Способ получения сорбента для жидкостной хроматографии Советский патент 1992 года по МПК B01D15/08 

И с

Изобретение относится к сорбемтлм для жидкостной хроматографии и позволяет повысить селективность разделения полярных соединений. Реактор с силикяголем вэкуумируют и добавляют раствор стирола, лаураил пероксида, триэтиленгликоль- диметакрилата в бензоле при массовом соотношении компонентов 1:0,05-0,2:0,005- 0,025:0,00025-0,02 соответственно. Смесь перемешивают и нагревают от 20 до 70ПС 20-30 мин. растворитель удаляют под вакуумом в течение 2,5-3 ч. Получают модифицированный сорбент. 2 табл.

Изобретение относится к хроматографии, преимущественно жидкостной, и может быть использовано для приготовления сорбентов для разделения веществ различной структуры.

Известен способ получения сорбента путем образования на поверхности твердых носителей (например, Хромосорба Р, Л/или J с величиной зерна 80-100 меш) полимерной пленки при гомо- или сополимеризации мономеров группы винила или винилидинз (например, дивинилбензола, дивинилтолуо- ла, дивинилксилола, этиленгликольдиметак- рилата) с такими мономерами, как, например, стирол, метилметакрилат, 3-ви- нилпиридин. акрилонитрил, 4-винилпири- дин, 2-винилпиридин, М-винилпирролидон. Мономеры предварительно растворяют в алифатических угеводородах, например в гептане, спиртах (2-пентаноле) или в их смесях. Образование полимерной пленки на поверхности наполнители после его пропитки раствором мономеров в растворителе происходит при 70-85°С в течение 4-24 ч с последующей сушкой до удаления избытка раствора и пропусканием гелия через колонку с наполнителем, имеющим полимерную пленку, при 200°С в течение 2-.0 ч со скоростью 40 мл/мин. Вес полимерной пленки на поверхности не должен превышать 50% (оптимальный вес 7-20%) общего .

Однако процесс получения такого сорбента длителен и трудоемок, а получаемый сорбент не обладает достаточной селективностью для качественного разделения веществ с гидрофильными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сорбента с фе- нильными радикалами на поверхности (Силасорб-фенил), включающий нанесение

ЛЧ

;О

JO

о о ю

фенилсодержзщего модификатора на поверхность кремнезема 2.

Однако полученный этим способом сорбент не обладает достаточной селективностью для разделения полярных молекул.

Цель изобретения - повышение селективности сорбента к полярным молекулам.

Способ реализуют следующим образом.

В реактор емкостью 1-2 л загружают кремнезем марки Силасорб с удельной попер н остью 300 м /г. Реактор с Силасорбом плкуумируют в течение 5 мин до 10 мм рт.ст. Затем в него загружают предварительно приготовленный раствор компонентов синтеза в бензоле и смесь перемешивают. Далее реактор с реакционной смесью нагревают до температуры начала испарения растворителя (до70°С). При постоянном вякуумировзнии реакционной смеси проводят реакцию нанесения полимерной пленки на поверхность и получают модифицированный сорбент, содержащий на поверхности стирольные и три.этилгликольдиметакрилэт- ные группы. Через 2,5-3 ч сорбент готов к использованию.

Пример 1. В реактор загружают 20 г Силасорба, вакуумируют его и заполняют раствором компонентов синтеза, состоящим из 2,5 г стирола, 0,24 г лаураил пероксида, 0,02 г триэтиленгликольдиметакрилатэ в 320 г бензола (1:0,125:0,012:0.001). Смесь перемешивают в течение 5 мин при скорости вращения мешалки 50 об/мин. Реактор с реакционной смесью нагревают от 20 до 70°С в течение 25 мин. При постоянном вакуумировании смеси проводят реакцию нанесения полимерной пленки на поверхность в течение 2 ч 40 мин и получают модифицированный сорбент.

Количество углерода в полученном сорбенте составляет 6,5 мас.%.

Пример 2. В реактор загружают 20 г Силасорба, вакуумируют его и заполняют раствором компонентов синтеза, состоящим из 1 г стирола. 0,1 г лаураил пероксида, 0.095 г триэтиленгликольдиметакрилата в 300 г бензола (1:0,05:0,005:0,000025). Смесь перемешивают 5 6 мин и нагревают от 20 до 70°С в течение 20 мин. Затем в течение 2, 5 ч проводят реакцию нанесения полимерной пленки на поверхность Силасорба.

Количество углерода в полученном сорбенте составляет 3,3 мас.%.

Пример 3. На 20 г Силасорба берут раствор компонентов синтеза, состоящий из 4 г стирола, 0,5 г лаураил пероксида, 0.4 г триэтилйнгликольдиметакрилата в 350 г бензола (1:0,2:0.025:0,02). Смесь перемешивают 8 мин и нагревают до 70°С в течение

30 мин. Затем в течение 3 ч проводят peav цию нанесения полимерной пленки.

Количество углерода в полученном сор бенте составляет 10 мас.%. Пример 4, Отличается от примера 1 тем, что нагревание реактора г.о смесью происходит в течение 20 мин.

Количество углерода в попучснном сорбенте составляет 4,1 мас.%. 0П р и м е р 5. Отличается от примера I тем, что нагревание реактора со смесью происходит в течение 30 мин.

