I型手性多孔液体材料及应用

    技术2025-01-10  46


    本发明涉及气相色谱柱手性固定相,具体涉及i型手性多孔液体材料及应用。


    背景技术:

    1、多孔固体材料如沸石、mofs和pocs在应用前,需对固体粉末进行加工或整合,在这过程中可能会改变材料结构从而降低其性能。此外,固体材料具有机械疲劳、物理老化等问题将会限制其在工业生产中的应用。因此,将多孔固体材料通过设计合成制备出具有永久孔隙率和流动性特性的新材料,将其运用在气体储存和分离领域可以有效克服上述存在的缺点,从而推动多孔固体材料的应用和发展。多孔液体是近年来快速发展起来的结合了多孔固体的永久孔隙率和液体的流动性的一种新型多孔材料。多孔液体的概念是由james在2007年的文章中首次提出的,并且根据宿主体系的不同分为了三种类型,包括类型i:由具有空腔的纯刚性主体组成;类型ii:溶解在位阻溶剂中的多孔分子笼类型;类型iii:分散在位阻溶剂中的多孔框架材料。

    2、多孔有机笼具有三维笼状结构的内部腔体通过弱相互作用有序堆积成的新型多孔晶体材料,这种结构具有较高稳定性、优异的溶解性、可调节的内部空腔以及在溶液中易加工和功能化等特点,其在多孔液体的合成中备受关注。2012年,james等将亚胺膦和笼状物系统组成合成了第一个i型多孔液体,笼状物外表面上具有共价键合的烷基,达到熔点将形成粘性流体,其中高达30%的孔隙在熔融状态下是空的。使用有机笼作为多孔宿主可以根据不同的合成策略制备i型和ii型多孔液体,为基于多孔笼设计多孔液体提供了可行性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种i型手性多孔液体材料及作为气相色谱固定相的应用,将基于手性有机分子笼的i型手性多孔液体材料作为色谱柱手性固定相,表现出优秀的手性拆分性能,能拆分包括酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物在内的许多手性化合物。

    2、为了实现上述发明目的,一方面,本发明提供i型手性多孔液体材料,其结构如下式所示:

    3、

    4、另一方面,本发明提供i型手性多孔液体材料的制备方法,包括以下步骤:

    5、s1.3,3',5,5'-四醛基-4,4'-联苯二酚的制备:将摩尔比为(10-12):1的六亚甲基四胺和4,4'-联苯二酚混合后,加入三氟乙酸,在100-110℃下反应,反应结束后,

    6、加入盐酸溶液,搅拌回流3-5h,得到3,3',5,5'-四醛基-4,4'-联苯二酚;

    7、s2.棱柱型分子笼nc1-r的制备:将摩尔比为1:(21-23):(4-6)的3,3',5,5'-四醛基-4,4'-联苯二酚、(1r,2r)-1,2-环己二胺和koh溶于乙醇水溶液中,在85-95℃下进行反应,反应结束后,重结晶,得到nc1-r;

    8、s3.i型手性多孔液体材料nc1-r-pl的制备:将质量体积比为1g:(1.5-1.8)ml的nc1-r和1,4-二溴丁烷,在65℃下搅拌反应,制得中间体m,然后将质量体积比为1g:(1.2-1.4)ml的中间体m和1-烯丙基咪唑,在65℃下搅拌反应,得到nc1-r-pl。

    9、另一方面,本发明提供i型手性多孔液体材料作为气相色谱固定相的应用。

    10、进一步地,i型手性多孔液体材料作为气相色谱固定相,用于分离对映异构体。

    11、进一步地,所述对映异构体来自酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物的手性化合物。

    12、另一方面,本发明提供色谱柱,包含上述i型手性多孔液体材料作为固定相。

    13、第五方面,本发明提供上述色谱柱的制备方法,包括以下步骤:

    14、s1.将nc1-r-pl溶于二氯甲烷配制成1-5mg/ml的溶液,再将其与2-6mg/ml的聚硅氧烷ov-1701溶液等体积混合,作为固定液;

