和烷氧基硅烷基改性聚丁二烯。
(21)根據(jù)第18項至第20項中任一項所述的方法,其中所述第一反應(yīng)性基團(tuán)選自由乙烯基和烯丙基組成的群組。
(22)根據(jù)第18項至第21項中任一項所述的方法,其中所述第二官能化化合物包含c4-c30烯烴。
(23)根據(jù)第18項至第22項中任一項所述的方法,其中所述一或多個第二反應(yīng)性基團(tuán)選自由烯烴基和硫醇基組成的群組。
(24)根據(jù)第18項至第23項中任一項所述的方法,其中當(dāng)二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)時的所述第一階段中的溫度為至少約200℃。
(25)根據(jù)第18項至第24項中任一項所述的方法,其中當(dāng)二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)時的所述第一階段中的溫度在約200至約300℃范圍內(nèi)。
(26)根據(jù)第18項至第25項中任一項所述的方法,其中當(dāng)二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)時的所述第一階段中的壓力小于100mbar。
(27)根據(jù)第18項至第26項中任一項所述的方法,其中當(dāng)二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)時的所述第一階段中的壓力為約0.1mbar至約100mbar。
(28)根據(jù)第18項至第27項中任一項所述的方法,其中在所述第一階段中使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)是在在不存在溶劑的情況下進(jìn)行。
(29)根據(jù)第18項至第28項中任一項所述的方法,其中在所述第一階段中使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)是在催化劑存在下進(jìn)行。
(30)根據(jù)第18項至第29項中任一項所述的方法,其中當(dāng)所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述第二官能化化合物反應(yīng)時的所述第二階段中的溫度為至少約100℃。
(31)根據(jù)第18項至第30項中任一項所述的方法,其中當(dāng)所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述第二官能化化合物反應(yīng)時的所述第二階段中的溫度在約100℃至約200℃范圍內(nèi)。
(32)根據(jù)第18項至第31項中任一項所述的方法,其中當(dāng)所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述第二官能化化合物反應(yīng)時的所述第二階段中的壓力為至少大氣壓。
(33)根據(jù)第18項至第32項中任一項所述的方法,其中當(dāng)所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述第二官能化化合物反應(yīng)時的所述第二階段中的壓力小于500mbar。
(34)一種形成供色譜用的官能化二氧化硅的方法,所述方法包含:
在第一階段中,使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在至少約100℃的條件下反應(yīng),一或多種所述第一官能化化合物包含
一或多種具有多個與所述二氧化硅的所述表面反應(yīng)的硅烷基的聚合物,和
多個第一反應(yīng)性基團(tuán),
進(jìn)而將一或多種所述第一官能化化合物共價連接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);且
在第二階段中,使一或多種所述表面結(jié)合第一官能化化合物的所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含:
與所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的一或多個第二反應(yīng)性基團(tuán);和
官能團(tuán)。
(35)一種分離氨基糖苷類抗生素的方法,其包含使含有包含一或多種氨基糖苷類抗生素的樣品的移動相流過柱以將所述一或多種氨基糖苷類抗生素彼此色譜分離,其中所述柱填充有根據(jù)第1項至第17項中任一項所述的色譜材料。
(36)根據(jù)第35項所述的方法,其中所述移動相的ph為1.0或更小或13.0或更大。
(37)一種通過一方法制得的色譜材料,所述方法包含:
在第一階段中,使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng),一或多種所述第一官能化化合物包含:
一或多個與所述二氧化硅的所述表面反應(yīng)的硅烷基;和一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán),
進(jìn)而將一或多種所述第一官能化化合物共價連接至所述二氧化硅的所述表面且使得所述第一反應(yīng)性基團(tuán)未反應(yīng);且
在第二階段中,使一或多種所述表面結(jié)合第一官能化化合物的所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與至少一種第二官能化化合物反應(yīng),所述第二官能化化合物包含:
與所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)反應(yīng)的一或多個第二反應(yīng)性基團(tuán);和
官能團(tuán);
借此疏水性中性化合物的色譜分析的保留時間在移動相流經(jīng)所述色譜材料大于20小時時不改變超過+/-10%,其中所述移動相的ph為約1或更小。
(38)根據(jù)第37項所述的色譜材料,所述方法進(jìn)一步包含:
在所述第一階段期間,但在所述第二階段之前重復(fù)使所述二氧化硅與所述至少一種第一官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng)的步驟;和
在所述第二階段期間重復(fù)使一或多種所述表面結(jié)合第一官能化化合物的所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述至少一種第二官能化化合物在至少約100℃和小于500mbar的條件下反應(yīng)的步驟。
(39)根據(jù)第37項或第38項所述的色譜材料,其中所述第一階段中的二氧化硅與至少一種第一官能化化合物的所述反應(yīng)是在不存在溶劑的情況下進(jìn)行。
(40)根據(jù)第37項至第39項中任一項所述的色譜材料,其中在所述第二階段中使一或多種所述表面結(jié)合第一官能化化合物的所述一或多個第一反應(yīng)性基團(tuán)與所述至少一種第二官能化化合物反應(yīng)是在不存在溶劑的情況下進(jìn)行。
(41)根據(jù)第37項至第40項中任一項所述的色譜材料,其中在所述第一階段中使二氧化硅與至少一種第一官能化化合物反應(yīng)是在催化劑存在下進(jìn)行。
(42)根據(jù)第37項至第41項中任一項所述的色譜材料,其中所述第一官能化化合物包含乙烯基硅氧烷聚合物。
(43)根據(jù)第37項至第42項中任一項所述的色譜材料,其中所述乙烯基硅氧烷聚合物具有式i:
其中n為3到100的整數(shù),r1和r2獨立地選自由以下組成的群組:烷氧基、羥基和鹵基。
(44)根據(jù)第37項至第43項中任一項所述的色譜材料,其中所述第一反應(yīng)性基團(tuán)包含選自由乙烯基和烯丙基組成的群組的成員。
(45)根據(jù)第37項至第44項中任一項所述的色譜材料,其中所述官能團(tuán)包含選自由烷基和芳基組成的群組的成員。
(46)根據(jù)第37項至第45項中任一項所述的色譜材料,其中所述官能團(tuán)包含c4-c30烷基。
(47)根據(jù)第37項至第46項中任一項所述的色譜材料,其中所述第二反應(yīng)性基團(tuán)包含選自由乙烯基、烯丙基和硫醇基組成的群組的成員。
(48)根據(jù)第37項至第47項中任一項所述的色譜材料,其中所述疏水性中性化合物包含乙酰苯胺。
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