键合相
抖化学 / 2022-10-26
键合相的色谱特性为了更好地了解BPC填充物的应用，讨论-下它们在 色谱方面有用的特性是必要的。因为硅氧烷类是用途众多、使用广泛的键合相，所以仅就这一类型进行讨论。
硅氧烷相在LC常用的大多数条件下是稳定的。对于水溶液pH值在2到9之间可以使用。高pH(pH>10 )对硅氧烷键发生化学侵蚀，低pH值时(pH<1)也有某些证据表示无定形硅胶变得可溶解了[19]。有机溶剂，有机溶剂和水的混合液，水性缓冲液以及稀弱酸类均曾使用而无不利的影响。
在反相色谱中，有机改性剂及其浓度均影响保留值。组成不变时(例如，30% 有机改性剂在水中)，多种测试溶质的k'值依下列顺序增大，异丙醇<二恶烷<乙腈<乙醇<DMSO<甲醇<乙二醇[20]。这一次序大致与它们的Hildebrand溶解度参数δ相平行，后者是一个良好的极性计量。因此，极性最小的异丙醇，与更具极性的乙二醇相比，将优先洗脱非极性溶质。对于水中任何-种有机改性剂(如甲醇)来说，当有机溶剂的浓度增大10%时，将导致给定溶质的k’值增大2~3倍[20\21]。因此，随着时间而加大有机改性剂的浓度，就是在反相BPC中实现梯度洗脱的方便办法。硅氧烷键合相用于LC中，温度曾达80℃而无不利影响。在较高温度下操作时，由于流动相粘度降低，溶质传质速度增大，因而有减小塔板高度的效应。粘度的降低使柱的压力降减小如图7-5所示。但提高温度对于溶质的容量因子仅有轻微的影响[20\21]。图7-5显示logk'与1/T之间有一直线关系。粗略地说，温度增高35"C，只引起保留值减至1/2。与气相色谱相反，此结果表示程序升温没有什么优越性。增高温度有利于加大在流动相中的溶解度[21]，因而，在制备应用中可能有利于增大样品容量。然而，太高的温度可能引起对溶剂排气的问题。在反相工作中，温度在50℃似乎是适宜的折衷数值。
键合相的保留度和选择性,毫无疑义，表面化学改性引起硅胶特性的显著变化。硅胶的部分酸性硅醇基被有机部分所取代或“封闭”之后，显然减少了某些色谱的相互作用，另一些作用则可能加强。当填充物由于键合了十八烷基硅烷而变得更具疏水性之
后再用于反相方式时，可观察到保留值方面的最大变化。使得在硅胶上不保留或微弱保留并有拖尾的化合物易于分离，得到对称的峰形。当导入含有极性官能团的有机物时，常常可以观察到难以捉摸的、但同样是明显的变化[1~10、15、16、22]。
虽然键合相的实际使用早已被证实和肯定，但认识其分离机理以帮助我们进行柱的选择，仍然很重要。有些工作者正在试图阐明这些选择性相互作用的本质[3、6、8、17、24]，但键合相吸着作用的实际机理尚不清楚。尽管在选择性的比较方面还只完成了不多儿项研究，但已得出一些有用的一般规则。
如前所述，反相色谱包含了在一个非极性固定相上的分配或吸附。大多数的分离是以溶质的烃类特性为基础的。对于非极性相如十八烷基硅烷，溶质吸附剂相互作用的差别较小。 对于各化合物对的选择性，主要由洗脱液所决定[17]。基团的选择性
(即绝对的保留时间)由洗脱液和固定相两者共同决定。同系列组成(即仅各相差一个次甲基)的洗脱顺序与其在流动相中的溶解度成反比。这一保留特性仅适用于饱和烃类的键合相。>如以键合的某基基团取代，则在反相方式应用时会显著地改变极性化合
物的保留特性。极性化合物在苯基或醚硅氧烷键合相上的分离，比在十八烷基硅烷相上的分离为好[15]。另一方面，非极性的取代萘或多核芳烃类，凭借其芳烃特性，它们在十八烷基硅烷相上比在极性更强的苯基、硝基米基、醚基或烷基情硅氧烷等键合相上可分离得更好[10、18]。
在“正常”BPC中，随着键合相极性官能团的变动，可观察到选择性的显著变化。对于聚乙二醇键合于薄壳硅胶上的硅酸酯键合相，当使用已烷洗脱剂时，测试溶质硝基苯、癸醇和某甲醇的容量因子,按Carbowax 4000<Carbowax 400<二乙二醇的次序增
大[2、16]。这样，在正相BPC中链长较短者极性较强。在反相方式中其特性可能正好相反，例如 Carbowax 4000更为疏水，应产生更大的保留值。有的研究表明，从正已基硅烷变到正
十八烷基硅烷，溶质的保留值逐渐加大。
正相BPC方式中存在着一个普遍的分歧，即固定相化学地键合于硅胶之后，其色谱保留值是否会增大或减小。无疑，这些矛盾是由于对大多数这类固定相的本质尚不清楚所致，在聚合物相方面尤其如此。包含有极性官能团如一COOH, 一SO₃H,-NH₂,-CN或一NO2的“毛刷型”Si- -N-键合相[5、6]，比“赤裸的”硅胶显示更大的保留值，但选择性较差。聚合物在多孔层珠[8、9、22、24、25]或多孔硅胶[9、22、24]上的键合相，比未键合的材料显示较大的保留值，而单体的键合相(即制备时未经特意的聚合作用)（键合相的制备）当与相等条件下操作的硅胶柱比较时，给出较低的k值[3、10、26]。
单体的极性硅氧烷键合相，当其极性基团如氨基、吡啶基和二氨基被2或3个碳原子长度的脂族链所取代时，对于偶氮化合物的选择性就发生显著的差异[8]。同样，脂链上取代有氰基或氨基后，彼此之间比较及与硅胶相比较时，对于甾体类[3和氯
代硝基苯异构体[19]给出相反的洗脱顺序。
聚合体键合相根据不同的实验条件，可以起分配的和(或)吸附介质的作用[8]。为在正相BPC中得到满意的色谱效果，含有一些极性溶剂，即使是少 量的也很重要[22]。这种极性溶剂明显地穿透进入聚合物层使之泡胀，并建立起溶剂化聚合物的分配
相。流动相的较小变动便可引起分配系数的变化[8]。当极性键合相与非极性流动相合用时，由于键合相不能被溶剂所“湿润”而导致效率低劣，从而在聚合物一溶剂界 面上发生吸附作用。
短链单体的极性键合相是否会成为“真正的”分配相，是很可怀疑的。更可能的是它们表现为改性的吸附剂，以其极性官能团（以及任何残留的表面硅醇基）与溶质的极性基团相互作用。
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