化學(xué)鍵合相色法

化學(xué)鍵合相色法第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、化學(xué)鍵合相色譜的定義化學(xué)鍵合相色譜借助于化學(xué)反應(yīng)的方法將有機分子以共價鍵連接在色譜擔(dān)體上形成化學(xué)鍵合相，以化學(xué)鍵合相為固定相的色譜法稱為化學(xué)鍵合相色譜（bondedphasechromatography，BPC），簡稱鍵合相色譜。第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、化學(xué)鍵合相的特點與液－液分配色譜相比，使用過程中固定相不流失，耐溶劑沖洗。與液－固吸附色譜相比，消除了擔(dān)體上的表面活性作用點，清除了某些可能的催化活性。表面改性靈活，容易獲得重復(fù)性產(chǎn)品?；瘜W(xué)性能穩(wěn)定，耐受范圍為pH2～8。熱穩(wěn)定性好，一般在70℃以下穩(wěn)定。載樣量大，比硅膠約高一個數(shù)量級。梯度洗脫平衡快。第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、化學(xué)鍵合相的穩(wěn)定性1．在較低pH值條件下（pH<2） 鍵合相中Si―O―Si鍵易受Lewis酸等親電試劑的進攻而斷裂：2．化學(xué)鍵合固定相在較高pH值條件下的穩(wěn)定性（pH>9）鍵合相中Si―O―Si鍵很容易被KOH和NaOH這一類強堿性親核試劑所切斷：

第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4、化學(xué)鍵合相的分類化學(xué)鍵合相的分類可以有不同的依據(jù)。 按鍵合相的表面結(jié)構(gòu)：單分子鍵合和聚合鍵合； 按鍵合有機硅烷的官能團：極性鍵合相、非極性鍵和相和離子交換鍵合相三種。第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、制備與評價1、化學(xué)鍵合相的制備2、常見的官能團3、常用的鍵合相商品牌號4、化學(xué)鍵合相性能評價第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、化學(xué)鍵合相的制備要形成化學(xué)鍵合固定相，有兩個必要條件：所用的擔(dān)體材料應(yīng)有某種化學(xué)反應(yīng)活性，如硅膠、氧化鋁、硅藻土等表面都具有化學(xué)反應(yīng)的官能團，一般以硅膠最為理想的和常用。有機分子應(yīng)含有能與擔(dān)體表面發(fā)生反應(yīng)的官能團。第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1、化學(xué)鍵合相的制備硅膠預(yù)處理

溶劑與試劑預(yù)處理

衍生化反應(yīng)

端基封尾

第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)硅膠的預(yù)處理在制備鍵合相時，首先作為擔(dān)體的硅膠需要酸處理，洗去制備、運輸和保存過程中引入的污染物；除去表面層的金屬氧化物雜質(zhì)，如Na+、Ca2+、Al3+、Fe3+等；使表面的硅氧烷鍵打開，形成盡可能多的自由羥基，有利于反應(yīng)。第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)硅膠的預(yù)處理酸處理酸處理可以用0.1mol/L的鹽酸，于90℃下浸泡24h，或以10%的鹽酸在回流狀態(tài)處理8h。中和中和，水洗至無Cl-，經(jīng)酸處理后的硅膠表面的羥基濃度已達到理論值8μmol/m2左右。干燥在200℃以下真空烘干除去物理吸附水，注意不得超過200℃，否則硅醇基脫水形成硅氧烷結(jié)構(gòu)。第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）溶劑與試劑預(yù)處理硅烷化試劑對水很敏感，使用前應(yīng)以蒸餾方式進行純化或以玻璃棉將其中的懸浮物濾去。所使用的有機溶劑，必須進行干燥。第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）衍生化反應(yīng)（1）Si－O－C鍵型（2）Si－N或Si－C鍵型（3）Si－O－Si－C鍵型第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月③Si－O－Si－C鍵型Si－O－Si－C鍵型是一類目前占絕對優(yōu)勢的鍵合相類型，具有良好的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，能在pH2～8的介質(zhì)中使用。這類鍵合固定相是硅膠上的硅羥基與有機氯硅烷或有機氧硅烷試劑反應(yīng)而得。第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月單官能團有機硅烷X通常為－Cl、－OH、－OCH3、－OC2H5等官能團；R通常為直鏈或支鏈烷基、芳香基，如－CH3、－C4H9、－C8H17、－C18H37、苯基等，也可以是它們被不同的基團取代后的衍生基團，如－(CH2)2CN、－(CH2)2NH2、－(CH2)n－O－CH2－OH等。第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月雙官能團有機硅烷雙官能團化合物如R2SiX2可單獨形成線型或環(huán)狀有機硅氧烷。第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三官能團有機硅烷 硅烷化試劑中三個X基團都參與硅醇基反應(yīng)的可能性很小。三官能團化合物如RSiX3反應(yīng)后的產(chǎn)物可水解進一步形成硅羥基，進而形成三維交聯(lián)化合物第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月硅烷化試劑的反應(yīng)活性為：RSiX3＞R2SiX2＞R3SiX。Si-O-Si-C：不水解，熱穩(wěn)定性好，在pH2~8范圍內(nèi)對水穩(wěn)定。第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月聚合層鍵合相在硅膠表面與硅烷化試劑反應(yīng)時加入一定量的水，即形成聚合物，可以制備較致密的鍵合層，從而更有效地掩蔽硅膠表面的硅羥基但若反應(yīng)控制不當(dāng)，會產(chǎn)生過厚的聚合網(wǎng)，而引起傳質(zhì)較慢，柱效降低第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）端基封尾殘余的硅醇基會對鍵合相的分離性能產(chǎn)生一定影響，特別是在非極性鍵合相的情況下，硅醇基的存在會降低硅膠表面的疏水性，而對極性化合物或溶劑產(chǎn)生吸附，使鍵合相的分離性能改變。原因第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）端基封尾用氯化三甲基硅烷等試劑與硅膠表面的殘留硅醇基反應(yīng)，將殘留硅醇基封鎖起來的化學(xué)處理過程稱為端基封尾。定義第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）端基封尾為了進一步消除殘留的游離硅醇基，一般在鍵合反應(yīng)后再用封尾劑鈍化，也可用十八烷基三氯硅烷再鍵合一次。方法最常用的封尾劑有三甲基氯硅烷（TMCS）和六甲基乙硅氧烷（HMDS）以外，現(xiàn)已研制出三甲基硅咪唑（TMSI）

