半亲水性双交联高分子多孔微球通用色谱填料

摘要

本发明属于半亲水性高分子多孔微球色谱填料。

说明书

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本发明所属领域为半亲水性高分子多孔微球色谱填料

半亲水性高分子多孔微球色谱填料的技术背景和现状如下：

高分子多孔微球作为色谱填料具有良好的选择性，较大的柱容量和广泛的PH值使用范围。因而得到迅速的发展，并在各种类型色谱（包括气相、高效液相、体积排除及离子交换等）技术中有关广泛用途。目前在国际市场上高分子类型色谱填料主要有美、日等国的产品。由于填料是色谱技术的核心，国外一般多在企业的开发实验室中进行研究，所以制备方法是严加保密的。含有丙烯酸酯类基团，有一定亲水性能的高分子的多孔微球，是重要的一类色谱填料，在国外已有较多的报导和专利。气相色谱方面如美国的Chromosorb    107（适于某些极性化合物的分离）;高效液相色谱方面如日本的Hitach    Gel    3020，美国的XAD-7等（适于分离某些水溶性化合物）;体积排除色谱方面如日本的TSK-GEL-PW、捷克的Sphoron    P等（适于水溶性高聚物的分离），这些填料都有一定的代表性。但至今为止，尚未见到既有良好的色谱性能，又有通用性的填料的报导。

本发明的目的：

本发明所制备的二甲基丙烯酸乙二醇酯和二乙烯苯交联共聚的多孔微球，作为通用型色谱填料，按其粒度范围分别用于气相色谱（分离有机酸和醇等极性化合物）、高压液相色谱（分离某些水溶性生化物质）以及体积排除色谱（测定水溶性和油溶性高聚物的分子量）。

本发明的技术构成：

1.本发明是以二甲基丙烯酸乙二醇酯和二乙烯苯为原料、偶氮二异丁腈为引发剂，混合的惰性溶剂为致孔剂，在水相介质中采用悬浮聚合的方法制备半亲水性的交联共聚高分子多孔微球。聚合所使用的两种原料均可以起交联作用。这种双交联的高分子填料在不同溶剂中溶胀程度变化很小，便于在使用过程中更换溶剂;热稳定性高，机械强度大，便于在温度高（350℃以内）、压力大（300Kg/cm²以下）的条件下使用。在色谱技术中，填料的粒度是影响柱效率的主要因素之一，而在高分子的悬浮聚合技术中，颗粒大小主要被分散体系、原料性质（单体和稀释剂）以及搅拌速度所决定。欲制备适当粒度范围的微球，并考虑到原料、稀释剂性质对成球过程的影响以及稳定剂在聚合完成后被清除的难易程度等因素。本发明选择了明胶-碳酸镁复合分散体系。此体系所制得的填料球形完整、粒度适宜，分布范围窄，表面光洁，便于清洗，产品收率高。

2.本发明采用溶剂致孔的方法，使高聚物微球获得多孔的结构。多孔结构不仅可以提高填料的色谱容量，而且会明显影响色谱传质过程中的动力学行为。对于体积排除色谱来说，填料的多孔结构则更是高聚物赖以分离的基础。致孔稀释剂的选择，除了考虑不可与原料发生反应，能与原料充分互溶以及聚合反应结束后能以方便地被抽提掉等必要条件外，还需考虑到能制出特定尺寸大小和结构形态的孔。惰性溶剂虽然不参与反应，但聚合过程中起溶剂作用而使链生长的构型不同。特别在高交联的聚合中容易产生相分离作，其程度随溶剂性质和配量而异。一般认为惰性的非良溶剂可以制出较大的孔，但必须考虑它作为稀释剂的溶剂化能力。在非良溶剂介质中，高分子先于凝胶化点就沉淀，形成非均态的高聚物，当溶剂被抽提后就留下了永久性孔。它是随高分子微束在油相中的溶胀度减少而增大，同时也随微束间被填充溶剂量的增加而增加。本发明采用了甲苯-液体石腊的混合物为非良溶剂，使用异戊醇调节进行致孔。通过结构参数和色谱性能的测定表明达到了予期的目的。

3.本发明是将一批合成的多孔高分子微球，经过洗涤处理和溶剂抽提后，在水中进行沉降分级。为了加速沉降可以加入少量乙醇进行调节。按所分级的粒度大小，分别提供气相、高效液相和体积排除色谱使用。

六、效果

本发明所制备的半亲水性双交联高分子多孔微球作为色谱填料具有选择性高，通用性强，柱容量大，PH值使用范围宽、耐高温、耐高压等特点。在气相色谱中可用于难解决的脂肪酸等试样的分离;在高效液相色谱中可用于水溶性生化物质和水溶性维生素、核酸碱基及某些药物的分离;在体积排除色谱中可用于水溶性和油溶性高分子分子量分布的测定。

七、具体实施例子

例1    填料的合成

DVB    6克

EGDM    9克

液体石腊-甲苯-异戊醇    混合物    17克

AIBN    0.2克

MgCO₃5克

在装有搅拌的反应瓶中，以水为介质，70℃进行悬浮聚合24小时。将所得高聚物微球离心分离，反复用稀盐酸处理并用水洗涤。用丙酮等溶剂抽提除去致孔剂，然后分级。

例2    色谱性能测试

①气相色谱性能

仪器：Perkin    Elmer    F-17    FID

柱子：φ3.6×450mm，填充粒度为30-100μm的填料

流速：（H₂）30ml/分，柱温145℃

可使混合样品甲酸（123″）、乙酸（143″）、丙酸（286″）

丁酸（545″）等得到很好的分离;也可使混合样品甲醇（44″）

乙醇（72″）、正丙醇（157″）、正丁醇（394″）、正

戊醇（836″）得到很好的分离。

②高压液相色谱性能

仪器：Hitach;635，UV254

柱子：φ2.6×500mm，填充粒度为15-25μm填料

使用7.5%C₂H₅OH-0.05M>

使用10%CH₃OH-0.05M（KH₂PO₄-Na₂HPO₄·12H₂O）1ml/分，50℃的条件可使水溶性维生素B₆、B₁、B₂等得以分离。

使用5%C₂H₅OH-0.05M>

使用5%C₂H₅OH-005M>

③体积排除色谱性能

在高压液相色谱仪上以四氢呋喃为淋洗液，聚苯乙烯为标准，可以获得填料的水溶性分子量-淋洗体积校正曲线;以0.02%的NaN₃水溶液为淋洗液，葡聚糖为标准，可以获得填料的水溶性分子量-淋洗体积校正曲线。所合成的高分子多孔微球作为两种体积排除色谱的填料均可达到使用要求。