    15、s2.使用碱的水溶液刻蚀毛细管柱的内壁,用水冲洗内壁后再用酸的水溶液洗涤内壁,以中和残留的碱,然后再用水冲洗毛细管柱的内壁直至流出液的ph值为7,使毛细管柱内壁粗糙化;

    16、s2.将固定液充入到已粗糙化的毛细管柱中,采用静态涂覆的方法制得。

    17、已经发现,本发明的i型手性多孔液体材料在与对映异构体的混合物接触时可相对于另一对映异构体优先结合一种对映异构体。因此本发明的手性多孔材料可用于拆分法。

    18、另一方面,分离对映异构体混合物的方法,所述方法包括使包含对映异构体混合物的组合物通过上述色谱柱。

    19、进一步地,所述分离对映异构体混合物的方法包括使包含对映异构体混合物的组合物与上述材料接触。在对映异构体混合物已静置足以实现平衡的时间后,可以合适地通过从含有对映异构体混合物的组合物中移除固体材料来分离多孔手性材料。一种对映异构体可携带在i型手性多孔液体材料内,另一种留在反应容器中的组合物中。

    20、进一步地,所述分离对映异构体混合物的方法,包括以下步骤:

    21、s1.使包含对映异构体混合物的组合物通过包含根据权利要求1所述的i型手性多孔液体材料作为固定相的色谱柱;

    22、s2.使包含对映异构体混合物的组合物与根据权利要求1所述的i型手性多孔液体材料接触足以使所述组合物平衡的时间;和

    23、s3.获得在s2中所获得的材料的晶体结构。

    24、由在步骤s1中获得的材料的晶体结构,可以鉴定具有最长保留时间的对映异构体。

    25、该i型手性多孔液体材料可用于分离宽范围的具有不同结构的材料的对映异构体。它们可用于分离外消旋混合物或分离其中一种对映异构体过量存在的组合物。它们尤其可用于分离来自酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物的手性化合物的对映异构体。

    26、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    27、(1)本发明的i型手性多孔液体材料兼具手性多孔固体材料和液体材料的特性,发明所使用的合成原料易得、合成方法较简单,且制柱成本低;

    28、(2)本发明的三棱柱分子笼多孔液体nc1-r-pl色谱柱应用于气相色谱分析,手性分离能力强,对包括酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物在内的外消旋化合物有着良好的拆分性能;

    29、(3)本发明色谱柱具有分离速度快、拆分效果好、稳定性好、可反复使用等特点。



    技术特征:

    1.i型手性多孔液体材料,其特征在于,其结构如下式所示:

    2.如权利要求1所述的i型手性多孔液体材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    3.权利要求1所述的i型手性多孔液体材料作为气相色谱固定相的应用。

    4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:用于分离对映异构体。

    5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述对映异构体来自酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物的手性化合物。

    6.色谱柱,其特征在于:包含权利要求1所述的i型手性多孔液体材料作为固定相。

    7.如权利要求6所述色谱柱的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    8.分离对映异构体混合物的方法,所述方法包括使包含对映异构体混合物的组合物通过权利要求6所述的色谱柱或通过权利要求7所述方法制得的色谱柱。

    9.分离对映异构体混合物的方法,所述方法包括使包含对映异构体混合物的组合物与权利要求1所述材料或与权利要求2所制得的材料接触。

    10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及气相色谱柱手性固定相技术领域,具体涉及I型手性多孔液体材料及应用。本发明的I型手性多孔液体材料兼具手性多孔固体材料和液体材料的特性,合成原料易得、合成方法较简单,且制柱成本低;本发明的色谱柱应用于气相色谱分析,手性分离能力强,对包括酯类、醛类、胺类、醇类、酮类、环氧化物和氨基酸衍生物在内的外消旋化合物有着良好的拆分性能,具有分离速度快、拆分效果好、稳定性好、可反复使用等特点。

    技术研发人员:谢生明,罗宗鸿,冉晓燕,章俊辉
    受保护的技术使用者:云南师范大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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