有机单体和硅烷化试剂聚合反应制备硅胶杂化整体材料的研究

为了很好地解决硅胶整体材料和有机高分子聚合物整体材料各自存在的缺点，近年来无机-有机杂化硅胶整体材料逐步引起人们的广泛关注。目前杂化硅胶整体柱的制备过程存在操作繁琐费时和烷氧基硅烷单体种类十分缺少的问题， 本项目首次提出将有机硅氧烷水解、缩合反应和具有聚合反应活性的带有双键的烷基硅氧烷与有机功能单体聚合反应一体化进行的快速制备杂化硅胶整体柱的新方法。进一步通过反应溶液中功能单体的配比、反应温度、溶液组成和反应时间等条件的优化，有望实现杂化硅胶整体柱的快速、高效制备。该方法的主要特点是：（1）制备过程快速简单，一般可在一天内完成杂化整体材料的制备；（2）在反应体系中引入有机功能单体作为反应单元，大大扩展了制备杂化硅胶整体柱的种类。该项工作的研究成果有望为整体柱的制备和应用开辟新的方向。

为了较好地解决硅胶整体材料和有机高分子聚合物整体材料各自存在的缺点，近年来无机-有机杂化硅胶整体材料逐步引起人们的关注。总体而言，现有的杂化整体柱制备方法与硅胶整体材料的制备过程十分相近，主要包括烷氧基硅烷水解和缩聚反应过程。该制备方法仍然存在以下缺点：（1）制备过程繁琐费时，一般需耗时7天左右才能完成杂化硅胶整体材料的制备；（2）烷氧基硅烷单体种类十分缺少，限制了各种不同表面性能的杂化硅胶整体柱的制备。我们发展了一种“一锅法”制备有机-无机杂化多孔整体材料的新方法，可以通过对反应溶液中功能单体的配比、反应温度、溶液组成和反应时间等条件的优化和在反应溶液中引入聚合反应的引发剂ABIN，有望实现杂化硅胶整体柱的快速、高效制备。以甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸苄基酯为单体，成功制备了C4和苯基功能机团的反相毛细管有机－硅胶杂化整体柱，用于极性化合物和非极性化合物的高效分离分析；以[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵([2-(Methacryloyloxy)ethyl]dimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide, MSA)和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, MPC)为有机单体制备了两种亲水性毛细管有机－硅胶杂化整体柱，用于强极性化合物的高效分离分析；以带有季铵离子和磺酸基团的甲基丙烯酸酯类化合物为单体，成功制备了阴离子和阳离子交换毛细管有机－硅胶杂化整体柱，用于蛋白质和多肽的高效分离富集；以自制单（6A-N-烯丙基胺化-6A-去氧）苯基甲酸酯化β-环糊精为有机单体，制备了全苯基甲酸酯化β-环糊精（Ph-β-CD）-硅胶杂化整体柱，用于毛细管液相色谱的手性分离。相关研究成果在Chem. Commun., Anal. Chem., J. Chromatogr.A等刊物发表学术论文10篇，取得预期的结果。