HPLC用MWNTs/淀粉衍生物类CSPs的研究

论文摘要

高效液相色谱法（HPLC）拆分手性体是目前公认的获得单一对映体的最佳方法之一，其中淀粉三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）（ADMPC）由于其对多种对映体优秀的分离能力，成为除商品柱Chiralcel OD外，使用率最高的HPLC手性固定相（ChiralpakAD）。但由于其柔顺的分子链结构和较差的抗溶剂性能等原因，导致ADMPC在作为手性固定相（chiral stationary phase，CPS）的应用受到较大的限制。本论文研究的主旨，希望通过在淀粉分子链的空腔中，插入具有刚性的碳纳米管而改变淀粉柔顺螺旋构型，再与苯基类异氰酸酯充分反应，得到淀粉包合碳纳米管的衍生物（MWNTs/ADMPC），作为HPLC用手性固定相，考察其对典型手性映体的拆分能力和影响规律，以及CSPs的耐溶剂性能。本论文的研究工作主要有：一、探索了一种新型的、简便有效的（利用DMSO/H2O的混合溶剂体系）制备包覆物MWNTs/Amylose的方法。该方法有两个必要条件，1)是将MWNTs在水中充分分散，本研究中采用混酸处理以及预超声将其实现；2)是MWNTs与Amylose发生分子间吸附作用，本研究中采用了超声以及混合溶剂法将其实现，随后通过SEM、Raman、IR、TG等表征该包覆物MWNTs/Amylose的结构及组成；二、采用“一步法”对MWNTs/Amylose包覆物用3,5-二甲基苯基异氰酸酯进行衍生化，引入手性分离的基团；通过涂覆、填充等手段制备HPLC用淀粉衍生物功能化碳纳米管手性分离固定相；三、选取有代表性的10种手性对映体，利用HPLC评价所合成的MWNTs/ADMPC的手性分离能力；实验结果表明MWNTs/ADMPC对多种对映体都有一定的手性拆分能力，某些在AD上能够分离的对映体在所合成制备的手性固定相（CSP-1）中分离效果更好，而对某些对映体的分离略有负面影响。本研究发现MWNTs的加入极大地提高了MWNTs/ADMPC对部分含有苯环类的对映体的分离效果，并且由于MWNTs优异的耐溶剂性能，亦能提高其手性固定相的稳定性，为其今后的商品化提供部分研究基础；同时MWNTs嵌插入Amylose的手性空腔中，一定程度上提高了淀粉衍生物的刚性，其仍可以对部分对映体有很好的分离效果，这些工作也为扩展多聚糖衍生物类CSPs研究和开发、从结构上解释手性识别原理提供了更丰富的论据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 手性与生物活性
• 1.1.1 手性概念
• 1.1.2 手性体的生物活性
• 1.2 手性体分离的方法
• 1.3 高效液相色谱法
• 1.3.1 高效液相色谱法的优点
• 1.3.2 高效液相色谱法的分类
• 1.4 高效液相色谱手性固定相
• 1.4.1 高效液相色谱手性固定相的分类
• 1.4.2 高效液相色谱手性固定相的发展
• 1.5 多糖类衍生物类手性固定相
• 1.5.1 涂敷型多糖类衍生物手性固定相的载体
• 1.5.2 涂敷型多糖类手性固定相的类别
• 1.6 碳纳米管的改性
• 1.7 研究目的意义及主要内容
• 第2章 实验的材料与方法
• 2.1 仪器试剂及设备
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验流程
• 2.3 MWNTS/ADMPC 手性固定相的制备
• 2.3.1 Modified MWNTs 的制备
• 2.3.2 MWNTs/Amylose 的制备
• 2.3.4 MWNTS/ADMPC 的制备
• 2.3.5 QRM-1 与 QRM-2 的涂覆
• 2.3.6 色谱柱的填装
• 2.4 结构表征与性能测试
• 2.4.1 红外光谱分析
• 2.4.2 Raman 光谱分析
• 2.4.3 热失重法分析
• 2.4.4 SEM 观察
• 2.4.5 核磁共振谱分析
• 2.4.6 手性柱分离性能力的测定
• 2.5 本章小结
• 第3章 MWNTs/Amylose 的制备与表征
• 3.1 MWNTS 的混酸处理
• 3.1.1 Modified MWNTs 的红外光谱分析
• 3.1.2 Modified MWNTs 的 Raman 光谱分析
• 3.1.3 Modified MWNTs 的 SEM 分析
• 3.2 MWNTs/Amylose 的制备
• 3.2.1 溶剂条件对 MWNTs/Amylose 制备的影响
• 3.2.2 溶剂条件对 MWNTs/Amylose 的 SEM 影响
• 3.2.3 MWNTs 与 Amylose 质量比对 MWNTs/Amylose 的 SEM 影响
• 3.2.4 MWNTs/Amylose 的 TG 分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 MWNTS/ADMPC 的制备与表征
• 4.1 MWNTS/ADMPC 的光谱分析
• 4.1.1 MWNTs/ADMPC 的 Raman 光谱分析
• 4.1.2 MWNTs/ADMPC 的红外光谱分析
• 1H NMR 分析'>4.2 MWNTS/ADMPC 的¹H NMR 分析
• 1H NMR 分析'>4.2.1 QRM-1 的¹H NMR 分析
• 1H NMR 分析'>4.2.2 QRM-2 的¹H NMR 分析
• 4.3 MWNTS/ADMPC 的 SEM 观测
• 4.3.1 QRM-1 的 SEM 观测
• 4.3.2 QRM-2 的 SEM 观测
• 4.4 本章小结
• 第5章 MWNTS/ADMPC 的手性分离能力测试
• 5.1 MWNTS/ADMPC 的 TG 分析
• 5.1.1 Coated QRM-1 的 TG 分析
• 5.1.2 Coated QRM-2 的 TG 分析
• 5.2 Coated QRM-1 的手性分离能力测试
• 5.3 Coated QRM-2 的手性分离能力测试
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