183547. lajstromszámú szabadalom • Eljárás közepesen és erősen poláris állófázissal borított perszililezett gázkromatográfiás üvehkapilláris oszlopok előállítására
1 183 547 2 A találmány tárgya: eljárás közepesen és erősen poláris állófázissal borított perszililezett gázkromatográfiás üvegkapilláris oszlopok előállítására. Illékony vegyületek egymástól való elválasztását gyakran gázkromatográfiás módszerrel oldják meg. Az elválasztásokat töltött vagy kapilláris oszlopok segítségével végzik. Egymáshoz igen hasonló szerkezetű vegyületek vagy sokalkotós elegyek komponenseinek egymástól való elválasztását egyre inkább kapilláris (ürescső) oszlopokkal végzik. Igen elterjedten használják az üvegkapilláris kolonnákat. Az üvegkapillárisok belső felületét — annak kedvező fizikai és kémiai tulajdonságúvá tétele érdekében — kezelik, pl. sósav vagy hidrogén-fluorid gázzal magas hőmérsékleten maratják, sósav oldattal magasabb hőmérsékleten kioldják a fémoxidokat, bárium-karbonát vagy szilikagél bevonatot alakítanak ki, a reakcióképes hidroxil csoportokat különböző reagensekkel kevésbé aktív csoportokká alakítják át (szililezik) vagy egyéb ismert módon kezelik. Az üvegfelület a Welsh és társai által leírt és Grob és társai által továbbfejlesztett persziliiezési eljárással majdnem teljesen inertté tehető. Ezen az inert, hidrofób jellegű felületen az apoláris, hidrofób jellegű állófázisok (például szkvalán, Apiezon L, szilikonolajok) szétteríthetők és belőlük homogén, stabil film képezhető. A film stabilitása jobb, ha az állófázis kis-viszkozízású folyadék helyett nagy-viszkozítású, gumijellegű anyag. A kis felületi energiájú, apoláris, hidrofób jellegű perszililezett üvegfelületen a közöpesen és erősen poláris, nagyobb felületi feszültségű állófázisok szétteríthetetlenek, homogén, stabil film képzésére alkalmatlanok. A pefszililezett üvegfelületet ezek az anyagok nem „nedvesítik”. Ha a perszililezést olyanreagenssel végzik, amelyik poláris funkciós csoportokat is tartalmaz, például fenil csoportokat, akkor a perszililezett felületi energiája nő. Az ilyen felületen a közepesen poláris, nagyobb felületi feszültségű állófázisok már esetenként szétteríthetők. A trimetil szilil csoportoknál nagyobb méretű és/vagy poláris csoportokat tartalmazó szililezőszerek esetén azonban az átalakítható felületi hidroxil csoportok száma a trimetil szilil csoporttal elérhetőhöz képest csökken. A felületen tehát több szabad, bár részben árnyékolt hidroxil csoport marad, ami a felület inertségét rontja, nem kívánatos adszorpcióhoz, esetenként kemiszorpcióhoz vezet. Gyakran kívánatos volna, hogy a teljesen inert, trimetil szilil csoportokat tartalmazó perszililezett üvegfelületet közepesen vagy erősen poláris állófázissal borítsuk be. Ezideig az erre irányuló kísérletek eredménytelenek voltak. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amellyel olyan közepesen és erősen poláris állófázissal borított, perszililezett gázkromatográfiás üvegkapillárisok állíthatók elő, amelyek mentesek a nemkívánatos adszorpciós és kemiszorpciós befolyásoktól. A találmány tehát eljárás közepesen és erősen poláris állófázissal borított perszililezett gázkromatográfiás üvegkapilláris oszlopok előállítására. A találmány szerinti eljárás lényege abban van, hogy a perszililezett felületen cseppeket képező közepesen vagy erősen poláris állófázist a perszililezett felületen szétterülő, homogén filmet adó, stabilizáló gumifázissal keverve visszük fel. A találmány szerint előnyös, ha a gumifázis és a közepesen vagy erősen poláris állófázis tömegarányát 50:1 és 1:20 között, előnyösen 10:1 és 1:4 között választjuk. A találmány egy további ismérve szerint előnyös az is, ha a kevert fázis együttes rétegvastagságát 0.01 és 5 ßm, előnyösen 0.05 ß és 2 ßm közé állítjuk be. Végezetül a találmány szerint a kevert fázis poláris komponense közepesen vagy erősen poláris gumifázis is lehet. Találmányunk tehát azon a felismerésen alapul, hogy a perszililezett inert üvegfelületen stabilizálhatóak a közepesen és erősen poláris állófázisok, ha azokat a perszililezett üvegfelületen stabil film formájában szétteríthető gumi-típusú állófázisokkal elegyítve visszük fel a kapilláris belső felületére. Bár a gázkromatográfiás gyakorlatban kevert fázisokat korábban is alkalmaztak, ezek célja a megfelelő polaritású — szelektivitású állófázis megteremtése volt. Találmányunk szerint a keveréshez használt gumifázis szerepe nem az eredő állófázis polaritásának megváltoztatása, hanem gumi konzisztenciája révén a vele elegyített, de a perszililezett inert üvegfelületen egymagában szét nem teríthető közepesen vagy erősen poláris állófázis film stabilizálása. A találmány nagy előnye, hogy az inert üvegfelületen mindezideig szét nem teríthető közepesen vagy erősen poláris állófázisok is szétteríthetők, velük hatékony kapilláris oszlop készíthető. A találmány lényegét az alábbiakban kiviteli példákon ismertetjük, ahol az 1. ábra az 1. példa szerinti oszlop teszt-kromatogramja, 2. ábra a 2. példa szerinti oszlop teszt-kromatogramja, 3. ábra a 3. példa szerinti oszlop teszt-kromatograrnja, I. példa A 30 m hosszú, 0.9 mm külső, 0.27 mm belső átmérőjű Pyrex üvegcsövet sósav: víz 1:1 arányú elegyével töltjük fel. Gázzal annyi sósav oldatot nyomatunk ki belőle, hogy a vákuum alatt lezárt kapillárisban lévő oldat 220 °C-on a hőtágulás következtében éppen kitöltse a teljes kapillárist. Ezután vákuumban leforrasztjuk a kapillárist, majd 12 órán át 220 °C-on tartjuk. Utána a kapilláris végeit feltörjük és 5—5 oszloptérfogatnyi 1 mól/1 és 10“2 mól/1 koncentrációjú vizes sósavval, majd 5 oszloptérfogatnyi desztillált vízzel mossuk. A vizet nitrogénnel kifuvatjuk az oszlopból, majd a nitrogén áramlást fenntartva az oszlop hőmérsékletét 120 °C-ra emeljük és egy óráig ezen az értéken tartjuk. Ezután az oszlop két végét vákuumhoz csatlakoztatjuk, az oszlop hőmérsékletét 250 °C- ra növeljük és a kolonnát 12 óráig ezen a hőmérsékleten szárítjuk. A szárítási periódus végén a kolonna végeit lánggal lezárjuk. A lehűtött oszlop végeit nitrogén gáz atmoszférában feltörjük, majd 1 rész hexametildiszilazán és 2 rész n-pentán elegyét hajtjuk végig az oszlopon. Utána az oszlop két végét szobahőmérsékleten vákuumhoz kötjük, majd 20 perc elteltével láng-5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
