基于手性共价有机骨架材料高效液相色谱手性柱的研究

High performance liquid chromatography (HPLC) is the most popular and widely applied technology in the field of chiral separation and analysis of enantiomers. Covalent organic frameworks (COFs), constructed by purely multidentate organic building blocks via covalent bonds, represent an emerging a novel class of organic porous crystalline materials with highly ordered and predictable structure, tunability of pore size and function, high specific surface areas, low densities, and good stability. This project will use the strategies of "bottom-up" and "post-modification" to synthesize chiral COFs materials, and immobilize them on the supporter surface as stationary phases for preparing chiral COFs liquid chromatography columns. The chiral columns will be used to separate chiral compounds, chiral drugs and the enantiomers of active ingredients coming from Yunnan’s botany. The structures of chiral COFs and stationary phases are characterized by powder and single crystal XRD, NMR, IR, UV, elemental analysis, CD, and EM. The relationships between the structure and the separation performance of chiral COFs are investigated for exploring chiral recognition mechanism. This project will open up a new way for the research of novel HPLC chiral stationary phase with high efficiency, high enantioselectivity, strong resolving ability and wide practicability.

高效液相色谱（HPLC）是目前对映异构体分离分析领域最流行和应用最广泛的一种技术。共价有机骨架（COFs）是由纯的多齿有机模块通过共价键形成的一类新型有机多孔晶体材料，其具有高度有序和可预见的结构、孔尺寸及功能性可调、高比表面积、低密度、良好的稳定性等特点。本项目将主要采用“bottom-up”和“后修饰”策略合成手性COFs，并将其固载于载体表面作为固定相制备手性COFs液相色谱柱。将所得手性柱用于常见手性化合物、手性药物以及云南植物活性成分中对映异构体的拆分。利用粉末和单晶X-射线衍射、核磁共振、红外、紫外、元素分析、圆二色谱和电镜等手段表征手性COFs及固定相的结构，考察其结构与分离性能的关系，探索手性COFs的手性识别机理。该项目将为研究出高效、高对映选择性、拆分能力强、适用范围广的新一代高效液相色谱手性固定相开辟新的途径。

高效液相色谱（HPLC）手性分析方法是目前应用最广的手性拆分技术。近年来，手性共价有机骨架材料（Covalent Organic Frameworks, COFs）因其优异的手性功能性而被广泛应用于不对称催化和手性分离。本项目将手性COFs材料作为固定相开发成为新型的高效液相色谱手性柱。项目主要研究内容：（1）根据文献合成及表征了20多个新型手性COFs材料；（2）将化学稳定性良好、孔尺寸合适的手性COFs材料与球形SiO2机械混合作为固定相制备成高效液相色谱手性柱。成功制备了多种手性COFs/SiO2色谱柱并用于手性化合物的拆分，研究结果表明有些手性COFs柱具有较好的手性拆分能力，但该方法制备的手性柱柱效较低；（3）为了提高手性COFs柱的柱效和拆分能力，将具有较好手性识别性能的手性COFs制备成手性COF@SiO2核壳微球复合材料，并将其作为固定相制备成手性柱用于手性化合物的拆分。制备的多种手性COFs@SiO2柱表现出高柱效和优秀的手性拆分能力。结果表明通过制备手性COFs@SiO2核壳微球复合材料能够很好的提高手性COFs液相色谱柱的柱效和分离性能，为手性COFs材料在液相色谱领域的广泛应用开辟了一条新的途径；（4）初步考察了手性COFs的结构与手性拆分能力之间的关系。.在该项目的资助下，项目主持人以第一作者和通讯作者共发表学术论文16篇，其中SCI论文12篇、核心期刊论文4篇；授权发明专利3件，申请发明专利2件（实质审查中）。培养硕士生5名，其中3名已经取得硕士学位，2名在读。