专利名称：一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析方法
技术领域：
本发明属精细化工产品的分析和应用技术领域，涉及甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的亲水作用色谱(HILIC)分离分析方法，具体地说是一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析方法。
背景技术：
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(Methacryloyloxyethyl Trimethyl Ammonium Chloride，简称DMC)是一种具有碳碳双键和季铵基的双官能团化合物。它可以作为单体通过均聚或与其它乙烯基单体共聚反应来合成各种阳离子型功能聚合物，后者被广泛应用于污水处理、造纸、石油开采等领域。DMC的合成方法如图1所示，一般是以甲基丙烯酸甲酯(简称MMA)为原料，通过和N，N-二甲基氨基乙醇(简称DMAE)的酯交换反应可得到甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(简称 DM)，进一步经季铵化反应得到DMC。为防止聚合等副反应的发生，通常会在反应中加入少量的如对羟基苯甲醚(简称MQ)等阻聚剂。两步反应为连续过程，因此最终产物中往往会含有少量上述物质及在反应过程中产生的一些如甲基丙烯酸(简称MAA)、三甲基羟乙基氯化铵 (简称CC)等其他杂质。这些杂质对DMC在下步的聚合反应中影响很大，因此DMC及其杂质的分离分析方法对于DMC的合成、生产及质量监控等有重要意义。液相色谱分析对易聚合的DMC来说是优选的分析方法。但由于DMC及其所含的杂质大都是强极性物质，而且性质极其相似。以C18为代表的反相液相色谱(Reversed Phase Liquid Chromatography, RPLC)分析是当前分离分析中应用最为广泛和常规的色谱模式。 RPLC能对弱极性和中等极性化合物进行高效分离分析，但对于如DMC这样存在多种强极性物质的分析对象却难以得到满意的结果(郭志谋，张秀莉，徐青，等.色谱，2009，27(5) 675.)。因为强极性化合物分子中的极性基团易与流动相形成偶极矩作用，而与非极性的固定相则缺乏这种作用，导致样品难以或不被固定相保留，通常在死时间流出而无法达到彼此间的有效分离。如用一般的C18柱和反相液相色谱(RPLC)方法来分离分析DMC及其所含的杂质，只能分离出DMC和相对极性较小的阻聚剂-对羟基苯甲醚(李素真，张博，岳秀英，山东化工，2004，33，34.)。所以，建立液相色谱分离分析DMC及其所含强极性物质杂质的新方法是工业生产迫切需要解决的难题之一。Il(Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography,HILIC)^ 一种以极性固定相(如硅胶或修饰氨基、氰基、羟基等极性基团的硅胶柱等)，以极性有机溶剂或含水极性有机溶剂为流动相的色谱模式。与传统正相液相色谱(Normal Phase Liquid Chromatography, NPLC)相似，化合物的保留时间随化合物极性的增强而增加，但其所用的溶剂又与RPLC相似，采用与水互溶的极性有机溶剂，这样就可以解决正相色谱中水溶性物质不溶于流动相的问题。HILIC作为一种适合于强极性化合物定性定量分析的液相色谱新技术，通常使用在天然产物的分离分析、药物分析、蛋白质组学等领域中(如JANDERA P.,Journal of S印aration Science,2008,31(9) :1421; JINNO K, QUIMING N S, DENOLA N L，et al. , Analytical and Bioanalytical Chemistry,2009,393(1) :137; NGUYEN H P, SCHUG K A.，Journal of Separation Science, 2008, 31 (9) :1465.)。但对于像上述具有强极性DMC及其杂质这样的有机小分子，由于其强极性部分在分子中所占的比例高，彼此间相似度高，因此其彼此间的分离难度很大。即使用HILIC方法，也很难将其一一分开，所以也未见用此方法分离分析强极性DMC及其杂质的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单、快速的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析新方法。通过比较不同的色谱柱看出采用HILIC方法，选择合适的流动相及其它相关色谱条件，可以分离分析强极性化合物DMC及其主要杂质。本发明的目的是这样实现的
一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析方法，该方法包括以下具体步骤
第一步色谱条件
固定相硅胶上键合了氰基的HILIC柱或者乙基桥杂化硅胶的HILIC柱，流动相乙腈和水；检测波长2 nm;柱温室温；流速0.8 1 mL/min ；进样量20. 0
第二步洗脱方式