Количество углерода в полученном сорбенте составляет 7,2 мас.%. 5П р и м е р 6. Отличается от примера 2 тем, что реакцию полимеризации осуществляют в течение 2 ч 45 мин.

Количество углерода п полученном сор бенте составляет 5.9 мас.%.

0.П р и м е р 7. Отличается от примера 2 тем, что реаксчю полимеризации осуществляют в течение 3 ч.

Количество углерода в полученном гор- бенте составляет 7,5 мас.%. 5ПримерВ. Отличается от примера 1 тем, что нагревание реакционной г моги происходит от 20 до 50°С.

Полученный при этом сорбент не отличается по свойствам от исходного Силзсор- 0 ба.

Количество углерода в полученном сорбенте от 3,3 до 10 мас.% свидетельствует о том, что, по всей вероятности, получается мономерный слой попистирольной плени и. 5Количество углерода полученного сорбента колеблется от 3.3 до 107.

По всей вероятности получатся моно мерный слой полистиропьнсй пленки.

Температурный интервал п,:0р;гн о дна 0 пазоне от 20 до 70°С, так как (fC именно та температура, при которой начинается образование полистирольной пгг-нш

Верхний предел ограничен 70 так как при более высокой температуре начинчется 5 бурное кипение бензола, ныяывающре гспу- чивание пленки и неравномерное ее обра зование по поверхнг.сли кр -мнг-.- мВремя нагревания 20-30 мин н°об оди- мо для установления равновесия ( пр Зциа 0 десорбция бензола с попер нести модифицированного кремнезема.

Нагревание менее 20 пин не прир; дит к полному удалению бензола. уп дшаот качество сорбента.

5Нагревание более 30 .ич нецггл- гооб-- разно, так как не приводит -, сорбента.

Полимеризацию opoiio/n i le1-- ; 2.5- 3 ч, чго обеспечивает ( гта..v : пушного покрытия. При i т 1 с--г.е ни

остаются непокрытые участки, что обнаруживается при обработке модифицированного кремнезема растворами щелочи или кислоты: идет растворение кремнезема.

Увеличение времени полимеризации приводит к увеличению массы полистироль- ной пленки и снижению эффективности.

Количество стирола в реакционной смеси 0,05-0.2 от массы кремнезема, обеспечивает получение сплошной пленки. При меньшем, чем 0,05 количестве стирола остаются непокрытые модификатором участки. Их наличие обнаруживается воздействием кислот и щелочей. Большее, чем 0,2 количество стирола приводит к слипанию модифи- цированных частиц.

Инициирование процесса полимеризации стирола лэуроил пероксидом в количе стве менее 0.005 от массы кремнезема затягивает продолжительность синтеза. В случае использования инициатора в количестве более 0,025 от массы кремнезема ухудшается качество покрытия в результате деструкции полистирольной пленки.

Введение в реакционную массу триэти- ленгликольдиметакрилата в количестве менее 0,000025 ч. снижает степень сшивки пленки, которая в процессе эксплуатации сорбента смывается с поверхности кремнезема. Увеличение его содержания выше 0,02 ч. ускоряет деструкцию оболочки.

Пример 9. В табл. 1 представлены данные сравнения предлагаемого сорбента и прототипа. В качестве элюента использовали гексан; скорость элюента 2 мл/мин, колонка 10x0.6 см;температура комнатная, размер частиц сорбента 5-8 мк.

Из табл. 1 видно, что сорбент, полученный предлагаемым способом, превосходит по селективности Силасорб с фенильными группами в 2-5 раз.

Предлагаемый сорбент работает и в об- ращенно-фазном варианте хроматографии при содержании спирта в воде не более 5%. При дальнейшем увеличении процента

спирта селективность системы гллнппится недостаточной для качественного разделения.

В то же время на Силасорб-Фенильном сорбенте при таком элюенге (вода и не более 5% спирта) большинство веществ практически не выходит, за исключением бензойной кислоты и фенола. Чтобы поделить представленные вещества на фениль- ном сорбенте, необходимо увеличить количество спирта до 30-50%. Отсюда видна и экономическая выгода использования предлагаемого сорбента. Используя очень доступный, экологически чистый элюент - дистиллированную воду, можно на предлагаемом сорбенте поделить довольно сложные вещества.

В табл. 2 представлены времена удержания и коэффициенты емкости веществ на данном сорбенте при использовании в качестве элюента дистиллированной воды.

Из изложенного следует, что сорбент, полученный по предлагаемому способу, по своим характеристикам превосходит известный.

Формула изобретения Способ получения сорбента для жидкостной хроматографии. включающий нанесение на кремнезем фенилсодержащего модификатора, отличающийся тем, что. с целью повышения селективности сорбента к полярным соединениям, в качестве модификатора используют стирол, а нанесение осуществляют путем осаждения его из бензольного раствора в присутствии лауроил пероксида и триэтиленгликольди- метакрилата с последующим вакуумирова- нием реакционной смеси, удалением бензола и нагреванием при 20-70°С в течение 20-30 мин и последующей полимеризацией в течение 2,5-3 ч при массовом соотношении к ремне земхти рол: лауроил а пероксид:триэтиленгликольдиметакрилат, равном 1:0,05-0,2:0,005-0,025:0,000025-0,02.

Таблица 1

Таблица 2