一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料及其制备方法与应用
本发明属于分离材料领域，具体涉及一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料及其制备方法与应用。
背景技术：
1、目前，我国油茶籽的产量约为每年250万吨，主要用于榨取油，预计会产生约180万吨的油茶饼粕。然而，我国大部分油茶饼粕被用作燃料焚烧，或者以低价出口，这不仅造成了资源的浪费，还对环境产生了污染。而油茶饼粕中含有丰富的茶皂素，由于其良好的乳化性和生物活性，近几年，对茶皂素的提取和纯化研究相对较多，其中茶皂素的提取方法主要包括：热水提取法和有机溶剂提取法以及在此基础上的绿色辅助提取法，纯化方法有重结晶法、硅胶柱层析法、超滤膜法、大孔树脂吸附法等，但这些方法普遍存在得率低，纯度不高，操作繁琐，选择性差等问题。
2、中国专利cn201510034725.7公开了一种茶皂素分子印迹聚合物固相萃取法，它实现了对目标分子高亲和力高选择性提取，但是分子印迹聚合物制备难度大，过程繁琐，分离效率不高。因此需要开发分离纯化新材料，以实现茶皂素的高纯度高效分离。
3、胆固醇二聚体具有环戊烷多氢菲骨架的多环结构，与茶皂素主骨架五环三萜多环结构相类似，将其开发成茶皂素的分离材料，利用分子相互作用和空间位阻效应，实现茶皂素的高纯度高效分离，此类研究未见报道。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料。
2、本发明的另一目的在于提供上述核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法本发明的再一目的在于提供上述材料在茶皂素分离纯化中的应用。
3、本发明的目的通过以下技术方案实现：
4、一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料，所述色谱填料是胆固醇二聚体键合硅胶，其中以硅胶为核，以胆固醇二聚体为壳，核壳质量比为(8-15):1；所述胆固醇二聚体的结构式如下：
5、
6、一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)烷基化硅胶的制备：多孔硅胶用盐酸浸泡酸化，过滤，水洗至中性，干燥得活化硅胶，再与硅烷偶联剂3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷(tpm)在甲苯中反应，蒸去溶剂，干燥得到烷基化硅胶(tpsi)。
8、(2)胆固醇二聚体的制备：将碘单质、咪唑与三苯基膦加入1,4-二氧已环中分散，加入乙二酸，用咪唑调节混合液ph值中性，加热回流反应,加入胆固醇，反应结束后冷却至室温，用饱和氯化钠溶液洗涤，二氯甲烷萃取，加入二环己基碳二亚胺(dcc)二氯甲烷溶液，冰浴下反应，蒸去溶剂，得到产品胆固醇二聚体(chd)。
9、(3)胆固醇二聚体键合硅胶的制备：将偶氮二异丁腈(aibn)与chd分散于氯仿中，涂敷在烷基化硅胶上，再将烷基化硅胶置入十二烷基硫酸钠(sds)水溶液中反应，过滤，将固体物干燥,得到胆固醇二聚体键合硅胶(chd@sio2)。
10、优选的，步骤(1)所述多孔硅胶粒径在2～10μm，孔径为
11、优选的，步骤(1)中所用hcl浓度1～5mol/l，与硅胶体积质量比为1:5～10,酸化温度50～100℃，酸化时间8～20h，干燥温度150 -200℃，干燥时间1-3h。
12、优选的，步骤(1)所述的硅胶与硅烷偶联剂的质量体积比应为1:1～1:5(g:ml),硅胶与甲苯的质量体积比为1:5～1:10(g:ml)。
13、优选的，步骤(1)反应是在氮气环境下，50～100℃反应8～24h，50～100℃干燥2～10h。
14、优选的，步骤(2)中，碘单质、咪唑与三苯基膦的摩尔比为1:1:1～1:2:2,1.4-二氧已环用量为碘单质、咪唑与三苯基膦总质量的20～30倍,乙二酸与咪唑的摩尔比为1:1～1:2，加热反应温度80～90℃,反应时间1～3h。
15、优选的，步骤(2)中，胆固醇与乙二酸的摩尔比为1:1～1:4,反应温度100～120℃,反应时间8～20h。
16、优选的，步骤(2)中，饱和氯化钠溶液用量反应混合物体积的1～3倍,萃取用二氯甲烷用量为反应混合物体积的3～5倍。
17、优选的，步骤(2)中dcc的用量与胆固醇的摩尔比是3:1～1:1,dcc与二氯甲烷的质量体积比是1:10～1:30(g:ml),反应时间12～24h。
18、优选的，步骤(3)aibn和chd的质量比为1:2～1:6,aibn与chd总量与氯仿的质量体积比为1:10～1:20(g:ml)，烷基化硅胶与aibn与chd总量的质量比为7:1～10:1。
19、优选的，步骤(3)中sds水溶液的浓度为3～5g/ml。sds水溶液与涂覆硅胶的体积质量比为5:1～15:1(ml:g)，反应温度85-95℃,反应时间4～10h。
