過柱技巧&實例談薄層色譜展開劑選擇

1、過柱的實驗方法和技巧常說的過柱子應該叫柱層析分離，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。由于柱分的經驗成分太多，所以下面我就幾年來過柱的體會寫些心得，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速度，減少產品收集的時間，但是會減低柱子的塔板數。所以其他條件相同的時候，常壓柱是效率最高的，但是時間也最長，比如天然化合物的分離，一個柱子幾個月也是有的。 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使溶劑揮發(fā)（有時在柱子外面有水汽凝結），以及有些比較易分解的東西可能得不到，而且還必須同時使用水泵抽氣（很大的噪音，而

2、且時間長）。以前曾經大量的過減壓柱，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減低分離效果。個人覺得加壓柱在普通的有機化合物的分離中是比較適用的。二：關于柱子的尺寸應該是粗長的最好。柱子長了，相應的塔板數就高。柱子粗了，上樣后樣品的原點就小（反映在柱子上就是樣品層比較?。?，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

3、，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）。現在見到的柱子徑高比一般在1：510，書中寫硅膠量是樣品量的3040倍，具體的選擇要具體分析。如果所需組分和雜質分的比較開（是指在所需組分rf在0.20.4，雜質相差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，我覺得可以增加柱子的直徑，比如用3cm的，也可以減小淋洗

4、劑的極性等等。三：關于無水無氧柱適用于對氧，水敏感，易分解的產品，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，因為溶劑和硅膠飽和時放出的熱量有可能是產品分解，畢竟要分離的是敏感的東東，小心不為過。也是因為分離的東西比較敏感，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。因為是schlenk操作，所以點板是個問題，如果樣品是顯色的，恭喜了，不用點板，直接看柱子上的色帶就行了。如果樣品無色，只好準備幾十個schlenk瓶，一瓶一瓶的點，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schlenk，現在只一個

5、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。因為硅膠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品在哪里了，沒有驗證過。哪位做過可以提出來大家參詳參詳。四：關于濕法、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，一般沒關系?？墒怯械纳蠘雍笤诠枘z上又會析出，這一般都是比較大量的樣品才會出現，是

6、因為硅膠對樣品的吸附飽和，而樣品本身又是比較好的固體才會發(fā)生，這就應該先重結晶，得到大部分的產品后再柱分，如果不能重結晶，那就不管它了，直接過就是了，樣品隨著淋洗劑流動會溶解的。有些樣品溶解性差，能溶解的溶劑又不能上柱（比如DMF,DMSO等，會隨著溶劑一起走，顯色是一個很長的脫尾），這時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）。五：溶劑的選擇當然是最便宜，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，

7、不過因為極性很小，有時還是非它不可。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放熱過程，所以夏天的時候經常會在柱子里產生氣泡，天氣冷的時候會好一些。甲醇據說能溶解部分的硅膠，所以產品如果想過元素分析的話要留神，應該經過后繼處理，比如說重結晶等。其他的溶劑用的相對較少，要依個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。經常能夠從送來的大桶底部看見有色的雜質，其他的雜質就可想而知了，所以在比較嚴格的柱分時就要對溶

8、劑重蒸。當然過原料時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)省部分經費，缺點是要消耗一定的人工。這里要注意的是，一般在過柱同時進行的是減壓旋蒸，石油醚和乙酸乙酯的比例由于揮發(fā)度的不同會導致極性的變化，一般會使得極性變大，在梯度淋洗時比較合適，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，因為在減壓旋蒸時會有部分低沸點的雜質一起出來，常壓時就會減少這種現象，如果雜質和你下面要過的樣品有反應那就慘了。六：關于操作問題1、 裝柱柱子下面的活塞一定不要涂潤滑劑，會被淋洗劑帶到產品中的，可以采用四氟節(jié)門的。干法和濕法裝柱覺得沒

