Способ получения сорбента для хроматографии Советский патент 1981 года по МПК G01N31/08 

1

Изобретение относится к приготовлению сорбентов и может быть исполь- зовано для хроматографического разделения и анализа веществ.

Известно использование s качестве сорбента для хроматографии кремнеземаС13.

Кремнезем характеризуется рядом существенных недостатков, которые ограничивают область его применения. Неоднородность поверхности и наличие сильных адсорбционных центров затрудняет и часто делает невозможным хроматографирование полярных и сильно сорбирующихся веществ. В случае жидкостной хроматографии емкостные факторы (коэффициенты извлечения) меняются во времени, что связанс с процессами сорбции воды из злюента. Это осложняет анализ вещестй, так как результаты получаются невоспроизводимыми. Кроме того, низкая скорость установления сорбционного равновесия затрудняет использование градиента подвижной фазы, что существенно ограничивает возможности разде-. ления.

Сорбенты на основе кремнеземов с химически привитым органическим слоем обладают рядом преимуществ перед чистым кремнеземом. Следует отметить возможность создания сорбентов с однородной поверхностью, различной полярностью и специфичностью. Скорость установления сорбционного равновесия на таких сорбентах существенно ныне, чем у силикагеля, что дает возможность применять градиентное элюирование, расширяя возмож10ности разделения веществ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сорбента, заключающийся н том,

15 что на поверхности кремнезема полимеризуют соединения Cl-R,(CH-iXvC jHgCHj -CI, где к 2,3, а затем проводят гидролиз концевых хпорметильных групп в щелочной среде.

20 Таким образ CW получается сорбент с химически привитым к кремнезему органическим слоем, содержащим спиртовые группы С2.

Однако полимеризация модификатора на поверхности кре лнезема приводит к образованию на поверхности сорбента полимерных пленок нерегулируемой толщины, снижающих скорость массообмена и эффективность разделения.

30 Кроме того, проведение гидролиза

концевых хлорметильных групп в щелочной среде приводит к присутствию на поверхности наряду со спиртовыми хлорметильных групп (гидролиз, по данным анализа, проходит на 50%) и частичному отрыву модификатора от поверхкости с образованием силанельных групп. В связи с этим сорбент содержит на поверхности набор адсорбционных центров и полимерный слой модификатора, что существенно снижает эффективность разделения и воепроизводимость свойств сорбента.

Цель изобретения - повышение скорости массообмена и однородности поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу кремнезем обрабатывают(Е10),5| (СНд, )OS среде асолютного органического растворителя с дальнейшим гидролизом концевых триметилсилилоксигрупп смесью вода-спирт и дополнительным силилированием остаточных силанольных групп

Пример. Силохром в количестве 10 г с удельной поверхностью 115 м /г, предварительно высушенный цри 180°С в течение 5 ч , помещаиот в трехгорлую колбу на 250 мл и заливают 100 мл асб.м-ксилола, затем добавляют 3 мл 1-триметилсилилокси-11-триэтоксисилилундекана и перемешивают при 140°С в течение 30 ч. Продукт промывают сухим бензолом, эфиром ацетоном (по 300 мл каждого) и проводят гидролиз триметилсилилоксигрупп

экстракцией водноэтанольной смесью (1:1) в течение 2 ч в аппарате Сокслета. Сорбент высушивают в вакууме при 150с в течение 3 ч и обрабатывают триметилхлорсиланом в колбе с обратным холодильником в течение 8ч при температуре кипения триметилхлосилана. Сорбент промывают 300 мл сухого бензола и 100 мл ацетона, экстрагируют 2 ч в аппарате Сокслета водноэтанольной смесью (1:1) и высушивают 3 ч при lSO°C под вакуумом.

Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, дополнительное силилирование проводят смесью триметилхлорсилан-гексаметилдисилазан(1:1).

Примерз. В условиях, аналогичных примеру 1, вместо силохрома используют 10 г силикагеля марки КСК-2, а 1-триметилсилилокси711-триэтоксисилилундекана приливают в количестве 10 мп.

Пример4. В условиях, аналогичных примеру 3, вместо силикателя КСК-2 используют силикагель СП р и м-е р 5. Исследования на дериватографе показали, что полученный сорбент термически устойчив вплоть до .

В таблице представлены теплоты сорбции различных по полярности сорбентов на исходном силохроме и на полученном сорбенте.

Значительное снижение теплот сорбции свидетельствует о хорошем экранировании силанольных групп исходного силохрома и групп, образовавшихся при гидролизе непрореагировавших якорных t.tO-.i групп.

Химический анализ синтезированных сорбентов показывает, что поверхностная концентрация химически привитых органических молекул на поверхности кремнезема составляет 1,6-1,8 групп/нм что соответствует плотному мономерному пок жггию. Сорбенты с мономерным покрытием обладают более высокой скоростью масгсообмена и Солее высокой эффективностью.,

Таким образом, предлагаемый способ синтеза сорбента за счет проведения реакции гидролиза концевых групп до спиртовых в мягких условиях, селективно и полностью, и дополнительного

силилирования дает возможность получить сорбент с однородной поверхностью, содержащей лишь спиртовые группы.

Проведение синтеза в условиях, препятствующих полимеризации, повышает скорость массообмена на сорбейте и эффективность хроматографического разделения.

Формула изобретения

после обработки кремнезема 1-триметилсилилоксн-11-триэтоксисилилундеканом последовательно обрабатывают безводными неполярн гми, а затем полярными растворителями.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Киселев А.В.и Яшин Я.И. Газоадсорбционная хроматография. М., Наука, 1967, с. 20.

I 2. Noyotny М and о., Preparfng sofVents In.gas chromatography Ana. Chem. 45f 1973, 971 (прототип).