硅膠層析注意事項(xiàng)

先根據(jù)TLC方法篩選好洗脫劑，使兩相鄰物質(zhì)Rf值之差最大化將柱子必須裝平整、均勻考慮有限柱填料的吸附量可考慮用剃度法分開(kāi)并洗脫

柱層析分離的實(shí)驗(yàn)方法和技巧1B= vr Gq

常說(shuō)的過(guò)柱子應(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。

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(lèi)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。

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))。 En8-Hc#NC

現(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30~40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(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，比如用3cm的，也可以減小淋洗劑的極性等等。

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。

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。可是有的上樣后在硅膠上又會(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(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，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)。

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。

用到的淋洗劑多是大包裝的，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(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。

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)，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。要按照RF的比值來(lái)判斷是否效果好，而不是爬得高就好。

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，如果用大試管，可能一根就收到了三個(gè)樣品。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。還有，使用混合溶劑時(shí)，使用的兩種溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)該相差不大。

硅膠柱層析原理

硅膠層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到分離， 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:石油醚洗脫;極性較大的用甲醇:氯仿洗脫;極性大的用甲醇:水:正丁醇:醋酸洗脫;拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸

硅膠柱層析慣用方法

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。攪成勻漿。加入干硅膠體積一倍的溶劑用玻璃棒充分?jǐn)嚢琛Ｈ绻疵搫┦鞘兔?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)水硫酸鈉久置干燥。氯仿用無(wú)水氯化鈣干燥，以除去1%的醇。如果樣品對(duì)酸敏感，不能用氯仿體系過(guò)柱。裝柱。將柱底用棉花塞緊，不必用海沙，加入約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。壓實(shí)。沉降完成后，加入更多的石油醚，用雙聯(lián)球或氣泵加壓，直至流速恒定。柱床約被壓縮至9/10體積。無(wú)論走常壓柱或加壓柱，都應(yīng)進(jìn)行這一步，可使分離度提高很多，且可以避免過(guò)柱時(shí)由于柱床萎縮產(chǎn)生開(kāi)裂。上樣。干法濕法都可以。海沙是沒(méi)必要的。上樣后，加入一些洗脫劑，再將一團(tuán)脫脂棉塞至接近硅膠表面。然后就可以放心地加入大量洗脫劑，而不會(huì)沖壞硅膠表面。過(guò)柱和收集。柱層析實(shí)際上是在擴(kuò)散和分離之間的權(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。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底1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。送譜。收集的產(chǎn)品旋干，在送譜前通常需要重結(jié)晶。如果樣品太少或?yàn)橐后w，可過(guò)一小凝膠柱，作為送譜前的最后純化手段。可除去氫譜1.5ppm左右所謂的"硅膠"峰。

在色譜和工業(yè)水處理領(lǐng)域中，無(wú)定形硅膠已得到了廣泛的應(yīng)用，它具有多孔的無(wú)定形結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生任何x 射線衍射[1,4]。硅膠的表面存在著硅醇基團(tuán)(si-oh)和暴露的硅氧烷鍵(si-o-si)。硅醇基團(tuán)是強(qiáng)吸附的極性基團(tuán)，而硅氧烷鍵是疏水基團(tuán)。硅氧烷鍵上的δ鍵被dπ-pπ作用而加強(qiáng)，氧原子上的孤對(duì)電子參與π作用，不能參與給體與受體間的相互作用，不能形成氫鍵。scott和kucera證實(shí)硅氧烷基團(tuán)幾乎不吸附極性溶劑分子。然而，由于硅氧烷鍵的疏水作用性，可以吸附某些非極性溶劑分子。對(duì)硅膠改性而言，硅醇基比硅氧烷基重要得多。硅醇基團(tuán)可以孤立、成對(duì)(雙生)和締合(連位)等不同的方式存在于硅膠表面。最近研究表明，不僅兩個(gè)或兩個(gè)以上的締合硅醇基團(tuán)可以形成鍵合對(duì)，甚至成對(duì)硅醇基團(tuán)也可以形成鍵合對(duì)。硅膠表面的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)許多方法進(jìn)行測(cè)定。一般情況下，隨著比表面積的增加，硅膠表面上硅醇基團(tuán)的濃度略有降低。通常硅醇含量的測(cè)定方法有同位素交換法、滴定法、光譜法和烷基鋁法等。nawrock[1]報(bào)道了用同位素交換法測(cè)定硅膠表面的硅醇基濃度是8.0±1.0μmol/m2，而且這個(gè)數(shù)值常常被視為硅膠的物理化學(xué)常數(shù)。硅醇基團(tuán)具有明顯的酸性，測(cè)定的pka值是7.1。通過(guò)對(duì)硅膠表面的結(jié)構(gòu)分析，可知硅膠表面硅醇基的類(lèi)型、濃度和表面分布都會(huì)影響所制備鍵合相的性能，而硅膠的預(yù)處理則可以改變表面硅醇類(lèi)型的分布，提高表面的締合硅醇的含量，改善硅膠表面鍵合相的性能。