离子液体在色谱领域及应用.pdfVIP

2010年9月第一届环渤海色谱学术交流会(第十九届天津市色谱学术交流会)会报 离子液体在色谱领域的应用 张静1，寇登民2 (1．天津北辰区产品质量技术监督检验所，天津3004002；2．南开大学化学学院，300071) 1 引言 离子液体是指在室温及临近温度下完全由离子组成的有机液体物质，是一类新型的软介 质和功能材料【lJ。由于离子液体可以根据需要设计其阴阳离子的组成并改变其取代基，进而 改变其性能，在一定程度上实现人为设计，进而符合化学学科各个方向的研究需要，在有机 化学、催化化学、电化学、萃取分离等领域有了一定程度的应用【23】，并且已经渗透到功能 材料、能源环境和生命科学等学科。 离子液体一般是由特定的，体积相对较大的有机阳离子和体积较小的无机阴离子构成， 大体可以分为A1C13型离子液体、非A1C13型离子液体和其它特殊类型的离子液体。最常见 的阳离子有烷基铵盐、烷基磷酸盐、吡啶离子、咪唑离子等；阴离子有卤素离子、含F，P， S韵离予等。特殊功能化离子液体是针对某一性能或应用设计的具有特殊官能团或取代基的 离子液体。离子液体的特点有：蒸汽压低，不易挥发；液体状态温度范围广；不可燃、稳定 性好；离子导电率高、电化学窗口宽；对有机物、无机物都有良好的溶解性，使许多化学反 应得以在均相中完成，且反应器体积大为减小；密度大，与许多溶剂不互溶。而且离子液体 的可设计性使其成为特殊的“固体”液体．从理论上讲，可以有超过万亿种高性能的离子液体， 这些特殊性质的存在使其在化学、材料学及生命科学中的应用成为可能。离子液体所具有的 热稳定性、低挥发性等特点使其在分析化学中具有潜在的应用前景【4引。 2 在色谱领域中的应用 离子液体是气相色谱的良好的固定相，是因为它具有高的粘度、高的热稳定性、几乎无 蒸气压以及对色谱柱良好的润湿性。Armstrong等【6’7]最早将离子液体1．丁基，3．甲基咪唑氯 较，并测定了正烷烃、取代烷烃、芳香烃、醛、酮、酰胺、胺、酚、羧酸等物质的保留因子。 结果表明，离子液体作为固定相表现出双重性质．对于非极性物质如烃类，保留因子小，但 选择性好，离子液体的行为类似非极性固定相；对于给出质子的物质如醇类，保留时间长， 离子液体的行为类似极性固定相，因此既可以分析正烷烃，也可以分析醇类；他们还以含有 手性中心的离子液体作为固定相应用于亚砜、环氧化物等手性对映体的分离研究[8】。但是 离子液体阴离子部分的不同也会影响其作为固定相的选择性和增溶能力。 离子液体在液相色谱的应用中，既可以作为流动相，也可以作为流动相改性剂或者固定 相。Zhang等[9】采用含离子液体0．054％～0．869％(体积分数)的水溶液作为流动相，反相 高效液相色谱法分离多巴胺、儿茶酚胺、肾上腺素、去甲基肾上腺素的混合物，具有良好的 对称峰形和线性范围。Kaliszan等【10]用二烷基咪唑型离[1l】将1．烷基，3．甲基咪唑基型离子 液体用作流动相添加剂，考察了具有不同烷基碳链的咪唑阳离子和不同种类阴离子的离子液 体对核苷酸和生物碱分离的影响，在不添加任何挥发性有机溶剂条件下，仅用mmol／L级的 离子液体水溶液即可对核苷酸、生物碱进行快速而高效的分离，有效地改善了碱类化合物分 离中常见的谱峰拖尾现象。 Berthod[12]讨论了离子液体作为逆流色谱的固定相和流动相的应用前景，将有机溶剂／ 离子液体／水的混合液体作为流动相可以有效降低流动相的粘度，进而用于逆流色谱的检测。 Qiu等[13将1，3-二烷基咪唑离子液体修饰硅胶作为固定相用于液体色谱柱，对I一、Br一等无 2010年9月 第一届环渤海色谱学术交流会(第十九届天津市色谱学术交流会)会报 机阴离子和酸类有机阴离子、胺类、核苷酸类化合物可以进行有效的分离。Xiao等[14】将离 子液体用作高效液相色谱流动相添加剂成功分离了联苯胺、苄胺、N．乙基苯胺等不同胺类 物质，并考察了离子液体的种类和性质对分离效果的影响。但是离子液体的黏度较大，影响 其作为流动相的效果，离子液体对紫外光有一定的吸收，进而限制了紫外光度检测器的使用。 3在毛细管电泳中的应用 离子液体也可用于毛细管电泳(CE)。由于其导电率高，可作为流动相电解质添加剂用于 无水溶液毛细管电泳的分离或毛细管电泳的背景电解质。Vaher等[15]将不同离子液体作为 添加剂在非水毛细管电泳中分离路易氏酸和多酚类化合物，考察了离子液体的种类、浓度以 及流动相甲醇和乙醇的不同比例对分离的影响，认为乙腈在离