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多孔材料是结构中具有孔洞的一类材料,具有组成和结构多样、比表面积大、孔道尺寸可调控等特点。多孔材料在气体吸附和储存、分子分离、催化等领域具有广泛的应用价值因而引起了很大的研究兴趣,特别是金属-有机骨架材料(MOFs)、共价有机骨架材料(COFs)、多孔有机聚合物(POPs)近年来被研究的较多。手性向列型介孔硅(CNMS)是由纳晶纤维素(NCC)为模板,通过缓慢挥发诱导自组装四甲氧基硅烷(TMOS)而制备的一种新型的无机介孔材料,其不但复制了NCC悬浮液的手性向列型结构,而且还有许多纤维素在多层次水平印迹的手性纳米孔。多孔有机笼(POCs)是由形状持久稳固、具有永久内部空腔的分子自组装而形成的一类多孔有机分子材料。随着动态共价化学(DCC)的发展,许多有机分子笼都是通过形成可逆共价键的方法进行一步反应合成。目前,介孔材料用作色谱手性固定相的报道都是将其作为基质,通过涂敷或化学键合的方法引入手性选择剂而制备手性固定相。本论文将手性无机介孔材料CNMS和手性POCs直接用作高分辨气相色谱和高效液相色谱手性固定相,据我们所知,在此之前直接将手性无机介孔材料和手性POCs用于色谱手性固定相还未见报道。我们研究了其对手性化合物的分离性能,旨在开发研究具有较高手性选择性的固定相,从而也拓展手性多孔材料在色谱手性分离领域的应用。具体研究内容如下：第一部分绪论首先介绍了手性的基本概念、手性拆分的意义和手性拆分的主要方法；其次对气相色谱和高效液相色谱手性固定相的主要种类进行了介绍；第三综述了介孔材料和POCs这两种多孔材料的合成及一些应用。最后,提出了本论文的研究目的和意义。第二部分是CNMS用于高分辨气相色谱分离性能的研究。CNMS由于其一些独特的性质已经吸引了研究者极大的兴趣,如手性向列型结构、大的孔尺寸、耐高温、廉价、制备方法简单。本章我们将CNMS用作毛细管气相色谱固定相,采用动态涂敷的方法制备了毛细管气相色谱柱并用于分离。实验结果表明,CNMS涂敷的毛细管柱不但对Grob试剂、正构烷烃混合物、芳香烃混合物、多环芳烃(PAHs)混合物和位置异构体具有较好的分离性能,而且对外消旋体化合物也显现出优秀的手性拆分效果。将CNMS柱的手性拆分性能与P-DEX 120商品柱和Chirasil-L-Val商品柱对比,其具有明显的手性拆分的互补性,并且CNMS柱分离样品的时间较短,还能作为高温气相色谱手性固定相。此研究预示CNMS将很快在分离科学领域中变得有吸引力。第三部分是CNMS用于高效液相色谱分离性能的研究。我们以CNMS作为固定相制备了高效液相色谱柱,用于分离位置异构体氨基苯酚、苯二酚、硝基苯胺、硝基苯酚、氯苯胺、溴苯胺、碘苯胺、二硝基苯、硝基氯苯和硝基溴苯,这10种化合物在CNMS柱上得到了高选择性分离。我们还研究了流动相的组成、异构体的进样量和柱温对CNMS柱分离性能的影响。该柱5次重复进样的保留时间和峰面积的相对标准偏差(RSD)分别为0.10-0.43%和0.5-3.9%。与商品β-环糊精高效液相色谱柱相比,CNMS柱对这些位置异构体表现出更为优秀的分离性能。另外,CNMS柱对外消旋体化合物也显示出一定的手性识别性能。第四部分是一种具有三维钻石网络状通道的单一手性多孔有机笼CC3-R用于高分辨气相色谱分离性能的研究。多孔有机分子笼是一种新型的多孔材料,由于其潜在的应用价值近年来引起了科学家们的极大研究兴趣。本章合成了一种具有三维钻石网络状手性通道的单一手性多孔有机笼CC3-R,将其与聚硅氧烷OV-1701溶于二氯甲烷后作为固定相溶液,采用静态涂敷的方法制备了毛细管气相色谱柱,该柱对外消旋体化合物表现出非常优秀的手性识别性能。许多外消旋体在该柱上都得到了很好的拆分,其中包括手性一元醇、二元醇、胺、醇胺、酯、酮、醚、卤代烃、有机酸、氨基酸甲酯和亚砜。与目前广泛使用的β-DEX 120和Chirasil-L-Val商品柱相比,CC3-R涂敷的毛细管柱展现出更为优秀的手性识别性能。此外,CC3-R涂敷的毛细管柱对正构烷烃混合物、正构醇混合物、芳香烃混合物和位置异构体也具有较好的分离性能。该柱优秀的手性识别性能、良好的再现性和热稳定性使得CC3-R非常有希望成为一种新颖的气相色谱固定相,其具有很好的商业化应用前景,为多孔有机分子在分离科学领域的应用开辟了新的途径。第五部分是手性多孔有机笼CC10用于高分辨气相色谱分离性能的研究。我们用聚硅氧烷OV-1701与一种由亚胺连接的多孔有机笼CC10混合作为固定相制备了毛细管气相色谱柱。许多不同类型的外消旋体化合物包括醇、醚、酮、酯、卤代烃、环氧化合物和有机酸在该柱上也得到了很好的拆分。其对β-DEX 120商品手性柱和我们报道的CC3-R涂敷的手性毛细管柱具有补充作用。CC10优秀的手性识别性能不仅具有重要的理论价值,而且具有很好的实际应用前景。另外,CC10对正构烷烃混合物、正构醇混合物、Grob试剂和位置异构体也具有较好的分离效果。第六部分是一种具有较大分子内部空腔的单一手性多孔有机笼CC5用于高分辨气相色谱分离性能的研究。将单一手性多孔有机笼CC5作为固定相制备毛细管气相色谱柱,该柱不但对位置异构体表现出优秀的分离性能,而且对氨基酸衍生物、醇、胺醇、酯、醚、酮、环氧化合物等许多外消旋体化合物也显示出较好的手性拆分效果,还对具有优秀手性识别性能的CC3-R柱具有很好的手性识别补充作用。因此,CC5作为气相色谱固定相具有潜在的实际应用前景。第七部分总结了本论文的主要研究内容和取得的研究成果,并对多孔材料在分离领域的应用做了展望。