硅膠柱層析分離地實(shí)驗(yàn)原理、方法與技巧

1、硅膠柱層析別離的實(shí)驗(yàn)原理、方法與技巧一、硅膠柱層析原理硅膠層析法的別離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到別離，一般情況下極性較大的物質(zhì)易被硅膠吸附，極性較弱的物質(zhì)不易被硅膠吸附， 整個(gè)層析過(guò)程即是吸附、解 吸、再吸附、再解吸過(guò)程。硅膠柱層析流動(dòng)相極性小的用乙酸乙酯：石油醚系統(tǒng)；極性較大的用甲醇：氯仿系統(tǒng)；極性大 的用甲醇：水：正丁醇：醋酸系統(tǒng)；拖尾可以參加少量氨水或冰醋酸 硅膠柱層析慣用方法 1.稱量。200-300目硅膠，稱30-70 倍于上樣量；如果極難分，也可以用 100倍量的硅膠H。干硅膠的視 密度在0.4左右，所以要稱40g硅膠，用燒杯量100ml也可以。 2. 攪成勻漿。參加

2、干硅膠體積一倍的溶劑用玻璃棒充分?jǐn)嚢?。如果洗脫劑是石油?乙酸乙酯/丙酮體系，就用石油醚拌；如果洗脫劑是氯仿 /醇體系，就用氯仿拌。如果不能攪成勻漿，說(shuō)明溶劑中含水量太大， 尤其是乙酸乙酯/丙酮，如果不與水配伍走分配色譜的話，必須預(yù)先 用無(wú)水硫酸鈉久置枯燥。氯仿用無(wú)水氯化鈣枯燥，以除去1%勺醇。如果樣品對(duì)酸敏感，不能用氯仿體系過(guò)柱。3.裝柱。將柱底用棉花塞緊，不必用海沙，參加約 1/3體積石油醚氯仿，裝上蓄液 球，打開(kāi)柱下活塞，將勻漿一次傾入蓄液球內(nèi)。隨著沉降，會(huì)有一些 硅膠沾在蓄液球內(nèi)，用石油醚氯仿將其沖入柱中。4.壓實(shí)。沉降完成后，參加更多的石油醚，用雙聯(lián)球或氣泵加壓，直至流速恒 定。柱床

3、約被壓縮至9/10體積。無(wú)論走常壓柱或加壓柱，都應(yīng)進(jìn)展 這一步，可使別離度提高很多，且可以防止過(guò)柱時(shí)由于柱床萎縮產(chǎn)生開(kāi)裂。 5.上樣。干法濕法都可以。海沙是沒(méi)必要的。上樣后，參 加一些洗脫劑，再將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠外表。 然后就可以放心 地參加大量洗脫劑，而不會(huì)沖壞硅膠外表。6.過(guò)柱和收集。柱層析實(shí)際上是在擴(kuò)散和別離之間的權(quán)衡。 太低的洗脫強(qiáng)度并不好，推 薦用梯度洗脫。收集的例子：10mg上樣量，1g硅膠H, 0.5ml收一餾 分；1-2g上樣量，50g硅膠200-300目，20-50ml收一餾分。7.檢測(cè)。要更多地使用專用噴顯劑，如果僅用紫外燈，會(huì)損失較多產(chǎn)品， 紫外的靈敏度一般比噴顯劑

4、底1-2個(gè)數(shù)量級(jí)?！肮枘z峰。二、柱層析別離的實(shí)驗(yàn)方法和技巧常說(shuō)的過(guò)柱子應(yīng)該叫柱層析別離，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)。所以其他條件一樣的時(shí)候，常壓柱是效率最 高的，但是時(shí)間也最長(zhǎng)，比如天然化合物的別離，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)，以與有些比擬易分解的東西可能得不到，

5、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)它有比擬深厚的感情，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。加壓柱是一種比擬好的方法，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 易分解的樣品的別離中適用。壓力不可過(guò)大，不然溶劑走的太快就會(huì) 減低別離效果。個(gè)人覺(jué)得加壓柱在普通的有機(jī)化合物的別離中是比擬 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)就小反映在 柱子上就是樣品層比擬薄，這樣相對(duì)的減小了別離的難度。試想如 果柱子

6、十厘米，而樣品就有二厘米，那么別離的難度可想而知，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 組分就比擬容易得到完全別離了。當(dāng)然采用粗大的柱子要犧牲比擬多 的硅膠和溶劑了，不過(guò)這些本錢(qián)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局部浪 費(fèi)?，F(xiàn)在見(jiàn)到的柱子徑高比一般在 1: 510,書(shū)中寫(xiě)硅膠量是樣品量的3040倍，具體的選擇要具體分析。如果所需組分和 雜質(zhì)分的比擬開(kāi)是指在所需組分rf在0.20.4，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2cmx 20cm的柱子；如果相差不到0.1，就要加大柱子，我覺(jué)得可以

7、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。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?jiǎng)e離的是敏感的東東，小心不為過(guò)。也是因?yàn)閯e離的東西比擬敏感， 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

8、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)氧柱中用的比擬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，選擇余地比擬大，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)

9、關(guān)系。可是有的上樣后在硅膠上又會(huì)析出， 這一般都是比擬大量的樣品才會(huì)出現(xiàn)，是因?yàn)楣枘z對(duì)樣品的吸附飽 和，而樣品本身又是比擬好的固體才會(huì)發(fā)生，這就應(yīng)該先重結(jié)晶，得到大局部的產(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 DMFQMS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)然是最廉價(jià)，最安全，最環(huán)保的了。所以大多項(xiàng)選擇用石油醚，乙酸乙酯。

10、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)能溶解局部的硅膠，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廉價(jià)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

11、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，所以在比擬嚴(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)省局部經(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)展的是減壓旋蒸， 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)比擬適宜，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)有局部低沸點(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)的樣品有反響那就 慘

12、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)該要適度的嚴(yán)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)影響別離效果，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

13、般石英砂就根本是白色的了。參加淋洗劑，一開(kāi) 始不要加壓，等溶樣品的溶劑和樣品層有一段距離24cm就夠了， 再加壓，這樣防止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rf0.20.3左右的比擬好。不要認(rèn)為在板上爬高了分的比擬開(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)屢次爬 板的狀態(tài)，可以通過(guò)公式的比擬：0.6/0.8 一次的別離度，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 硅膠的吸附比擬強(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)榇缶植康碾s質(zhì)是溶在溶劑里的， 一洗根本就 沒(méi)了，必要時(shí)進(jìn)展重結(jié)晶。另外，再過(guò)柱