常說(shuō)的過(guò)柱子應該叫柱層析分離, 也叫柱色譜。 我們常用的是以硅膠或氧化鋁作固定相的吸附柱。由于柱分的經(jīng)驗成分太多,就關(guān)于色譜柱的使用,小代搜集了一下資料,希望對您能有所幫助。
一、柱子可以分為:加壓,常壓,減壓
壓力可以增加淋洗劑的流動(dòng)速度,減少產(chǎn)品收集的時(shí)間,但是會(huì )減低柱子的塔板數。所以其他條件相同的時(shí)候,常壓柱是效率最高的,但是時(shí)間也最長(cháng),比如,天然化合物的分離,一個(gè)柱子幾個(gè)月也是有的。
減壓柱能夠減少硅膠的使用量, 感覺(jué)能夠節省一半甚至更多,但是,由于大量的空氣通過(guò)硅膠會(huì )使溶劑揮發(fā)(有時(shí)在柱子外面有水汽凝結),以及有些比較易分解的東西可能得不到,而且還必須同時(shí)使用水泵抽氣(很大的噪音,而且時(shí)間長(cháng))。以前曾經(jīng)大量的過(guò)減壓柱,對它有比較深厚的感情,但是自從嘗試了加壓后,就幾乎再也沒(méi)動(dòng)過(guò)減壓的念頭了。
加壓柱是一種比較好的方法,與常壓柱類(lèi)似,只不過(guò)外加壓力使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣,雙連球或者小氣泵(給魚(yú)缸供氣的就行)。特別是在容易分解的樣品的分離中適用。壓力不可過(guò)大,不然溶劑走的太快就會(huì )減低分離效果。個(gè)人覺(jué)得加壓柱在普通的有機化合物的分離中是比較適用的。
二、關(guān)于柱子的尺寸,應該是又粗又長(cháng)的最好
柱子長(cháng)了,相應的塔板數就高。柱子粗了,上樣后樣品的原點(diǎn)就?。ǚ从吃谥由暇褪菢悠穼颖容^?。?,這樣相對的減小了分離的難度。試想如果柱子十厘米,而樣品就有二厘米,那么分離的難度可想而知,恐怕要用很低極性的溶劑慢慢沖了。而如果樣品層只有 0.5 厘米,那么各組分就比較容易得到完全分離了。當然采用粗大的柱子要犧牲比較多的硅膠和溶劑了,不過(guò)這些成本相對于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也許就不算什么了(有些不環(huán)保的說(shuō),不過(guò)溶劑回收重蒸后也就減小了部分浪費)。
現在見(jiàn)到的柱子徑高比一般在 1:5~10,書(shū)中寫(xiě)硅膠量是樣品量的 30~40倍,具體的選擇要具體分析。如果所需組分和雜質(zhì)分的比較開(kāi)(是指在所需組分 rf 在0.2~0.4,雜質(zhì)相差0.1 以上),就可以少用硅膠,用小柱子(例如,200 毫克的樣品,用50px×500px的柱子);如果,相差不到 0.1,就要加大柱子,我覺(jué)得可以增加柱子的直徑,比如,用 75px 的,也可以減小淋洗劑的極性等等關(guān)于無(wú)水無(wú)氧柱,適用于對氧,水敏感,易分解的產(chǎn)品。
可以濕柱,也可以干柱。不過(guò)在樣品之前至少要用溶劑把柱子飽和一次,因為,溶劑和硅膠飽和時(shí)放出的熱量有可能是產(chǎn)品分解,畢竟要分離的是敏感的東東,小心不為過(guò)。也是因為分離的東西比較敏感,所以接收瓶一定要用可密封的,遵循 schlenk 操作。
三、關(guān)于濕法、干法上樣
濕法省事,一般用淋洗劑溶解樣品,也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等。。。但溶劑越少越好,不然溶劑就成了淋洗劑了。很多樣品在上柱前是粘乎乎的,一般沒(méi)關(guān)系??墒怯械纳蠘雍笤诠枘z上又會(huì )析出,這一般都是比較大量的樣品才會(huì )出現,是因為硅膠對樣品的吸附飽和,而樣品本身又是比較好的固體才會(huì )發(fā)生,這就應該先重結晶,得到大部分的產(chǎn)品后再柱分,如果不能重結晶那就不管它了,直接過(guò)就是了,樣品隨著(zhù)淋洗劑流動(dòng)會(huì )溶解的。
有些樣品溶解性差,能溶解的溶劑又不能上柱(比如,DMF,DMSO 等,會(huì )隨著(zhù)溶劑一起走,顯色是一個(gè)很長(cháng)的脫尾),這時(shí)就必須用干法上柱了。樣品和硅膠的量有一種說(shuō)法是 1:1,我覺(jué)得是越少越好,但是要保證在旋干后,不能看到明顯的固體顆粒(那說(shuō)明有的樣品沒(méi)有吸附在硅膠上)。
四、溶劑的選擇
