使用超高效合相色谱系统对环金属铱（III）配合物进行同分异构分离

使用ACQUITY UPC² 系统对环金属铱（III）配合物进行同分异构分离
Rui Chen 和John P. McCauley
沃特世公司（美国马萨诸塞州米尔福德）
应用效益
■ 快速分离均配铱络合物中的同分异构体，实现对物质纯化的实时监控。
■ 在一次色谱运行操作中同时分离均配铱络合物中的同分异构体和光学异构体，实现对纯度的准确评估，而这在其他系统中需要多次色谱分离操作来完成。
■ 可简单地从 UPC^2TM 转换至半制备型超临界流体色谱（SFC），纯化目标异构体，并可以在缓和的条件下轻松地回收收集的组分，减少同分异构体的生成，从而获得有机发光二极体（OLED）设备制造所需的高纯材料。
沃特世解决方案
ACQUITY UPC^2TM 系统
Investigator SFC系统
Empower™ 3软件
ChromScope™ 软件
ACQUITY UPC² BEH和BEH 2-EP色谱柱
关键词
铱配合物，OLED，同分异构体，面式，经式，对映体，合相色谱，UPC²
引言
有机发光二极体（OLED）应用中环金属铱（III）配合物的合成与表征引起了人们的浓厚兴趣，因为这些配合物具有很高的发光量子产率，并且能够通过简单的合成方法对配体进行系统修饰，从而对颜色进行调整。根据包围在中心铱原子的配体的类型，这些有机金属配合物可能分为均配物和杂配物。均配物和杂配物均可能存在同分异构体，这些异构体被称为经式异构体（meridional，mer）和面式（facial，fac）异构体。同分异构体具有不同的光物理和化学特性^1-3，这些特性可影响OLED设备的性能和寿命以及稳定性。此外，杂配物具有光学异构性。富含对映体的配合物发出圆形的偏振光，可用于三维电子显示⁴。

多种异构形式为这些材料纯度评估以及理解发光设备故障机理所需的异构体的分离提出了特殊的挑战。这种挑战因为目前流行的针对这些材料的纯化方法（即升华）而变得更加复杂^5-6。升华过程中，可能会发生分子内的热力学异构化。纯化过程通常生成异构混合物，而不是用于设备生产的预期单一异构体，导致性能降低。显然，开发出在温和条件下的纯化技术对减少异构化具有重大意义。

由于大部分环金属铱配合物溶解性低，目前环金属铱配合物的色谱分析方法一般采用正相液相色谱法（NPLC）。超临界流体色谱（SFC）以及更先进的超高效合相色谱（UPC²）提供了引人关注的正相色谱替代方法，从而可提高分辨率、缩短分析时间，降低有机溶剂的消耗量。在本应用纪要中，我们对三［2（2,4-二氟苯基）吡啶]铱（III）（Ir（Fppy）₃）和双（4,6-二氟苯基）吡啶C2，N］甲酰合铱（III）（Flrpic）的结构采用沃特世（Waters^®） ACQUITY UPC² 进行了分离，如图1所示。将SFC用于纯化Flrpic的可行性也说明了使用Waters Investigator SFC系统的可行性。

实验
仪器：所有分析实验均在由Empower 3软件控制的ACQUITY UPC² 上进行。制备实验在由ChromScope软件控制的Investigator SFC系统上进行。
色谱柱：沃特世公司的ACQUITY UPC²  BEH和2-Ethyl Pyridine 3.0 x 100 mm，1.7μm色谱柱。CHIRALPAK AS-H 4.6 x 150 mm，5 μm，购自Chiral Tec hnologies公司（宾夕法尼亚州西切斯特）。
样品描述
样品购自Sigma Aldrich和1-Material公司。为了形成异构体，将样品置于控温箱内进行热应激，引发异构化反应。冷却至室温后，将样品溶于氯仿中，用于随后的分析操作。
结果与讨论
图2是未经处理以及经过热应激的Ir（Fppy）3 的UPC²/UV色谱图。色谱峰1与色谱峰2的质谱（未显示）相同，但紫外光谱（插图）明显不同，说明它们最有可能是面式异构体和经式异构体。标有“desfluoro”的峰出现的原因是Ir（Fppy）₃ 中的一个F原子丢失。但是，两张图谱的主要差异在于峰1与峰2之间的相对比例。加热时，1/2的峰比将会增大。其可能是由热异构化过程引起的，在异构化过程中，稳定性较差的经式异构体（峰2）转化成稳定性较高的面式异构体（峰1）。图2清楚地表明，Ir（Fppy）₃ 的同分异构体可轻易地通过使用ACQUITY UPC² 进行分离。

图2 , , 使用ACQUIT Y UPC² 2-EP3x100mm，1.7μm色谱柱得到的Ir（Fppy ）₃ UPC²/UV色谱图。（A）在280℃下处理24 小时的样品；（B）在25℃下未经处理的样品。流速为1.5mL /min；背压为2175 psi；30%异丙醇辅助溶液等度洗脱；温度为40℃。峰标记后面的数据表示以峰面积表示的每个峰的相对百分比。

图3是使用非手性固定相和手性固定相得到的Flrpic UPC²/UV色谱图。在手性柱中，Flrpic裂分为两个峰，如图3B所示。图3B中的两个峰具有相同的质荷比（未示出）和紫外光谱（插图），说明这两个峰最有可能来源于同一对对映体。与均配物Ir（Fppy）₃ 不同的是，杂配物Flrpic由两种不同的配