9、什么區(qū)別，只要能把柱子裝實就行。裝完的柱子應該要適度的緊密（太密了淋洗劑走的太慢），一定要均勻（不然樣品就會從一側斜著下來）。書中寫的都是不能見到氣泡，我覺得在大多數情況下有些小氣泡沒太大的影響，一加壓氣泡就全下來了。當然如果你裝的柱子總是有氣泡就說明需要多練習了。但是柱子更忌諱的是開裂，甭管豎的還是橫的，都會影響分離效果，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，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（24cm就夠了），再加壓，這樣避免了溶劑

10、（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在rf0.20.3左右的比較好。不要認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，因為柱子是一個多次爬板的狀態(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吸附與解吸的平衡。所以如果樣品與硅膠的吸附比較強的話，就不容易流出。這樣就會發(fā)生，后面的點先出，而前面的點后出。這時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

11、三個樣品，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品，由于使用了大量的溶劑，其中的雜質也會累積到產品中，所以如果想送分析，最好用少量的溶劑洗滌一下，因為大部分的雜質是溶在溶劑里的，一洗基本就沒了，必要時進行重結晶。另外，再過柱的時候，有時會出現氣泡，一是和使用的溶劑有關，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，很容易出現這種現象，因此，在室溫高的時候，可以選擇沸點較高，揮發(fā)相對小的溶劑。還有，使用混合溶劑時，使用的兩種溶劑的沸點應該相差不大，如：乙酸乙酯和石油醚(6090),而乙醚卻要選擇3060的石油醚。二是：不論是用帶砂板的還是塞棉花的，在裝柱之

12、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！過柱子需要耐心，不要著急.實例談薄層色譜展開劑選擇實例談薄層色譜展開劑選擇轉載根據本人的幾年薄層層析經驗，參考藥典等國家藥品標準和有關文獻，將 2000版藥典一部里部分有代表性的對照品的薄層層實例按展開劑極性排序，并對其規(guī)律做一些分析。以下的分析和介紹是總體描述性的，目的是快速、簡便地選擇展開劑。如果想了解展開劑選擇的各種理論，請參考其他專著。 #TfaMVM E 選擇展開劑，要依據溶劑極性和他們的混溶性，溶劑對被分析物的溶解性，以及被分析物的結構。這里只討論藥典里通常使用的以硅膠為固定相主體的正相薄層，也不考慮板的活性。 E( 5

13、LQ3Y列出溶劑極性參數表，方便以下比較展開劑。環(huán)已烷 :-0.2、石油醚（類，3060）、石油醚（類，6090）、正已烷:0.0、甲苯:2.4、二甲苯:2.5、苯:2.7、二氯甲烷:3.1、異丙醇:3.9、正丁醇:3.9、四氫呋喃:4.0、氯仿:4.1、乙醇:4.3、乙酸乙酯:4.4、甲醇:5.1、丙酮:5.1、乙腈:5.8、乙酸:6.0、水:10.2 1 。 P 'M "關于溶劑混溶性，一般根據相似相溶原則，需要注意，極性相差大的不混溶，比如正己烷與甲醇。多元展開劑，主體的兩種溶劑不能混溶，就需要通過第三種溶劑來調和。比如：石油醚、正庚烷、正已烷、戊烷、環(huán)已烷和甲醇、水之

14、類的。 K #;' #I一般正相色譜，固定相為極性，被分析物質的極性越大，需要極性更大的展開劑。 Ni'-yl<y_了解被分析物的極性可以通過分析其結構獲得，很難獲得它的極性指數。物質分子化學結構中，通常由較極性部分和非極性部分兩部分。例如下面以苯丙烷為極性小部分，隨著極性基團部分的增加，總體的極性就增加，展開劑極性也增加了。 L_rSL e， 依次為肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、綠原酸。 SNZ ;V"相應展開劑分別為：正己烷乙醚冰醋酸 (5:5:0.1)、苯冰醋酸甲醇(30:1:3)、氯仿甲醇甲酸（9:1: 0.5）、石油醚乙酸乙酯甲酸（3:6: 1）、醋

