有機化學過柱子的

2021-03-04 09:36:37 字數 5298 閱讀 5673

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,乙個柱子幾個月也是有的。

減壓柱能夠減少矽膠的使用量,感覺能夠節省一半甚至更多,但是由於大量的空氣通過

矽膠會使溶劑揮發(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幫浦抽氣(很大的噪音,而且時間長)。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後,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,雙連球或者小氣幫浦(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。

關於柱子的尺寸,應該是粗長的最好。

柱子長了,相應的塔板數就高。柱子粗了,上樣後樣品的原點就小(反映在柱子上就是

樣品層比較薄),這樣相對的減小了分離的難度。試想如果柱子十厘公尺,而樣品就有二

厘公尺,那麼分離的難度可想而知,恐怕要用很低極性的溶劑慢慢衝了。而如果樣品層只

有0.5厘公尺,那麼各組分就比較容易得到完全分離了。當然採用粗大的柱子要犧牲比較多

的矽膠和溶劑了,不過這些成本相對於產品來說也許就不算什麼了(有些不環保的說,

不過溶劑**重蒸後也就減小了部分浪費)。

現在見到的柱子徑高比一般在1:5~10,書中寫矽膠量是樣品量的30~40倍,具體的選

擇要具體分析。如果所需組分和雜質分的比較開(是指在所需組分rf在0.2~0.4,雜質

相差0.1以上),就可以少用矽膠,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

可以減小淋洗劑的極性等等。

關於無水無氧柱,適用於對氧,水敏感,易分解的產品。

可以溼柱,也可以乾柱。不過在樣品之前至少要用溶劑把柱子飽和一次,因為溶劑和矽

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。至於是

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,不過幾次之後就知道樣品在哪,也就可以省些了。像我以

前過一根無水無氧柱,需要六個schlenk,現在只乙個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。因為矽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。而氧化鋁可以做成鹼性、中

性和酸性的,選擇餘地比較大,但是比矽膠要貴些。

聽說有個方法,就是用石英做柱子,然後用hf254做固定相,這樣在柱子外面用紫外燈一

照就知道產品在**了,沒有驗證過。哪位做過可以提出來大家參詳參詳

關於濕法、乾法上樣。

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,一般沒關係。可是有的上樣後在矽膠上又會析出,這一

般都是比較大量的樣品才會出現,是因為矽膠對樣品的吸附飽和,而樣品本身又是比較

好的固體才會發生,這就應該先重結晶,得到大部分的產品後再柱分,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,

顯色是乙個很長的脫尾),這時就必須用乾法上柱了。樣品和矽膠的量有一種說法是1:

1,我覺得是越少越好,但是要保證在旋乾後,不能看到明顯的固體顆粒(那說明有的樣

品沒有吸附在矽膠上)。

溶劑的選擇。

當然是最便宜,最安全,最環保的了。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,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

讓溶劑流乾了,那樣柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用的,但是要知道,它和矽膠的吸

附是乙個放熱過程,所以夏天的時候經常會在柱子裡產生氣泡,天氣冷的時候會好一些

。甲醇,據說能溶解部分的矽膠,所以產品如果想過元素分析的話要留神,應該經過後

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。

由於某些原因,用到的淋洗劑多是大包裝的(便宜嘛),我們這裡是用10公升或25公升的塑

料桶裝的,就要注意這些工業品的純度是較低的。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。

另外溶劑在過柱子後最好也**使用,一方面環保,另一方面也能節省部分經費,缺點

是要消耗一定的人工。這裡要注意的是,一般在過柱同時進行的是減壓旋蒸,石油醚和

乙酸乙酯的比例由於揮發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。在過完柱子後,溶劑最後**要採用常壓,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。

關於操作問題。

1 裝柱。

柱子下面的活塞一定不要塗潤滑劑,會被淋洗劑帶到產品中的,可以採用四氟節門的。

乾法和濕法裝柱覺得沒什麼區別,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,加完後將下面的活塞開啟,待溶劑層下降至石英砂麵時,再

加少量的低極性溶劑,然後再開啟活塞,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(2~4cm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。

感覺上要使所需點在rf0.2~0.3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,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。

用矽膠作固定相過柱子的原理是乙個吸附與解吸的平衡。所以如果樣品與矽膠的吸附比

較強的話,就不容易流出。這樣就會發生,後面的點先出,而前面的點後出。這時可以

採用氧化鋁作固定相。

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

收到了三個樣品,wuwu。如果都用小試管那工作量又太大。

5 最後的處理。

柱分後的產品,由於使用了大量的溶劑,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裡的,一洗基本就沒

了,必要時進行重結晶。

我對柱層析的一點看法:

誠如上層的ringydx18所言,矽膠有時遇到一些有機溶劑是會體積發生變化,但我認為是乾燥的矽膠碰到有機溶劑後,表面的效能發生了改變,有放熱的情況發生,我用乾法過柱,無論用什麼樣的流動相,都會有頭層流動相所到之處,柱身發熱的現象,濕法裝柱因矽膠事先經過浸泡,所以有充分的時間散發掉這種熱量,產生的少量氣泡只是因為操作者的技術原因所致,比如攪拌不充分,引入了外界的氣泡,但是乾法裝柱,樣品加好後才加進流動相,柱子中產生的熱量會使矽膠縫隙中的一點點空氣膨脹,形成較大的,可見的氣泡,所以乾法裝柱的氣泡產生現象會比濕法嚴重. 還有一種情況,就是柱子裝填時候的溫度與實際層析過程中的溫度不同而形成的。層析時候的室溫高於裝填溫度,則會出現氣泡!