20、优选的，步骤(3)中固体物干燥温度80～100℃,干燥时间8～12h。
21、以上所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料用作高效液相色谱固定相。
22、优选的，所述核壳型胆固醇基硅胶色谱填料在茶皂素类化合物分离纯化中的应用。
23、本发明的原理：对胆固醇进行结构修饰，胆固醇与乙二酸酯化反应得到胆固醇乙二酸单酯，再通过酰化反应生成胆固醇双乙二酸酸酐，即胆固醇二聚体(chd)；将其通过自由基聚合反应涂覆在烷基化硅胶表面，得到了核壳结构胆固醇二聚体键合硅胶色谱填料(chd@sio2)。该胆固醇二聚体具有环戊烷多氢菲骨架的多环结构，与茶皂素主骨架五环三萜多环结构相类似，同时该单体的多环结构与甲基具有与常用的c-18反向色谱柱相似的疏水性。而硅胶粒径统一，机械强度高，孔状丰富，将该单体通过自由基聚合反应键合到烷基化硅胶表面，制备了核壳型胆固醇基硅胶色谱材料，与茶皂素形成疏水相互作用和空间匹配性，可用于茶皂素类化合物的分离。
24、与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
25、1、本发明提供了一种胆固醇二聚体键合硅胶的色谱材料的制备方法，制备工艺简单，容易操作。
26、2、本发明制备得到的色谱材料，由于核壳结构外层涂敷的胆固醇二聚体表现出疏水作用与多环结构带来的空间匹配性，可作为高效液相仪的色谱柱填料，对茶皂素类化合物起到良好的分离作用。
技术特征：
1.一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料，其特征在于，所述色谱填料是胆固醇二聚体键合硅胶，其中以硅胶为核，以胆固醇二聚体为壳，核壳质量比为(8-15):1；所述胆固醇二聚体的结构式如下：
2.制备权利要求1所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(1)所述的硅胶与硅烷偶联剂的质量体积比为1g:1～5ml,硅胶与甲苯的质量体积比为1g:5～10ml，反应是在氮气环境下，50～100℃反应8～24h；所述多孔硅胶粒径为2～10μm，孔径为所用盐酸浓度为1～5mol/l，盐酸与硅胶体积质量比为1g:5～10ml，酸化温度为50～100℃，酸化时间为8～20h。
4.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(2)中，碘单质、咪唑与三苯基膦的摩尔比为1:1:1～1:2:2，1.4-二氧已环用量为碘单质、咪唑与三苯基膦总质量的20～30倍，乙二酸与咪唑的摩尔比为1:1～1:2，加热反应温度为80～90℃,反应时间为1～3h。
5.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(2)中，胆固醇与乙二酸的摩尔比为1:1～1:4,反应温度为100～120℃，反应时间为8～20h。
6.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(2)中二环己基碳二亚胺的用量与胆固醇的摩尔比是3:1～1:1,二环己基碳二亚胺与二氯甲烷的质量体积比是1g:10～30ml，反应时间为12～24h。
7.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(3)偶氮二异丁腈与胆固醇二聚体的质量比为1:2～1:6,偶氮二异丁腈与胆固醇二聚体总量与氯仿的质量体积比为1g:10～20ml，烷基化硅胶与偶氮二异丁腈与胆固醇二聚体总量的质量比为7:1～10:1。
8.根据权利要求2所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法，其特征是步骤(3)中十二烷基硫酸钠水溶液的浓度为3～5g/ml，十二烷基硫酸钠水溶液与涂覆所得硅胶的体积质量比为5～15ml:1g，反应温度为85-95℃,反应时间4～10h，固体物干燥温度为80～100℃,干燥时间为8～12h。
9.权利要求1所述的一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料用作高效液相色谱固定相。
10.权利要求9所述的应用，其特征在于，所述核壳型胆固醇基硅胶色谱填料在茶皂素类化合物分离纯化中的应用。
技术总结
本发明公开了一种核壳型胆固醇基硅胶色谱填料及其制备方法与应用，属于分离材料领域。该核壳型胆固醇基硅胶色谱填料的制备方法包括以下步骤：(1)烷基化硅胶的制备，(2)胆固醇二聚体的制备，(3)胆固醇二聚体键合硅胶的制备。本发明通过上述方法制备得到的胆固醇二聚体键合硅胶，可用作高效液相色谱固定相，实现茶皂素类化合物的高纯度高效分离纯化。
技术研发人员：叶勇,田雨浓,黎璐
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23