手性是自然界中广泛存在的现象,涉及到化学,生命科学,环境科学和材料科学等多个领域.手性化合物的研究与应用已渗透到生物,医药,农业等多个行业.目前,获得单一对映体分子的方法中,色谱拆分法是最为常见和应用广泛的技术.然而,色谱拆分法的发展受到手性固定相材料不足的限制.
手性金属-有机骨架材料(Metal–OrganIcFrameworks,MOFs)因其稳定的手性环境,大的比表面积,可控的合成条件,强的吸附能力,易功能化的结构,可控的孔道性质,好的化学稳定性和热稳定性,成为潜在的手性固定相材料.这些材料能够与客体手性分子进行充分的相互作用,并通过对配体或模板剂的合理设计,实现对客体分子的高对映体选择性.
制备基于5-(4-咪唑-1-苯基)-1H-四唑的Cu(I)手性金属有机骨架材料的步骤如下:
步骤一:以5-(4-咪唑-1-苯基)-1H-四唑(HL)和Cu(II)离子为原料,以L-谷氨酸(L-Glu)为模板剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,超声使其完全溶解,得到溶液1.
步骤二:向溶液1中逐滴滴加新配制的NaOH溶液,调节溶液pH值至9,得到溶液2.
步骤三:将溶液2置于100℃烘箱内,保持48小时,得到红色块状单晶,经乙醇洗涤,干燥备用.
在步骤一中,HL,Cu(II)与L-Glu的摩尔比为1:1:0.5,HL与溶剂DMF的配比为21mg:2mL.步骤二中所加NaOH溶液的浓度为1mol/L.
通过上述步骤,成功制备了手性模板占据一维孔道的Cu(I)手性三维MOF材料{[Cu(L)](L-Glu)}n.该材料作为手性固定相,在毛细管气相色谱分离DL-精氨酸中表现出很好的分离效果.
将制备的Cu(I)手性MOF材料涂抹在毛细管柱上,使用气相色谱仪进行手性拆分测试.具体操作如下:
步骤一:将Cu(I)手性MOF材料配制成溶液,具体操作为:称取所需质量的固定相置于洁净的容量瓶内,并加入所需体积的溶剂,待其完全溶解后超声脱气,即配成所需浓度的溶液.
步骤二:用N2以约1cm/s的速度将溶液均匀地压入预处理后的毛细管柱的1/3左右,把毛细管浸入溶液的一端拔出液面,以相同的N2流速将液柱推出柱子,继续吹4小时,然后以2℃/mIn的速度程序升温至80℃老化300分钟后降至室温.
步骤三:将外消旋的精氨酸(DL-Arg)溶于二氯甲烷,配制成4×10-2mol/L溶液,然后将制备好的手性毛细管柱装在气相色谱仪上,将配制好的精氨酸溶液注入进样口,进行DL-Arg拆分测试.
测试结果表明,涂渍了该手性MOF材料的毛细管柱对DL-Arg能够达到很好的分离效果,基本达到了80%的峰分离.