毛细管气相色谱选择性固定相的研究

摘要

气相色谱特别是毛细管气相色谱以其高灵敏度、高选择性、高柱效、重复性好和操作简便等特点，在石油、化工、环保、食品、医药、法检、临床和天然产物分析中，扮演着越来越重要的角色，成为分离复杂样品的一项重要技术。随着科技的发展，不断出现较高沸点复杂混合物，特别是沸点相近、结构和性质相似的位置异构体和光学异构体的分离，迫切需要合成和研究新的热稳定性好和选择性高的固定相。本文研究了液晶和环糊精两类选择性固定相，并研究了混合选择性固定相的协同效应，其内容主要包括以下三个方面： 1. 结合Pirkle型手性固定相的特点，引入手性氨基酸基团，为了提高其涂渍性能，使其能更好地适用于气相色谱分析，用乙酸酐将其乙酰化。热重分析结果表明该产物适合作为毛细管气相色谱固定相。对一系列化合物在该固定相上的分离和保留行为进行了研究，其结果表明该氨基酸衍生化环糊精固定相对位置异构体和对映异构体具有较好的分离效果，显示了较强的立体选择性和较好的手性分离效果。根据实验结果讨论了氨基酸的结构、取代位置对于立体选择性和手性识别的影响。 2. 以对乙基苯为原料，采用取代、酸化、酰化、和酯化反应，合成了苯甲酸苯酯系液晶化合物－对乙基苯甲酸对氯基苯酚酯。用偏光显微镜(POM)和示差扫描量热法(DSC)对化合物的液晶行为进行研究，结果表明该化合物为向列型液晶化合物，其液晶相范围较宽，热稳定性好，适合作为毛细管气相色谱固定相。研究了该液晶固定相的色谱行为，实验发现该液晶色谱柱柱效高，对于分离直链烷烃及苯环位置异构体有很好的效果。从液晶固定相的分子结构特点、液晶行为，并应用晶体点阵概念对液晶固定相的保留性能和分子识别机理进行了探讨。 3. 分别将选择性气相色谱固定相对乙基苯甲酸对氯基苯酚酯液晶和苯丙氨酸衍生化β-CD，苯丙氨酸衍生化β-CD 和苄基化-β-CD 聚合物按一定比例混合，比较了一系列化合物在混合选择性固定相和各相应单柱上的色谱分离情况，观察到化合物在混合固定相上的分离出现了协同效应。从对乙基苯甲酸对氯基苯酚酯液晶和苯丙氨酸衍生化β-CD 的特殊结构初步探讨了液晶和苯丙氨酸混合选择性固定相的协同效应机理；从苯丙氨酸衍生化β-CD和苄基化-β-CD 聚合物固定相的柱效、固定相的结构与分离机制及其与溶质的作用方式等方面讨论了两种环糊精混合选择性固定相的协同效应机理。