15、酸丁酯甲酸水(7:2.5:2.5)。（由于薄層板、比移值不同的原因，展開劑極性比較是相對的，并非絕對的后者大于前者）。 ?5$d|fE'=首先是極性較小的揮發(fā)性物質。比如：冰片：石油醚 (3060)醋酸乙酯(17:3)、厚樸酚：苯醋酸乙酯(9:1.5)、-香附酮：苯醋酯乙酯冰醋酸(92:5:5)、丹皮酚：環(huán)己烷醋酸乙酯(3:1)，這類化合物，以石油醚、正構烷和苯為體積百分數比較大的溶劑，通常起溶解和分離化合物的作用，而用醋酸乙酯為調節(jié)Rf（比移值）的溶劑。為了減少拖尾之類其他相似相溶原則以外的影響，適當加入添加劑，如有機酸或者有機堿。 2rkf $)Q M極性較小的不揮發(fā)性物質。比如：

16、 -谷甾醇：環(huán)己烷醋酸乙酯甲醇(6:2.5:1)或者環(huán)己烷丙酮(5:2) 、熊果酸：甲苯醋酸乙酯冰醋酸(12:4:0.5)、齊墩果酸：氯仿甲醇(40:1)、豬去氧膽酸：氯仿乙醚冰醋酸(2:2:1)、大黃素：苯醋酸乙酯甲醇(15:2:0.2)或者苯乙醇 (8:1)、丹參酮A：苯-醋酸乙酯-甲酸(40:25:4) 、穿心蓮內酯：氯仿-無水乙醇(9:1)、靛玉紅、靛藍氯仿乙醇(9:1)或者苯氯仿丙酮(5:4:1)。這類物質展開劑極性比極性較小的揮發(fā)性物質洗脫力強一些，因為這類物質極性小的母核大，而極性大的基團通?？梢孕纬蓺滏I，比如羧酸、羥基。以上物質，母核分子量減小、母核結構中不飽和健的增加（尤其是

17、出現苯環(huán)），極性基團的增加，都使極性增加，展開劑極性也增大。這個范圍內的物質很多，一般展開劑大百分數的溶劑可以從環(huán)己烷甲苯二甲苯苯氯仿的順序，按照極性要求選擇。這里注意，異丙醇、正丁醇極性指數也比較小，在這范圍的化合物很少用，因為粘性大、展開慢，造成斑點擴散；另外，羥基的氫鍵作用力也有不利。調節(jié)Rf值的溶劑，從醋酸乙酯甲醇丙酮乙醇。揮發(fā)性物質也有很多帶羰基、羥基的，但從它的揮發(fā)性就可以明白，分子間作用力不強，另外，母核與石油醚、正構烷和苯的結構差異小，估計更容易脫離硅膠吸附，更快進入溶劑中，而不需要通過提高展開劑的極性。 bt 6o 7Z皂苷類。人參皂苷：氯仿甲醇水 (65:35:10)10以

18、下放置的下層溶液或正丁醇醋酸乙酯水(4:1:5)的上層溶液或氯仿醋酸乙酯甲醇水(15:40:22:10)10以下放置的下層溶液、芍藥苷：氯仿醋酸乙酯甲醇甲酸(40:5:10:0.2)、黃芩苷：醋酸乙酯丁酮醋酸水(10:7:5:3)、橙皮苷：苯醋酸乙酯甲酸水(1:12:2.5:3)的上層溶液、葛根素：氯仿甲醇水(14:5:0.5)、蘆丁：醋酸乙酯甲酸水(8:1:1)。這類物質，由于存在糖的多羥基結構，苷元的結構影響變小。展開劑中使用極性大的有機溶劑（氯仿、醋酸乙酯、甲醇、正丁醇）和水。乙酸和甲酸的使用，一方面增大展開劑極性，另外也可以抑制硅膠羥基的作用，減少拖尾。由于混溶性和硅膠耐酸能力的限制，水和酸的使用是有限度的。 C B 4 d極性大的小分子有機酸。沒食子酸：氯仿醋酸乙酯甲酸 (5:4:1)、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、綠原酸、異綠原酸。這類物質多數是苯乙烯母核的，這個結構的極性本身比較大，另外有酚羥基和羧酸基團，個別有多羥基配基。皂苷的展開劑差不多，極性大。注意甲酸通常指的是濃度85%左右的，含有水。 CbcnSr3EJ