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,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, 感覺能夠節(jié)省一半甚至更多, 但是由于大量的空氣通過硅膠會(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) 。以前曾經(jīng)大量的過減壓柱,對它有比較深厚的感情,但是自從嘗試了加壓后,就幾乎再也沒動(dòng)過減壓的念頭了。
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。壓力不可過大,不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。個(gè)人覺得加壓柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是比較適用的。
關(guān)于柱子的尺寸,應(yīng)該是粗長的最好
柱子長了,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从吃谥由暇褪菢悠層比較薄) ,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(dāng)然采用粗大的柱子要犧牲比較多的硅膠和溶劑了,不過這些成本相對于產(chǎn)品來說也許就不算什么了(有些不環(huán)保的說,不過溶劑回收重蒸后也就減小了部分浪費(fèi)) 。
現(xiàn)在見到的柱子徑高比一般在1:5~10,書中寫硅膠量是樣品量的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(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)于無水無氧柱,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。也是因?yàn)榉?/span>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。至于是加壓、常壓、減壓,隨需而定。因?yàn)槭?schlenk操作,所以點(diǎn)板是個(gè)問題,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。如果樣品無色,只好準(zhǔn)備幾十個(gè) schlenk 瓶,一瓶一瓶的點(diǎn),不過幾次之后就知道樣品在哪,也就可以省些了。像我以前過一根無水無氧柱,
需要六個(gè) schlenk,現(xiàn)在只一個(gè)就能把所要的全收集到。無水無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。
聽說有個(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,沒有驗(yàn)證過。哪位做過可以提出來大家參詳參詳。
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,一般沒關(guān)系?墒怯械纳蠘雍笤诠膠上又會(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法是 1:1,我覺得是越少越好,但是要保證在旋干后,不能看到明顯的固體顆粒(那說明有的樣品沒有吸附在硅膠上) 。
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, 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)說能溶解部分的硅膠,所以產(chǎn)品如果想過元素分析的話要留神,應(yīng)該經(jīng)過后繼處理,比如說重結(jié)晶等。其他的溶劑用的相對較少,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)常能夠從送來的大桶底部看見有色的雜質(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)就要對溶劑重蒸。當(dāng)然過原料時(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,正好極性越來越大了。在過完柱子后,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, 常壓時(shí)就會(huì)減少這種現(xiàn)象, 如果雜質(zhì)和你下面要過的樣品有反應(yīng)那就慘了。
關(guān)于操作問題:
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(jié)門的。干法和濕法裝柱覺得沒什么區(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) 。書中寫的都是不能見到氣泡,我覺得在大多數(shù)情況下有些小氣泡沒太大的影響,一加壓氣泡就全下來了。當(dāng)然如果你裝的柱子總是有氣泡就說明需要多練習(xí)了。但是柱子更忌諱的是開裂, 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,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,過柱子就用那種極性,如果Rf在0.6,即使相差0.2也不容易在柱子上分開,因?yàn)橹邮且粋(gè)多次爬板的狀態(tài),可以通過公式的比較: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)榇蟛糠值碾s質(zhì)是溶在溶劑里的,一洗基本就沒了,必要時(shí)進(jìn)行重結(jié)晶。