基于手性无机介孔材料的多孔层毛细管气相色谱手性柱研究

GC is high performance, easy, environmental and low cost technology, but the types of GC chiral columns and the number of enantioseparations are far less than HPLC. Porous layer open tubular column in GC has the advantages of high selectivity, high speed and high laoding sample capacity. The chiral inorganic mesoporous material has the characteristics including homologic hole, controllable size of cave, high specific surface area and high temperature resistance. The sol-gel method will be used to syntheze most chiral inorganic mesoporous materials that have stable thermal stability and chemical stability, various chiral tempelt and inorganic materials, different porous, open or net structure. Using electron microscope, X-powder diffraction, TG-DTA etc. characterise their structure. We will do a detailed study of the preparation technology of the chiral porous layer open tubular column, and discuss the mechanism of chiral resolution of the chiral inorganic mesoporous material. We’ll also research the relationship of chiral inorganic mesoporous material’ structure and chiral separation performance, investigate promoting effect of chiral inorganic mesoporous material for chiral resolution with some chiral stationary phases such as cyclodextrin, chiral porous organic cage, chiral metal-organic frame and chiral ionic liquids. The chiral columns will be used to separate chiral compounds, monoterpene or sesquiterpene enantiomers coming from Yunnan’s botany. It will expand the chiral recognition ability of capillary GC, and get a new way to develop high separation ability GC chiral column.

气相色谱是高效、简便、环保、低成本的技术，但其手性柱的种类以及能拆分的对映异构体数目却远少于高效液相色谱。气相色谱多孔层毛细管柱具有选择性高、快速、上样量大等优点。手性无机介孔材料具有孔形规则、孔尺寸可控、高比表面积、耐高温等特点。该项目将主要利用多种手性模板采用溶胶-凝胶法合成具有高热稳定性和化学稳定性、不同无机基质和介孔尺寸、开架或网络结构的手性无机介孔材料，利用电镜、X-粉末衍射、孔径比表面积分析仪、热重-差热等多种手段表征其结构，从静态和动态详细研究多孔层手性毛细管柱的制备技术，探索无机介孔材料的手性拆分机理，阐述其结构与性能的关系；同时还考察其对环糊精、手性多孔有机笼、手性金属-有机骨架材料、手性离子液体等的手性拆分促进作用。所得手性柱用于手性化合物以及云南植物中单萜、倍半萜对映异构体的拆分。该项目将拓展毛细管气相色谱的手性识别能力，为高分辨气相色谱手性分离柱的研制开辟新的途径。

气相色谱是高效、简便、环保、低成本的技术，基于手性无机介孔材料的多孔层毛细管气相色谱手性柱具有选择性高、稳定性好、耐高温、长寿命等优点。该项目采用溶胶-凝胶法利用手性物质为模板制备手性无机介孔材料，模板剂来源于纤维素、植物样品、动物样品、手性笼状化合物、手性金属有机骨架材料、手性冠醚等；另外利用表面活性剂为模板制备了手性无机介孔材料，这些表面活性剂是丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苯甘氨酸、脯氨酸等和氨基甘氨醇、氨基丙氨醇、氨基亮氨醇等分别与十二、十四、或者十六烷基相结合，然后自组装为多种模板，利用烷氧基硅烷合成十余种手性无机介孔材料；研究还利用了反应搅拌的剪切力制备该类材料。除此之外，一些新型手性固定相如金属-有机笼、手性无机硅球等也被制备和研究。利用透射电镜、扫描电镜、X-粉末衍射、孔径比表面积分析仪、热重-差热、园二色谱等多种手段表征它们的结构，从静态和动态详细研究多孔层手性毛细管柱的制备技术，探索无机介孔材料的手性拆分机理，阐述其结构与性能的关系。同时还考察其对环糊精、手性多孔有机笼、手性金属-有机骨架材料、手性离子液体等的手性拆分促进作用。手性拆分研究还扩展到了高效液相色谱以及高效毛细管电泳。所得手性柱能很好地用于手性化合物以及单萜、倍半萜对映异构体的拆分。该项目拓展了毛细管气相色谱的手性识别能力，尤其是为高温毛细管手性气相色谱领域开辟了崭新的途径。出版了《手性识别材料》（第2版，科学出版社，独撰）和《色谱手性分离技术及应用》（化工出版社，袁黎明和刘虎威合著）专著2本，发表了包括 Anal. Chem.、Anal. Chim. Acta、J. Chromatogr. A等在内的 SCI 源期刊论文16篇，其余论文 10篇。培养硕士研究生 10 名。超额完成了预期的研究计划。