采用梯度洗脱；使用硅胶上键合了氰基的HILIC柱时，流动相中乙腈的起始浓度为 10 30%，最终浓度为90 70%，在水相中加入0. 0Γ0. 03 %体积比的二丁胺，用H3PO4调节ΡΗ=3 ；使用乙基桥杂化硅胶的HILIC柱时，流动相A为乙腈，其中含0. 01 0. 05%体积比的乙酸，流动相B为乙腈，其中含0. 01 0. 05%体积比的乙酸，并加入0. 005mol/L的乙酸铵；
第三步分离分析
在上述条件下对甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行洗脱，分离得到色谱峰，用标准样品的叠加法或根据与各标准样品的色谱图的比较，确定各峰的归属。本发明中的硅胶上键合了氰基的HILIC柱，采用美国S印ax公司的赛分kpax HP-Cyano柱；乙基桥杂化硅胶的HILIC柱，采用美国Waters公司的X-Bridge HILIC色谱柱。本发明可应用于各种DMC合成小试、生产等反应过程的监控，也可应用于DMC产品的质量检测。因为DMC是高聚物的单体，不方便使用气相色谱法来分析。本发明提供的亲水作用色谱法(HILIC)作为DMC及其所含强极性杂质的检测方法，既保持了高效液相色谱法 (HPLC)分析的优点，又可以一次性简单地、同时快速地分离出多个用其他方法难以分离的强极性杂质，大大方便了 DMC的生产和质量监控。此分离分析方法具有很大的实用价值。
图1是DMC的合成路线图2是80%DMC样品溶液的kpax HP-Cyano柱检测图； 图3是80%DMC样品溶液的X-Bridge HILIC柱检测图。
具体实施例方式以下为本发明的一些具体实施例，但本发明不仅仅局限于以下实施例。实施例1
利用S印ax HP-Cyano柱对DMC样品的HILIC分析
仪器Waters 高效液相色谱仪,配备 Waters 2487 Dual ^ Absorbance Detector ； Waters Binary HPLC Pump ；Waters Breeze 工作立占。色谱条件美国S印ax 公司赛HP-Cyano 色谱柱4. 6mmX250mmX5 “ m ； 流动相流动相A为超纯水(0. 01%体积比的二丁胺，用H3PO4调节pH=3)，流动相B为
乙腈；检测波长:224 nm ；柱温室温；流速1 mL/min ；进样量20. O ^ L0试剂水为超纯水(艾科浦超纯水系统)，乙腈为色谱纯，二T胺、磷酸均为市售分析纯试剂，流动相使用前用0. 45 β m滤膜过滤，并经超声脱气；对照样品MQ、MAA、DM、CC和 DMC样品(80%水溶液)均为市售分析纯试剂。梯度洗脱条件如表1所示
表1 S印ax HP-Cyano柱的梯度洗脱条件
Tab. 1 Gradient condition with Sepax HP-Cyano column
权利要求
1. 一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤 第一步色谱条件固定相硅胶上键合了氰基的HILIC柱或者乙基桥杂化硅胶的HILIC柱，流动相乙腈和水；检测波长2 nm;柱温室温；流速0.8 1 mL/min ；进样量20. 0 μ L ；第二步洗脱方式采用梯度洗脱；使用硅胶上键合了氰基的HILIC柱时，流动相中乙腈的起始浓度为 10 30%，最终浓度为90 70%，在水相中加入0. 0Γ0. 03 %体积比的二丁胺，用H3PO4调节ΡΗ=3 ；使用乙基桥杂化硅胶的HILIC柱时，流动相A为乙腈，其中含0. 01 0. 05%体积比的乙酸，流动相B为乙腈，其中含0. 01 0. 05%体积比的乙酸，并加入0. 005mol/L的乙酸铵；第三步分离分析在上述条件下对甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵进行洗脱，分离得到色谱峰，用标准样品的叠加法或根据与各标准样品的色谱图的比较，确定各峰的归属。
全文摘要
本发明公开了一种甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中强极性杂质的分离分析方法，该方法固定相为硅胶上键合了氰基的HILIC柱或者乙基桥杂化硅胶的HILIC柱，流动相为乙腈和水；洗脱方式为梯度洗脱；使用硅胶上键合了氰基的HILIC柱时，流动相中乙腈的起始浓度为10～30％，最终浓度为90～70％，在水相中加入0.01～0.03%体积比的二丁胺，用H3PO4调节pH=3，使用乙基桥杂化硅胶的HILIC柱时，流动相A为乙腈，其中含0.01～0.05%体积比的乙酸，流动相B为乙腈其中含0.01～0.05%体积比的乙酸,并加入0.005mol/L的乙酸铵。本发明既保持了高效液相色谱法分析的优点，又可以一次性简单地、同时快速地分离出多个用其他方法难以分离的强极性杂质，大大方便了甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的生产和质量监控，具有很大的实用价值。
文档编号G01N30/06GK102183597SQ20111006190
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者李新军, 王翠翠, 邹新琢, 韩冰冰 申请人:华东师范大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
