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shchzh_0558铜虫 (小有名气)
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柱层析技术
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常说的过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常用的是以硅胶或氧化铝作固定相 的吸附柱。 柱子可以分为：加压，常压，减压。 压力可以增加淋洗剂的流动速度，减少产品收集的时间，但是会减低柱子的塔板数。所 以其他条件相同的时候，常压柱是效率最高的，但是时间也最长，比如天然化合物的分 离，一个柱子几个月也是有的。 减压柱能够减少硅胶的使用量，感觉能够节省一半甚至更多，但是由于大量的空气通过 硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝结），以及有些比较易分解的东西可能得 不到，而且还必须同时使用水泵抽气（很大的噪音，而且时间长）。以前曾经大量的过 减压柱，对它有比较深厚的感情，但是自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压的念 头了。 加压柱是一种比较好的方法，与常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走的快些。压力 的提供可以是压缩空气，双连球或者小气泵（给鱼缸供气的就行）。特别是在容易分解 的样品的分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走的太快就会减低分离效果。个人觉得 加压柱在普通的有机化合物的分离中是比较适用的。 关于柱子的尺寸，应该是粗长的最好。 柱子长了，相应的塔板数就高。柱子粗了，上样后样品的原点就小（反映在柱子上就是 样品层比较薄），这样相对的减小了分离的难度。试想如果柱子十厘米，而样品就有二 厘米，那么分离的难度可想而知，恐怕要用很低极性的溶剂慢慢冲了。而如果样品层只 有0.5厘米，那么各榉志捅冉先菀椎玫酵耆掷肓恕５比徊捎么执蟮闹右冉隙?的硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说也许就不算什么了（有些不环保的说， 不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费）。 现在见到的柱子径高比一般在1：5～10，书中写硅胶量是样品量的30～40倍，具体的选 择要具体分析。如果所需组分和杂质分的比较开（是指在所需组分rf在0.2～0.4，杂质 相差0.1以上），就可以少用硅胶，用小柱子（例如200毫克的样品，用2cm×20cm的柱子 ）；如果相差不到0.1，就要加大柱子，我觉得可以增加柱子的直径，比如用3cm的，也 可以减小淋洗剂的极性等等。 关于无水无氧柱，适用于对氧，水敏感，易分解的产品。 可以湿柱，也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅 胶饱和时放出的热量有可能是产品分解，毕竟要分离的是敏感的东东，小心不为过。也 是因为分离的东西比较敏感，所以接收瓶一定要用可密封的，遵循schlenk操作。至于是 加压、常压、减压，随需而定。因为是schlenk操作，所以点板是个问题，如果样品是显 色的，恭喜了，不用点板，直接看柱子上的色带就行了。如果样品无色，只好准备几十 个schlenk瓶，一瓶一瓶的点，不过几次之后就知道样品在哪，也就可以省些了。像我以前过一根无水无氧柱，需要六个schlenk，现在只一个就能把所要的全收集到。 无水无氧柱中用的比较多的是用氧化铝作固定相。因为硅胶中有大量的羟基裸露在外， 很容易是样品分解，特别是金属有机化合物和含磷化合物。而氧化铝可以做成碱性、中 性和酸性的，选择余地比较大，但是比硅胶要贵些。 听说有个方法，就是用石英做柱子，然后用HF254做固定相，这样在柱子外面用紫外灯一 照就知道产品在哪里了，没有验证过。哪位做过可以提出来大家参详参详。 ※ 关于湿法、干法上样。 湿法省事，一般用淋洗剂溶解样品，也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等，但溶剂越少越好 ，不然溶剂就成了淋洗剂了。 很多样品在上柱前是粘乎乎的，一般没关系。可是有的上样后在硅胶上又会析出，这一 般都是比较大量的样品才会出现，是因为硅胶对样品的吸附饱和，而样品本身又是比较 好的固体才会发生，这就应该先重结晶，得到大部分的产品后再柱分，如果不能重结晶 那就不管它了，直接过就是了，样品随着淋洗剂流动会溶解的。 