Сорбент для хроматографии Советский патент 1982 года по МПК G01N31/08 

(5) СОРБЕНТ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к приготовлению сорбентов и может быть широко использовано для разделения и анализа различных веществ методом хромато графии. Известны полимерные сорбенты; содержащие карбоксильные группы, связа ные с полимерным каркасом. Однако из-за низкой кинетики сорб ции и различной набухаемости гранул полимера в зависимости от состава элюента такие сорбенты не нашли широ кого применения в современной хроматографии. Эти недостатки исчезают при испол зовании минеральных сорбентов, химически модифицированных.органическими соединениями. Наиболее близким к предлагаемому сорбенту по технической сущности и достигаемому результату является, соре бент., представляющий собой кремнезем с химически привитыми к его поверхности карбоксильными группами tl. Недостатками данного сорбента являются невоспроизводимость свойств сорбента, связанная с многостадийностью получения сорбента и жесткостью пррведения синтетических реакций; полуфункциональная неоднородность поверхности сорбента (помимо карбоксильных групп, на поверхности данного ссчзбента имеются хлорметильные и нитрильные группы); низкая сорбционная емкость сорбента, составляющая 0,3 группы на нм или 15 10 .моль/г для кремнезема с удельной поверхностью 300 низкая плотность прививки органического модификатора, обусловленная наличием в молекуле модификатора фенильных групп 51 - (CHq) - 0 - что не дает возможности эффективно испдльзовать данный сорбент в обра- щенно-фазном варианте жидкостной хроматографии. 3. 9 Цель изобретения - расширение облас и применения сорбента за счет повышения плотности прививки молекул модификатора на поверхность креи незема, повышение сорбционной емкости сорбента и однородности его поверх-. ноЬти. Поставленная цель достигается сор бентом, представляющим собой гранулы кремнезема, к поверхности которых привиты функциональные группы - (СЙс)оСООН . .при следующем составе сорбента,мае. Функциональные группы 9-27 Кремнезем73-91 Изобретение поясняется примерами, ср нтезасорбентз;, описанием его свойств и хроматограммой разделения органических.оснований и нуклеозидов Предлагаемый сорбент по,лучают обработкой предварительно активированного и высушенного кремнезема с МОДИ фикатером общей формулы CCjSi (CHQ),,(jCOOCH в среде абсолютного ксилола последующим гидролизом сложноэфирных групп до карбоксильных водным раствором серной кислоты. Уменьшение содержания модификатора ниже 9 ведет к неполному модифицированию поверхности кремнезема, ухудшению селективности и потере емкости . При увеличении содержания модификатора выше 27- ухудшается массо обмен, что отрицательно сказывается на эффективности. . Пример 1. Синтез сорбента. 10 г силохрома с удельной поверхностью 115 мVr, предварительно высу шенного под вакуумом при в течение 5 ч, помещают в колбу на 250 м и заливают 100 мл абсолютного ксилола. Затем добавляют 3 мл метилового эфира трихлорсилилундекановой кис лоты и 5 мл сухого пиридина. Реакционную смесь перемешивают- 8 ч при . Продукт реакции промывают сухим бензолом, эфиром, ацетоном по 300 мл каждым.,Затем промывают 500 м Подкисленной воды. Полученный сорбен заливают избытком смеси концентрированная серная кислота - вода 1:1 и нагревают при перемешивании при .5ч. Полученный сорбент пр.омывают водой и ацетоном и сушат 3 ч при под вакуумом.. Анализ на содержание углерода показывает значение 5,38, что соответствует 9,2% привитого органического модификатора. Пример 2. Синтез сорбента. Синтез сорбента проводят аналогично примеру, 1, только первую стадию ведут без пиридина в течение 18 ч. Анализ на углерод дает значение 5,25 С, что соответствует 9 привитого органического модификатора. Пример 3. Синтез сорбента. Синтез проводят аналогично примеру 1, но вместо силохрома берут, 10 г силикагеля КСК-2 и 10 мл метилового эфира 11-трихлорсилилундекановой кислоты (удельная поверхность MVr, диаметр пор 100-ЙО А). Анализ сорбента на углерод дает значение 10,5 С, что соответствует 18 привитого ор ганического модификатора. Пример , Синтез сорбента. Синтез сорбента проводят аналогично примеру 1, но вместо кремнезема марки силохром берут силикагель Силасорб - 600 с удельной поверхостью 500-550 и диаметром пор J, п /I и Klcinc I )JUP1 III 50-70 А. На.10 Г силикагеля берут 12 мл метилового эфира 11-трихлорсилилундекановой кислоты. Анализ сорента на углерод дает значение 13,3 С, что соответствует 23% причитого органического модификатора. Пример 5. Инфракрасные спектры образцовсорбентов. Исследование сорбентовс помощью метода ИК-спекГроскопии показывает наличие в спектре образцов полосы поглощения в области см, соответствующей колебаниям карбонильной группы, и двух полос поглощения в области 2850-2950 см и см , которые соответствуют С-Н колебаниям. Пример 6. Данные титриметри-ческого анализа сорбентов. Содержание карбоксильных групп определяют методом потенциометрического титрования сорбент О, Г М, раствором гидроксида натрия в присутствии 1 М раствора нитрата натрия. Концентрация карбоксильных групп составляет для всех сорбентов 1,8 групп/нм, что соoTBetcTByeT ЗЮ ; моль/г для сорбента на основе силохрома, 9 10. моль/г для сорбента на основе КСК-2 и 1,6 моль/г для сорбента на основе Силасорба-бОО. Пример 7. Термическая устойчивость сорбентов. Дериват.ограммы полученного сор- бента показь1вают, что сорбент устойчив вплоть до температуры 320 С.

