纤维素杂化手性硅球的制备及其手性拆分性能研究

手性色谱法拆分技术是获取单一对映体的重要方法，色谱固定相的上载能力直接影响制备色谱拆分技术的经济性，现有手性固定相存在手性识别体涂覆量（或键合量）低的缺点，识别体占载体比重不超过20%，处理样品能力有待提高。为此，本项目拟通过构建基于纤维素的手性有机硅烷单体，采用有机无机杂化材料的制备方法以有效提高纤维素衍生物手性识别功能基于载体中的含量，借助表面活性剂存在下分子自组装的溶胶-凝胶法合成具有较大上载容量的纤维素杂化手性硅球，通过优化合成条件调控手性识别功能基密度、孔径和机械强度等理化性质，并与相似结构的涂覆型（或键合型）纤维素手性固定相比较，综合评价其手性识别性能、上载能力、机械强度与传质性能,获得适合于制备色谱用途的分离材料。

现有涂敷型纤维素类手性色谱固定相存在涂覆量低、耐溶剂性能和耐压性能差等不足，本项目提出通过构建纤维素衍生化的硅烷单体，从而与正硅酸酯在一定条件下水解-缩聚反应从头制备手性硅球，通过调节硅烷单体比例调控纤维素衍生物在硅球中的含量。本项目依次采用3,5-二甲基苯异氰酸酯和3-(三乙氧基硅)丙基异氰酸酯对微晶纤维素进行衍生化，成功合成了与Chiralcel OD有相似手性识别功能基的硅源单体，从而引入硅源。以此为前驱体，同时加入正硅酸乙酯，在酸催化和适当温度下，采用溶胶-凝胶法制备了有机无机杂化纤维素衍生物手性硅球，并采用红外光谱技术、元素分析、热重分析技术、扫描电镜及29Si固体核磁技术对最终产物进行表征，研究结果表明本项目提出的有机无机杂化手性固定相的有机含量高达70wt%，突破了传统涂敷型材料不到20wt%的瓶颈，高效液相色谱法拆分吲哚洛儿、美托洛尔、普萘洛尔、比索洛尔和阿替洛尔等药物对映体的选择性分别高达5.55、2.30、1.96、1.74和1.46，优于现有的Chiralpak IB商品柱，杂化手性柱最大耐压性能达1300psi，两倍于涂敷型色谱柱，并能在添加氯仿的流动相中使用。相关研究结果在Journal of Chromatography A和Journal of Separation Science等期刊上发表SCI/EI论文4篇，获国家发明专利授权1项。