舉例說明:

石油醚濕法裝柱,二氯甲烷溶解樣品。裝柱後石油醚不要壓到矽膠層,留5mm,加入二氯甲烷的樣品溶液,這樣不會有空氣進入,一般不會有裂痕。

萬一有氣泡或裂痕,用極性最低的溶劑(如乙酸乙酯-石油醚洗脫,就選石油醚)多沖洗,將氣泡趕出,再梯度淋洗。只要你的柱子夠長,一般不會有多大影響的。

濕法裝柱,矽膠事先可用2~3倍洗脫液(或洗脫液中極性最低的溶劑)浸泡,攪拌或搖勻後裝柱(裝柱過程中下口開啟)反覆用浸泡液過柱,最好沉降一段時間後再上樣,上樣時洗脫液一定不能幹(特別是易揮發的溶劑),這樣不會出現裂和氣泡

如果柱子上方有少量氣泡或裂痕可以用細小竹籤放空攪勻,不影響柱層析效果。

矽膠柱出現斷層的原因,我想可能有:

一、洗脫劑沒有脫氣。特別是室內溫度較高時,幾相混合的洗脫劑,如果沒有超聲脫氣,其中溶解的空氣慢慢釋放出來會使色譜柱斷裂。

二、換洗脫劑。有些溶劑矽膠膨脹而還有的溶劑使矽膠收縮,洗脫劑梯度變化太大也會使色譜柱斷層。

三、如果樓主用了加壓裝置如液氮,可能是加液時放氣太快,氣體從下埠衝進,使矽膠分段。這種情況不注意的話最容易導致矽膠斷層。

乾法用幫浦抽,再顛(下面墊快橡膠),再抽,再顛,反覆幾次,從來沒出現氣泡過,顛的好,側面看會出現乙個凸頂,但太實會降低速度。然後加入製過砂的樣品,再加點石英沙,加展開劑即可。一般除非特殊情況,用200-300目的矽膠。

濕法沉降時間一定要足夠長,柱子才會實,不會產生氣泡或斷層。我一般都在乙個小時以上

出現氣泡很正常,主要是由於你裝拄的溶劑和你的洗脫劑不一樣造成的,由於空氣在不同溶劑中的溶解度不同,在兩種不同溶劑混合後溶解在溶劑中的空氣會釋放出來,造成氣泡,這種因素的解決辦法是最好在裝拄的時候,使用和洗脫劑同樣比例的混合溶劑來裝,或者裝拄溶劑和洗脫劑都預先脫氣處理(這種方法不可取,由於超生時候會發熱,對採用二氯甲烷或乙醚作洗脫劑的會改變流動相的比例),還有乙個常見的原因是你在流動相裡可能使用了氨水,這樣也很容易產生氣泡。改用三乙胺就可以了。

如果上樣後出現氣泡,你用洗耳球輕敲柱子,慢慢柱子中的氣泡可以在上面排除,對層析不會有太大的影響大孔吸附樹脂在使用前應該在有機溶劑裡泡很長時間,等樹脂充分溶脹後才裝。你可以先將柱子裡多裝點液體,然後來回振動,直至把氣泡全部留在一端,排氣後重力沉降就ok了!

關於流速的問題,你可以使用上海錦華的轉換接頭,只要上面有壓力流速自然就提高了。這也是一般的層析柱上都配有的,而且**好象也不貴,最近我又買了幾個柱子,廠家也和你的的一樣。

這些問題從來沒有出現過

蘇教版《有機化學基礎認識有機化學

專題一認識有機化學 一 有機化學的發展 1 18世紀初期,瑞典化學家貝採烏利斯提出有機化學概念,有機化學成為化學的乙個重要分支。2 19世紀中葉,德國化學家維勒,第一次由無機物合成有機物 尿素,推翻 生命力論 3 1965年我國首次在人類歷史上合成蛋白質 結晶牛胰島素。4 目前人工合成有機物超過30...

有機化學小結

第一至五章小結 烷烴 環烷烴 烯烴 炔烴 共軛二烯烴的特徵比較 烷烴 環烷烴 烯烴 炔烴 共軛二烯烴的鑑別 注 小環指 三 四元環,大環指 五 六元環。誘導效應與共軛效應的比較 六章芳香烴小結 1 苯分子是平面正六邊形結構,碳原子以3個sp2雜化軌道在同一平面上,分別與相鄰的兩個碳原子及乙個氫原子形...

有機化學總結

一 有機物的結構與性質 1 官能團的定義 決定有機化合物主要化學性質的原子 原子團或化學鍵。2 常見的各類有機物的官能團,結構特點及主要化學性質 1 烷烴 a 官能團 無 通式 cnh2n 2 代表物 ch4 b 結構特點 鍵角為109 28 空間正四面體分子。烷烴分子中的每個c原子的四個價鍵也都如...