n р и м е р 8. Селективность сорбентов к ряду органических оснований..

Коэффициенты селективности для ряда оснований и .нуклеозидов на предлагаемом сорбенте () и на известном сорбенте (2) приведены в таблице. Подвижная фаза 0,2 Н H4H(f04, рН 3.

Из таблицы видно, что за счет более высбкой поверхностной кoнцeнtpaции карбоксильных групп на предлагаемом сорбенте удается значительно улучшить селективность для неразрешаемых на известном сорбенте пар: 1 и 6, 3 и 8, и 5. Повышение однородности поверхности сорбента приводит к повышению симметричности пиков и увеличению эффективности (до 32000 т.т./м). Все это дает возможность полностью разделить смесь ряда

оснований и нуклеозидов, чего не удается сделать на известных сорбентах.

Пример 9. Сорбционные свойстт ва сорбентов.

Ниже приведен ряд ионов по возрастанию степени сродства к сорбенту: Li Na K Ca2-f Ba Sr Fe Coi

л

. Cu Dy ТЬ Eu. Данные получены из рН зависимостей соответствующих ионов при 50% сорбции. Анализ на ионы , Na, К, Са, Ва, Sr проводят на атомно-абсорбционном спектрофотометре С-302; на ионы Dy, Tb®, Eu проводят люминесцентным

методом на установке, собранной на базе спектрографа ИСП-51 с фотоэлектронной приставкой ФЭП-1. Анализ на ионы Fe , Со, Си проводят с -пиридилазорезорцином на спектрофотометре СФ-5 при длине волны 510 нм. Изучение кинетики сорбции ионов при / температуре 20°С показывает, что равновесие устанавливается за 1-3 мин. Из приведенных данных следует возможность использования предлагаемого сорбенту для разделения ионов металлов.

Формула изобретения

Сорбент для хроматографии на основе кремнезема, отличающ и и с я тем, что на поверхность кремнезема Привиты функциональные группы -(СНг2)(о СООН при следующем составе сорбента, мас.:

Функциональные группы 9-27 Кремнезем73г91

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Asmus Р.А., Chow E.L., Novotny Sorbent modifjcation. - J.Chromatogr., 1976, 123, p. 109.