當然是最便宜,最安全,最環(huán)保的了,所以,大多選用石油醚,乙酸乙酯。文獻中有寫(xiě)用正己烷的,太貴了,除非特別需要不要用不然銀子嘩嘩的,流的比淋洗劑還快,不過(guò),因為極性很小,有時(shí)還是非它不可。乙醚也可以用,但是,就是容易睡覺(jué),注意保持清醒別讓溶劑流干了,那樣柱子也就不爽了。
二氯甲烷也有用的,但是,要知道,它和硅膠的吸附是一個(gè)放熱過(guò)程,所以,夏天的時(shí)候經(jīng)常會(huì )在柱子里產(chǎn)生氣泡,天氣冷的時(shí)候會(huì )好一些。甲醇,據說(shuō)能溶解部分的硅膠,所以,產(chǎn)品如果想過(guò)元素分析的話(huà)要留神,應該經(jīng)過(guò)后繼處理,比如,重結晶等。其他溶劑用的相對較少,要依個(gè)人的不同需要選擇。
由于某些原因,用到的淋洗劑多是大包裝的(便宜嘛),我們這里是用 10 升或 25 升的塑料桶裝的, 就要注意這些工業(yè)品的純度是較低的。 經(jīng)常能夠從送來(lái)的大桶底部看見(jiàn)有色的雜質(zhì),其他的雜質(zhì)就可想而知了, 所以在比較嚴格的柱分時(shí)就要對溶劑重蒸。 當然,過(guò)原料時(shí)就可以免去這一步了,反正下面還有提純的方法。
另外,溶劑在過(guò)柱子后最好也回收使用,一方面環(huán)保,另一方面也能節省部分經(jīng)費,缺點(diǎn)是要消耗一定的人工。這里要注意的是,一般在過(guò)柱同時(shí)進(jìn)行的是減壓旋蒸,石油醚和乙酸乙酯的比例由于揮發(fā)度的不同會(huì )導致極性的變化,一般會(huì )使得極性變大,在梯度淋洗時(shí)比較合適,正好極性越來(lái)越大了。在過(guò)完柱子后,溶劑最后回收要采用常壓,因為在減壓旋蒸時(shí)會(huì )有部分低沸點(diǎn)的雜質(zhì)一起出來(lái), 常壓時(shí)就會(huì )減少這種現象,如果雜質(zhì)和你下面要過(guò)的樣品有反應那就慘了。
五、關(guān)于操作問(wèn)題
1.裝柱:
柱子下面的活塞一定不要涂潤滑劑,會(huì )被淋洗劑帶到產(chǎn)品中的,可以采用四氟節門(mén)的。干法和濕法裝柱覺(jué)得沒(méi)什么區別,只要能把柱子裝實(shí)就行。裝完的柱子應該要適度的緊密(太密了淋洗劑走的太慢),一定要均勻(不然樣品就會(huì )從一側斜著(zhù)下來(lái))。書(shū)中寫(xiě)的都是不能見(jiàn)到氣泡,我覺(jué)得在大多數情況下有些小氣泡沒(méi)太大的影響,一加壓氣泡就全下來(lái)了。當然如果你裝的柱子總是有氣泡就說(shuō)明需要多練習了。但是柱子更忌諱的是開(kāi)裂,甭管豎的還是橫的,都會(huì )影響分離效果,甚至作廢!
2.加樣:
用少量的溶劑溶樣品加樣,加完后將下面的活塞打開(kāi),待溶劑層下降至石英砂面時(shí),再加少量的低極性溶劑,然后,再打開(kāi)活塞,如此,兩三次,一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗劑,一開(kāi)始不要加壓,等溶樣品的溶劑和樣品層有一段距離(2~100px 就夠了),再加壓,這樣避免了溶劑(如,二氯甲烷等)夾帶樣品快速下行。
3.淋洗劑的選擇:
感覺(jué)上要使所需點(diǎn)在 Rf0.2~0.3 左右的比較好。不要認為在板上爬高了分的比較開(kāi),過(guò)柱子就用那種極性,如果 Rf 在 0.6,即使相差 0.2 也不容易在柱子上分開(kāi),因為柱子是一個(gè)多次爬板的狀態(tài)。
可以通過(guò)公式的比較:
0.6/0.8一次的分離度,肯定不如(0.2/0.3)的三次方或四次方大。
4.樣品的收集:
用硅膠作固定相過(guò)柱子的原理是一個(gè)吸附與解吸的平衡,所以,如果樣品與硅膠的吸附比較強的話(huà),就不容易流出。這樣就會(huì )發(fā)生,后面的點(diǎn)先出,而前面的點(diǎn)后出。這時(shí)可以采用氧化鋁作固定相。
另外,收集的試管大小要以樣品量而定,特別是小量樣品,如果用大試管,可能一根就收到了三個(gè)樣品。嗚嗚,如果都用小試管那工作量又太大。
5.最后的處理:
柱分后的產(chǎn)品,由于使用了大量的溶劑,其中的雜質(zhì)也會(huì )累積到產(chǎn)品中,所以,如果想送分析,最好用少量的溶劑洗滌一下,因為,大部分雜質(zhì)溶在溶劑里,一洗基本就沒(méi)了,必要時(shí)進(jìn)行重結晶。
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