天津师范大学李春举、张治元、Yue Liu:含氟大环化合物用于甲苯和甲基环己烷的吸附分离和色谱分离

文摘   2025-01-28 17:13   江西  

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原文链接:10.1002/chem.202404566

使用同一种材料实现工业上重要的化学品甲苯和甲基环己烷的吸附分离和色谱分离是一个非常理想的目标。

近日,天津师范大学李春举、张治元、Yue Liu团队使用氟化大环四氟萜[3]芳烃 (4FTP3) 成功实现了这一目标,该化合物是在我们之前的工作中合成并用于气相色谱分离的。大环 4FTP3 允许在单个吸附循环中将甲苯从甲苯/甲基环己烷混合物 (1:1v/v)中吸附分离,纯度为 99.3%。此外,使用 4FTP3 作为气相色谱固定相可以实现甲苯/甲基环己烷混合物的高分辨率分离,保留容量按以下顺序降低:甲苯>甲基环己烷。单晶结构分析表明,4FTP3 与甲苯之间的 CH···F 相互作用可提高结合亲和力、结合焓和延长甲苯的保留时间。由于该大环化合物可同时吸附分离和气相色谱分离甲苯/甲基环己烷,因此特别适合用作分离材料。因此,本氟化大环化合物可能在分析科学和化学工业中发挥作用。相关研究成果发表于《Chem. Eur. J.》上

图文解析

方案1. 4FTP3示意图,用于同时实现甲苯/甲基环己烷的高分辨率吸附分离和GC分离。

1. (a) 室温下 4FTP3 对甲苯/甲基环己烷蒸汽单一组分的时间相关固体-蒸汽吸附图。(b) 室温下 4FTP3 对甲苯/甲基环己烷 (1:1, v/v) 混合物蒸汽的时间相关固体-蒸汽吸附图。(c) 4FTP3 吸附 24 小时后甲苯和甲基环己烷的相对含量,由 GC 测定。(d) 5 次循环后 24 小时内 4FTP3 晶体对甲苯的相对吸收量。(e) 甲苯和甲基环己烷分离机理的示意图。为清楚起见,省略了氢原子。

2. (a, b) 甲苯4FTP3单晶结构中多个分子间 C-HF(绿色)、C–HO(黄色)和 C–Hπ(黑色)相互作用。(c, d) 甲苯4FTP3的堆积模式。使用球和球体表示法将甲苯表示为黄色。为清晰起见,省略了 4FTP3 的氢原子。

3. (a) 使用空白柱在 343 K 下对甲苯/甲基环己烷进行 GC 分离时获得的色谱图。 (b) 使用 4FTP3 涂层柱在 343 K 下对甲苯/甲基环己烷进行 GC 分离时获得的色谱图。 (c) 在不同温度条件下使用 4FTP3 涂层柱对甲苯/甲基环己烷进行 GC 分离。 (d) 相应的范特霍夫图。

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