有些样品溶解性差，能溶解的溶剂又不能上柱（比如DMF,DMSO等，会随着溶剂一起走， 显色是一个很长的脱尾），这时就必须用干法上柱了。样品和硅胶的量有一种说法是1： 1，我觉得是越少越好，但是要保证在旋干后，不能看到明显的固体颗粒（那说明有的样 品没有吸附在硅胶上）。 溶剂的选择。 当然是最便宜，最安全，最环保的了。所以大多选用石油醚，乙酸乙酯。文献中有写用 正己烷的，太贵了，除非特别需要不要用不然银子哗哗的，流的比淋洗剂还快，不过因 为极性很小，有时还是非它不可。乙醚也可以用，但是就是容易睡觉，注意保持清醒别 让溶剂流干了，那样柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用的，但是要知道，它和硅胶的吸 附是一个放热过程，所以夏天的时候经常会在柱子里产生气泡，天气冷的时候会好一些 。甲醇，据说能溶解部分的硅胶，所以产品如果想过元素分析的话要留神，应该经过后 继处理，比如说重结晶等。其他的溶剂用的相对较少，要依个人的不同需要选择了。 由于某些原因，用到的淋洗剂多是大包装的（便宜嘛），我们这里是用10升或25升的塑 料桶装的，就要注意这些工业品的纯度是较低的。经常能够从送来的大桶底部看见有色 的杂质，其他的杂质就可想而知了，所以在比较严格的柱分时就要对溶剂重蒸。当然过 原料时就可以免去这一步了，反正下面还有提纯的方法。 另外溶剂在过柱子后最好也回收使用，一方面环保，另一方面也能节省部分经费，缺点 是要消耗一定的人工。这里要注意的是，一般在过柱同时进行的是减压旋蒸，石油醚和 乙酸乙酯的比例由于挥发度的不同会导致极性的变化，一般会使得极性变大，在梯度淋 洗时比较合适，正好极性越来越大了。在过完柱子后，溶剂最后回收要采用常压，因为 在减压旋蒸时会有部分低沸点的杂质一起出来，常压时就会减少这种现象，如果杂质和 你下面要过的样品有反应那就惨了。 关于操作问题。 1 装柱。 柱子下面的活塞一定不要涂润滑剂，会被淋洗剂带到产品中的，可以采用四氟节门的。 干法和湿法装柱觉得没什么区别，只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该要适度的紧 密（太密了淋洗剂走的太慢），一定要均匀（不然样品就会从一侧斜着下来）。书中写 的都是不能见到气泡，我觉得在大多数情况下有些小气泡没太大的影响，一加压气泡就 全下来了。当然如果你装的柱子总是有气泡就说明需要多练习了。但是柱子更忌讳的是 开裂，甭管竖的还是横的，都会影响分离效果，甚至作废！ 2 加样。 用少量的溶剂溶样品加样，加完后将下面的活塞打开，待溶剂层下降至石英砂面时，再 加少量的低极性溶剂，然后再打开活塞，如此两三次，一般石英砂就基本是白色的了。 加入淋洗剂，一开始不要加压，等溶样品的溶剂和样品层有一段距离（2～4cm就够了） ，再加压，这样避免了溶剂（如二氯甲烷等）夹带样品快速下行。 3 淋洗剂的选择。 感觉上要使所需点在rf0.2～0.3左右的比较好。不要认为在板上爬高了分的比较开，过 柱子就用那种极性，如果rf在0.6，即使相差0.2也不容易在柱子上分开，因为柱子是一 个多次爬板的状态，可以通过公式的比较：0.6/0.8一次的分离度，肯定不如（0.2/0.3 ）的三次方或四次方大。 4 样品的收集。 用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。所以如果样品与硅胶的吸附比 较强的话，就不容易流出。这样就会发生，后面的点先出，而前面的点后出。这时可以 采用氧化铝作固定相。 另外，收集的试管大小要以样品量而定，特别是小量样品，如果用大试管，可能一根就 收到了三个样品，wuwu。如果都用小试管那工作量又太大。 5 最后的处理 柱分后的产品，由于使用了大量的溶剂，其中的杂质也会累积到产品中，所以如果想送 分析，最好用少量的溶剂洗涤一下，因为大部分的杂质是溶在溶剂里的，一洗基本就没 了，必要时进行重结晶。 另外，再过柱的时候，有时会出现气泡，一是 和使用的溶剂有关，如果是易挥发的溶剂，如乙醚、二氯甲烷等，在 室温稍高的情况下，很容易出现这种现象，因此，在室温高的时候， 可以选择沸点较高，挥发相对小的溶剂。还有，使用混合溶剂时，使用 的两种溶剂的沸点应该相差不大，如：乙酸乙酯和石油醚(60~90),而 乙醚却要选择30－60的石油醚。二是：不论是用带砂板的还是塞棉花的， 在装柱之前，都要将空气用加压方法将空气排干，这样就可避免柱中有 空气！过柱子需要耐心，不要着急. [ Last edited by huyuchem on 2006-4-5 at 23:10 ] |
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 过柱子 | 过硅胶色谱柱经验 |
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