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    過(guò)柱的實(shí)驗(yàn)方法和技巧

    放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-04-11  來(lái)源:儀器設(shè)備行業(yè)網(wǎng)
    核心提示: 常說(shuō)的過(guò)柱子應(yīng)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(yàn)成分太多,所以下面
           常說(shuō)的過(guò)柱子應(yīng)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(yàn)成分太多,所以下面我就幾年來(lái)過(guò)柱的體會(huì)寫(xiě)些心得,希望能有所幫助。 
        一:柱子可以分為:加壓,常壓,減壓
        1.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。 
        2.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。 
        3.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)該是粗長(zhǎng)的最好。柱子長(zhǎng)了,相應(yīng)的塔板數(shù)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(duì)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(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(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(fèi))。 
        現(xiàn)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2cm×20cm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3cm的,也可以減小淋洗劑的極性等等。</P>
        三: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)槿軇┖凸枘z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?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。至于是加壓、常壓、減壓,隨需而定。因?yàn)槭莝chlenk操作,所以點(diǎn)板是個(gè)問(wèn)題,如果樣品是顯色的,恭喜了,不用點(diǎn)板,直接看柱子上的色帶就行了。如果樣品無(wú)色,只好準(zhǔn)備幾十個(gè)schlenk瓶,一瓶一瓶的點(diǎn),不過(guò)幾次之后就知道樣品在哪,也就可以省些了。像我以前過(guò)一根無(wú)水無(wú)氧柱,需要六個(gè)schlenk,現(xiàn)在只一個(gè)就能把所要的全收集到。無(wú)水無(wú)氧柱中用的比較多的是用氧化鋁作固定相。因?yàn)楣枘z中有大量的羥基裸露在外,很容易是樣品分解,特別是金屬有機(jī)化合物和含磷化合物。而氧化鋁可以做成堿性、中性和酸性的,選擇余地比較大,但是比硅膠要貴些。聽(tīng)說(shuō)有個(gè)方法,就是用石英做柱子,然后用HF254做固定相,這樣在柱子外面用紫外燈一照就知道產(chǎn)品在哪里了,沒(méi)有驗(yàn)證過(guò)。哪位做過(guò)可以提出來(lái)大家參詳參詳。
        四: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,這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,這就應(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,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)。
        五: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?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)能溶解部分的硅膠,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,比如說(shuō)重結(jié)晶等。其他的溶劑用的相對(duì)較少,要依個(gè)人的不同需要選擇了。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(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。
        六: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(mén)的。干法和濕法裝柱覺(jué)得沒(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(xiě)的都是不能見(jiàn)到氣泡,我覺(jué)得在大多數(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(2~4cm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,wuwu。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)榇蟛糠值碾s質(zhì)是溶在溶劑里的,一洗基本就沒(méi)了,必要時(shí)進(jìn)行重結(jié)晶。 
        另外,再過(guò)柱的時(shí)候,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)氣泡,一是和使用的溶劑有關(guān),如果是易揮發(fā)的溶劑,如乙醚、二氯甲烷等,在室溫稍高的情況下,很容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象,因此,在室溫高的時(shí)候,可以選擇沸點(diǎn)較高,揮發(fā)相對(duì)小的溶劑。還有,使用混合溶劑時(shí),使用的兩種溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)該相差不大,如:乙酸乙酯和石油醚(60~90),而乙醚卻要選擇30-60的石油醚。二是:不論是用帶砂板的還是塞棉花的,在裝柱之前,都要將空氣用加壓的方法將空氣排干,這樣就可避免柱中有空氣!過(guò)柱子需要耐心,不要著急.
    編輯:songjiajie2010

     
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