2022年過(guò)柱子經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1、第PAGE8頁(yè)共NUMPAGES8頁(yè)2022年過(guò)柱子經(jīng)驗(yàn)總結(jié)常說(shuō)的過(guò)柱應(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。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

2、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。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)就小(反映在柱子上就是樣品層比較薄)，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

3、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))?，F(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-_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，

4、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

5、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?？墒怯械纳蠘雍笤诠枘z上又會(huì)析出，這一般

6、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

7、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_升或_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

8、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)門的

9、。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)，

10、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

11、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。2022年過(guò)柱子經(jīng)驗(yàn)總結(jié)（二）濕法裝柱是先把硅膠用適當(dāng)?shù)娜軇┌鑴蚝?，再填入柱子中，然后再加壓用淋洗劑走柱子，本法最大的?yōu)點(diǎn)是一般柱子裝的比較結(jié)實(shí)，

12、沒(méi)有氣泡。干法裝柱則是直接往柱子里填入硅膠，然后再輕輕敲打柱子兩側(cè)，至硅膠界面不再下降為止，然后再填入硅膠至合適高度，最后再用油泵直接抽，這樣就會(huì)使得柱子裝的很結(jié)實(shí)。接著是用淋洗劑走柱子，一般淋洗劑是采用tlc分析得到的展開(kāi)劑的比例再稀釋一倍后的溶劑。通常上面加壓，下面再用油泵抽，這樣可以加快速度。干法裝柱較方便，但最大的缺陷在于走柱子時(shí)，由于溶劑和硅膠之間的吸附放熱(可以用手摸柱子明顯感覺(jué)到)，容易產(chǎn)生氣泡，這一點(diǎn)在使用低沸點(diǎn)的淋洗劑時(shí)如乙醚，二氯甲烷更為明顯。雖然產(chǎn)生的氣泡在加壓的情況下不易察覺(jué)，但是，一旦撤去壓力，如在上樣、加溶劑等操作的時(shí)候，氣泡就會(huì)釋放出來(lái)，嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)柱子變花，樣品

13、不可能平整地通過(guò)，當(dāng)然也就談不上分離了。解決的辦法是：第一、硅膠一定要天結(jié)實(shí)；第二、一定要用較多的溶劑走柱子，一定要到柱子的下端不再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。也有介紹在硅膠的最上層填上一小層石英砂，防止添加溶劑的時(shí)候，使得樣品層不再整齊。但我的感覺(jué)是如果小心上樣，添加溶劑，則沒(méi)有這個(gè)必要。上樣也有干法和濕法之分：干法就是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，在加入少量硅膠，拌勻后再旋去溶劑。如此得到的粉末再小心加到柱子的頂層。干法上樣較麻煩，但可以保證樣品層很平整。濕法上樣就是用少量溶劑(最好就是展開(kāi)劑，如果展開(kāi)劑的溶解度不好，則可以用一極性較大的溶劑，但必須少量)將樣品溶解后，再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移

14、得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁均勻加入。然后用少量薌洗滌后，再加入。濕法較方便，熟手一般采用此法關(guān)于tlc和柱層析之我的體會(huì)(轉(zhuǎn))柱層析和tlc是有機(jī)化學(xué)工作者必須下苦功夫的兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)掌握與否，對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)的效率至關(guān)重要。常見(jiàn)的例子是：在柱層析時(shí)，由于層析柱中的硅膠填料裝得不均勻(沒(méi)有填嚴(yán)實(shí))，使得柱子在淋洗過(guò)程中就因?yàn)槌霈F(xiàn)太多氣泡變花，導(dǎo)致分離效果不好。更常見(jiàn)的例子是：層析柱雖然裝得不錯(cuò)，但是由于淋洗劑選擇不恰當(dāng)，結(jié)果導(dǎo)致幾十毫克產(chǎn)品，用了幾百毫升淋洗劑都還沒(méi)有完全分離。分離同樣的東西，熟手可能只需要半個(gè)小時(shí)，而一個(gè)層析技術(shù)不過(guò)關(guān)的人可能半天都不能得到純品。由此可見(jiàn)，這兩項(xiàng)技術(shù)掌握與否，對(duì)于提高工作效率，減輕工作量，減少有機(jī)溶劑的使用，從而對(duì)身心健康和環(huán)境保護(hù)都有明顯的作用。柱層析關(guān)鍵在于柱子是否裝好和淋洗劑是否選擇恰當(dāng)。而淋洗劑的選擇則是通過(guò)tlc確定。這里要指出的一點(diǎn)是：tlc的作用除了跟蹤反應(yīng)進(jìn)程，檢測(cè)試劑和原料純度外，一個(gè)重要的用途就是為柱層析選擇適當(dāng)?shù)牧芟磩?。上樣完畢后，接著即用淋洗劑淋洗。淋洗劑一般采用tlc分析得到的展開(kāi)劑的比例再稀釋一倍后的溶劑。由于層析柱和薄板的不同，即使