超支化聚硅碳烷大分子键合β-环糊精的合成及其在分离手性化合物中的应用

摘要

论文对超支化聚硅碳烷的合成方法、性能、及应用做了详细的介绍，并对β—环糊精及其衍生物的在毛细管电泳手性拆分中的应用做了阐述。分别合成了两代(G2，G3)超支化聚硅碳烷大分子；并且合成了羟丙基—β—环糊精：以及使用β—环糊精与羟丙基—β—环糊精对两代超支化聚硅碳烷进行了端基改性。分别以不同官能团封端的超支化聚硅碳烷大分子作为涂层材料，通过化学键合的方法与物理吸附的方法制备毛细管涂层柱。利用制得的涂层毛细管柱分离氧氟沙星、扑尔敏手性异构体，并且分离了市售氧氟沙星滴眼液与氧氟沙星片剂，取得了较好的分离效果。 本研究工作的内容主要包括以下几个方面： (1)超支化聚硅碳烷大分子的合成：以2,4，6，8—四甲基-2,4，6，8—四乙烯基—环四硅氧烷(D4Vi)为核，甲基氢二烯丙基硅烷为重复单体，在Karstedt催化剂条件下进行硅氢加成反应，分别制得两代(G2，G3)超支化聚硅碳烷大分子； (2)β—环糊精的修饰：利用β—环糊精上的羟基活性，制得羟丙基—β—环糊精衍生物(HP—β—CD)； (3)产品的表征：对合成的超支化聚硅碳烷大分子利用红外、核磁表征特征官能团，用粘度计表征流变性质，通过热重分析来测试产品的耐高温稳定性，用元素分析测试分子中的碳氢含量，以此来确定它们的分子结构和性质； (4)端基的改性：使用甲基氢二氯硅烷，在Karstedt催化剂条件下对所合成的超支化聚硅碳烷进行硅氢加成，将超支化聚硅碳烷外端的碳碳双键部分改性成硅氯键，再使用β—环糊精与羟丙基—β—环糊精分别对其进行端基改性，从而将两种环糊精键合到超支化聚硅碳烷外端； (5)化学键合涂层柱的制备及性能评价：先用1mol/L氢氧化钠与1mol/L盐酸溶液先后对毛细管柱内壁进行预处理，将硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)通入毛细管中，将毛细管内壁的硅羟基改性为碳碳双键。用DMF溶解改性后的超支化聚硅碳烷大分子与偶氮二异丁腈，通入毛细管。在60～65℃条件下进行热交联反应2小时，在气相色谱炉中经老化处理得化学键合涂层的毛细管柱。 (6)物理吸附涂层柱的制备及性能评价：先用1mol/L氢氧化钠与1mol/L盐酸溶液对毛细管柱内壁进行预处理，将端基改性的超支化聚硅碳烷大分子使用DMF溶解后通入毛细管中，于160℃条件下加热2小时，使用甲醇冲洗柱子0.5小时，氮气吹干，在气相色谱炉中经老化处理得物理吸附涂层的毛细管柱。 (7)考察了不同代数超支化聚硅碳烷大分子修饰的毛细管涂层柱，探讨了化学与物理吸附法制备的毛细管柱的分离效果。通过对比结果表明化学键合毛细管柱分离效果好、使用寿命长，连续进样后柱效能稳定；随着代数的增加，分离柱效增大，但是分离度略有减小；并且β—环糊精衍生物对两种手性药物的分离效果要好于β—环糊精。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1超支化聚合物简介

1.1.1超支化聚合物的结构

1.1.2超支化聚合物的理化性质

1.1.3超支化聚合物的合成

1.1.4超支化聚合物最新合成进展

1.1.5超支化聚合物的应用

1.2环糊精在手性拆分中的应用

1.2.1毛细管电泳的手性拆分机理

1.2.2 β-环糊精及其衍生物

1.2.3 β-环糊精及其衍生物在手性分离中的应用

1.3毛细管电泳技术简介

1.3.1毛细管电泳的工作原理

1.3.2毛细管电泳柱涂层的制备

1.3.3毛细管涂层的研究进展

1.4本课题的出发点

参考文献

第二章超支化聚硅碳烷的合成及表征

2.1引言

2.2实验仪器和药品

2.3前期准备

2.3.1试剂的纯化

2.4硅氢加成催化剂的制备

2.5甲基氢二烯丙基硅烷(单体)的合成

2.6超支化聚硅碳烷的合成

2.6.1第二代超支化聚硅碳烷的合成

2.6.2第三代超支化聚硅碳烷的合成

2.6.3影响超支化聚硅碳烷合成因素的讨论

2.7超支化聚硅碳烷大分子的表征

2.7.1双键含量测定

2.7.2元素分析

2.7.3红外光谱分析

2.7.4粘度测定

2.7.5核磁分析

2.6.6TG-DTA分析

参考文献

第三章β-环糊精衍生物的制备与表征

3.1引言

3.2仪器和试剂

3.3羟丙基-β-环糊精的合成及表征

3.3.1合成方法

3.3.2产品表征

3.4超支化聚硅碳烷的端基改性

3.4.1第二代超支化聚硅碳烷的改性

3.4.2第三代超支化聚硅碳烷的改性

参考文献

第四章超支化聚硅碳烷涂敷毛细管柱的制备及表征

4.1引言

4.2仪器和药品

4.3毛细管柱的预处理

4.4化学键合毛细管涂层柱的制备

4.5物理吸附毛细管涂层柱的制备

4.6扫描电镜表征毛细管内壁涂层

4.6.1化学键合涂敷毛细管柱SEM图片

4.6.2物理吸附涂敷毛细管柱SEM图片

参考文献

第五章超支化聚硅碳烷涂层毛细管柱的手性分离

5.1引言

5.2仪器与药品

5.3分离条件的确定

5.3.1样品溶液的配置

5.3.2缓冲溶液浓度选择

5.3.3仪器测试条件

5.4分离电压的选择

5.5化学键合涂层柱分离手性化合物的评价

5.5.1化学键合涂层毛细管柱分离氧氟沙星对映体

5.5.2化学键合涂层毛细管柱分离扑尔敏对映体

5.5.3化学键合涂层稳定性的研究

5.6物理吸附涂层柱分离手性化合物的评价

5.6.1物理吸附涂层毛细管柱分离氧氟沙星对映体

5.6.2物理吸附涂层毛细管柱分离扑尔敏对映体

5.6.3物理吸附涂层稳定性的研究

5.7讨论影响分离效果因素

5.7.1 pH值对手性对映体分离效果的影响

5.7.2环糊精的改性对手性对映体分离效果的影响

5.7.3超支化聚硅碳烷代数对手性对映体分离效果的影响

5.8氧氟沙星滴眼液及片剂的手性分离

参考文献

第六章超支化聚硅碳烷键合B环糊精及其衍生物化学键合涂层柱与物理吸附涂层柱的比较

6.1引言

6.2制备方法的比较

6.3涂层柱的稳定性讨论

6.4总结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

硕士期间取得的成果

致 谢