第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三甲基氯硅烷十八烷基第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）端基封尾經(jīng)封尾處理的硅膠基質(zhì)固定相減小了溶質(zhì)與固定相之間的次級相互作用，使分離效果明顯改善?？筛纳茖O性化合物的吸附或拖尾；含碳量增高了，有利于不易保留化合物的分離；填料穩(wěn)定性好了，組分的保留時間重現(xiàn)性就好；如果待分析的樣品屬酸性或堿性的化合物，最好選用填料經(jīng)端基封尾的色譜柱。作用第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2、常見的官能團十八烷基硅烷鍵合硅膠(octyldecyl–silica)（ODS）苯基第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基P158Table9-4氰基第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、常用的鍵合相商品牌號一個完整的色譜柱標識包括：

色譜柱商品牌號，填料牌號，固定相種類，柱長×內(nèi)徑，填料粒徑；如：Phenomenex,Gemini,C18(150×4.6mm,5um)Agilent,Zorbax,Phenyl(150×4.6mm,5um)第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、常用的鍵合相商品牌號安捷倫公司（Agilent）Waters公司島津（Shimadzu）公司Merck公司第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月填料的品牌Zorbax?LiChrosorb?XTerra?Symmetry?Kromail?第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）Agilent公司Zorbax?由著名的色譜科學(xué)家Kirkland研制，并由杜邦公司所生產(chǎn)和銷售的系列色譜填料的注冊商標?，F(xiàn)在，Zorbax的全部生產(chǎn)線已并入Agilent公司，所以Zorbax?亦全部轉(zhuǎn)入Agilent公司。另外還有LiChrosorb、LiChrospher等。

第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）Waters公司W(wǎng)aters公司是全球性的液相色譜、質(zhì)譜及相關(guān)產(chǎn)品專業(yè)生產(chǎn)廠家，擁有實力雄厚的研究機構(gòu)和色譜柱生產(chǎn)廠，是唯一同時生產(chǎn)液相色譜儀器、化學(xué)品及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三大液相色譜要素的專業(yè)廠商。第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月Waters公司旗下的色譜柱品牌有很多，如μBondapakTM，它是能經(jīng)歷20多年但性能基本上保持一致的HPLC色譜柱。XTerra?色譜柱使用的雜化顆粒技術(shù)突破了化學(xué)的極限,是Waters公司歷史上HPLC色譜柱銷售增長最快的色譜柱家族，無論是藥物發(fā)現(xiàn)、藥物開發(fā)，還是進行藥物分離和純化，XTerra?雜化顆粒技術(shù)都受到制藥領(lǐng)域科學(xué)家的熱烈歡迎，并在2000年度為Waters贏得R&D100大獎。第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）Merck公司德國默克公司的高效液相色譜從1970年起步到現(xiàn)在，已有眾多知名品牌LiChrosorb、LiChrospher、Nucleosil、Purospherstar明星家族等。第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）Merck公司默克公司在1999年成功研制出整體化色譜柱Chromolith并完成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，使液相色譜的研究和應(yīng)用跨入了一個全新的時代。Chromolith是目前世界上分析速度最快的色譜柱。2001年3月份，在美國新奧爾良舉行的國際色譜會議上Chromolith整體化色譜柱獲得“PitticonEditors′GoldAward”；同年9月份，該產(chǎn)品又獲得了第38屆“R&D100WorldAward”。第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）AkzoNobel公司Kromasil?是瑞典AkzoNobel公司的硅膠填料的牌號。Kromasil是一種高純度、球形硅膠填料。這種填料含碳量高，表面極性小，分離效能高。化學(xué)穩(wěn)定性好，化學(xué)純度高，機械強度高。近年來開始在我國市場上逐漸為人所知。第34頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）Phenomenex公司Luna、Synergi、Biosep、PolymerX、Jupiter、