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(shù)。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(zhǎng),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(jié)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(jié)),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(zhǎng))。以前曾經(jīng)大量的過(guò)減壓柱,對(duì)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(jī)化合物的分離中是比較適用的。
二、關(guān)于柱子的尺寸,應(yīng)該是又粗又長(zhǎng)的最好
柱子長(zhǎng)了,相應(yīng)塔板數(shù)就高。柱子粗了,上樣后樣品原點(diǎn)就小(反映在柱子上就是樣品層比較。@樣相對(duì)減小了分離難度。試想如果柱子10 cm,而樣品層只有2 cm,那么分離難度可想而知,恐怕要用很低極性溶劑慢慢沖了。如果樣品層有 0.5 cm,那么各組分就比較容易得到完全分離了。當(dāng)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(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也許就不算什么了(溶劑回收重蒸后也可減小了部分浪費(fèi))。
現(xiàn)在常見(jiàn)的柱子徑高比一般為 1:5~10,硅膠量是樣品量的 30~40倍,選擇時(shí)要具體分析。如果所需組分和雜質(zhì)比較容易分開(kāi)(是指所需組分 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 mg樣品,用50px×500px柱子);如果相差不到 0.1,就要加大柱子,可以增加柱子直徑,比如用 75px 的,也可以減小淋洗劑極性等。關(guān)于無(wú)水無(wú)氧柱,適用于對(duì)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?yàn),溶劑和硅膠飽和時(shí)放出的熱量有可能使產(chǎn)品分解,畢竟要分離的是敏感的東東,小心不為過(guò)。因?yàn)榉蛛x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。可是有的上樣后在硅膠上又會(huì)析出,一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn),是因?yàn)楣枘z對(duì)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,應(yīng)該先重結(jié)晶,得到大部分的產(chǎn)品后再柱分,如果不能重結(jié)晶那就不管它了,直接過(guò)就是了,樣品隨著淋洗劑流動(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)隨著溶劑一起走,顯色是一個(gè)很長(zhǎng)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,應(yīng)該是越少越好,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(dāng)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(xiàn)中有用正己烷的,太貴了,除非特別需要盡量不要用,不然銀子嘩嘩的,流的比淋洗劑還快,不過(guò),因?yàn)闃O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(jù)說(shuō)能溶解部分硅膠,所以產(chǎn)品如果想過(guò)元素分析的話要留神,應(yīng)該經(jīng)過(guò)后繼處理,比如,重結(jié)晶等。其他溶劑用的相對(duì)較少,要依不同需要選擇。
由于某些原因,用到的淋洗劑多是大包裝的(便宜嘛),如用 10 L或 25 L塑料桶裝的, 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),其他雜質(zhì)就可想而知了, 所以在比較嚴(yán)格的柱分時(shí)就要對(duì)溶劑重蒸。當(dāng)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(jié)省部分經(jīng)費(fèi),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(dǎo)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?yàn)樵跍p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(xiàn)象,如果雜質(zhì)和你下面要過(guò)的樣品有反應(yīng)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(rùn)滑劑,會(huì)被淋洗劑帶到產(chǎn)品中的,可以采用四氟節(jié)門的。干法和濕法裝柱沒(méi)什么區(qū)別,只要能把柱子裝實(shí)就行。裝完的柱子應(yīng)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(cè)斜著下來(lái))。書(shū)中寫的都是不能見(jiàn)到氣泡,其實(shí)在大多數(shù)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(dāng)然如果你裝的柱子總是有氣泡就說(shuō)明需要多練習(xí)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(rèn)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?yàn)橹邮且粋(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(qiáng)的話,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?yàn),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(jié)晶。
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(shù)。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(zhǎng),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(jié)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(jié)),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(zhǎng))。以前曾經(jīng)大量的過(guò)減壓柱,對(duì)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(jī)化合物的分離中是比較適用的。
二、關(guān)于柱子的尺寸,應(yīng)該是又粗又長(zhǎng)的最好
柱子長(zhǎng)了,相應(yīng)塔板數(shù)就高。柱子粗了,上樣后樣品原點(diǎn)就小(反映在柱子上就是樣品層比較。@樣相對(duì)減小了分離難度。試想如果柱子10 cm,而樣品層只有2 cm,那么分離難度可想而知,恐怕要用很低極性溶劑慢慢沖了。如果樣品層有 0.5 cm,那么各組分就比較容易得到完全分離了。當(dāng)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(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也許就不算什么了(溶劑回收重蒸后也可減小了部分浪費(fèi))。
現(xiàn)在常見(jiàn)的柱子徑高比一般為 1:5~10,硅膠量是樣品量的 30~40倍,選擇時(shí)要具體分析。如果所需組分和雜質(zhì)比較容易分開(kāi)(是指所需組分 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 mg樣品,用50px×500px柱子);如果相差不到 0.1,就要加大柱子,可以增加柱子直徑,比如用 75px 的,也可以減小淋洗劑極性等。關(guān)于無(wú)水無(wú)氧柱,適用于對(duì)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?yàn),溶劑和硅膠飽和時(shí)放出的熱量有可能使產(chǎn)品分解,畢竟要分離的是敏感的東東,小心不為過(guò)。因?yàn)榉蛛x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。可是有的上樣后在硅膠上又會(huì)析出,一般都是比較大量的樣品才會(huì)出現(xiàn),是因?yàn)楣枘z對(duì)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,應(yīng)該先重結(jié)晶,得到大部分的產(chǎn)品后再柱分,如果不能重結(jié)晶那就不管它了,直接過(guò)就是了,樣品隨著淋洗劑流動(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)隨著溶劑一起走,顯色是一個(gè)很長(zhǎng)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,應(yīng)該是越少越好,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(dāng)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(xiàn)中有用正己烷的,太貴了,除非特別需要盡量不要用,不然銀子嘩嘩的,流的比淋洗劑還快,不過(guò),因?yàn)闃O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(jù)說(shuō)能溶解部分硅膠,所以產(chǎn)品如果想過(guò)元素分析的話要留神,應(yīng)該經(jīng)過(guò)后繼處理,比如,重結(jié)晶等。其他溶劑用的相對(duì)較少,要依不同需要選擇。
由于某些原因,用到的淋洗劑多是大包裝的(便宜嘛),如用 10 L或 25 L塑料桶裝的, 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),其他雜質(zhì)就可想而知了, 所以在比較嚴(yán)格的柱分時(shí)就要對(duì)溶劑重蒸。當(dāng)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(jié)省部分經(jīng)費(fèi),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(dǎo)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?yàn)樵跍p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(xiàn)象,如果雜質(zhì)和你下面要過(guò)的樣品有反應(yīng)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(rùn)滑劑,會(huì)被淋洗劑帶到產(chǎn)品中的,可以采用四氟節(jié)門的。干法和濕法裝柱沒(méi)什么區(qū)別,只要能把柱子裝實(shí)就行。裝完的柱子應(yīng)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(cè)斜著下來(lái))。書(shū)中寫的都是不能見(jiàn)到氣泡,其實(shí)在大多數(shù)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(dāng)然如果你裝的柱子總是有氣泡就說(shuō)明需要多練習(xí)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(rèn)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?yàn)橹邮且粋(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(qiáng)的話,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?yàn),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(jié)晶。