柱层析的几个技巧.docVIP

柱层析的几个技巧 柱层析就是通常所说的过柱子， 又叫柱色谱， 属于色谱法中使 用最广泛的一种方法。对于含有多种有机物的混合样品，用重结晶无法提纯时， 柱层析法可以说是有机实验中最有效的分离手段。实验室中常用的是以硅胶和氧化铝做固定相的吸附柱。硅胶层析法的分离原理是根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离，一般情况下极性较大的物质易被硅胶吸附，极性较弱的物质不易被硅胶吸附， 整个层析过程即是吸附、 解吸、 再吸附、 再解吸过程。虽然很多化学实验书中都叙述了柱层析的实验方法，但大多数都是比较雷同地泛泛地描述，而且有些描述在实验室中并不适用。例如， 很多书中都提到装柱时先在底层铺一层石英砂， 倒入固定相后再在顶部铺一层石英砂。比较繁琐， 而且效果也不是很好，在实验室中不适用。根据多年来使用柱层析的操作经验，本文总结了在使用柱层析时的几个技巧： 1、 硅胶的使用 初做柱层析很容易把柱子装得长了或短了，有时还会有大量的硅胶剩余， 浪费硅胶， 这主要是对硅胶等固定相的使用的量没有掌握。柱层析用的硅胶一般是 100-200 目， 100 毫升硅胶的质量在47 克左右， 如果装一个直径是 2.8 厘米的柱子， 可以装 18 厘高。为了避免浪费硅胶和溶剂，最初学习装柱时最好对实验室中各种不同规格的柱子摸摸底。方法很简单：用量筒量出 100 毫升干硅胶， 直接倒入各种规格的柱子中， 敲实， 用刻度尺量出硅胶在柱子中的高度，这样就可以做到心中有数了。一般在装柱的时候可以根据实验所需柱子的高度来调整硅胶的使用量，这样就可以大大地节省硅胶的使用，避免造成没有必要的浪费。称量硅胶时一般称30~70倍于上样量， 如果极难分， 也可以用100 倍量以上的硅胶。 2、 洗脱剂的使用 洗脱剂的极性可用薄层层析来确定， 一般以待分离样品 Rf 值 为 0.2-0.3 为宜。选择的洗脱剂应该使两相邻物质 Rf 值之差最大化。不要认为在板上爬得高分离的效果就比较好， 如果 Rf 在 0.6， 即使相差 0.2 也不容易在柱子上分开， 因为柱子是一个多次爬板的 过程，可以通过公式的比较：0.6/0.8 一次的分离度，肯定不如（0.2/0.3） 的三次方或四次方大。有时虽然在薄层板上看到分离的效果很好，但过柱层析时还是很难分开。这主要的原因就是薄层层析用硅胶比柱层析用硅胶要细得多，所以分离效果好。解决的办法就是降低洗脱剂的极性，一般柱层析用洗脱剂比薄层层析用的展开剂极性要再降低一倍可以达到比较好的分离效果。当所分离物质极性跨度较大时， 可用采梯度洗脱的方法， 即逐渐增加溶剂的极性，使吸附在硅胶上的不同化合物逐个洗脱下来。常用的展开剂极性小的用乙酸乙酯： 石油醚系统； 极性较大的用甲醇： 氯仿系统； 极性大的用甲醇： 水： 正丁醇： 醋酸系统； 拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。对于很难分离的化合物，一是增加柱子的长度和直径， 二是减小洗脱剂的极性， 这样可以很好地将混合物分开。在同样能洗脱的情况下， 尽量使用毒性小的洗脱剂。 例如， 乙酸乙酯：石油醚系统和二氯甲烷： 石油醚系统， 在同样都能洗脱的情况下，应该用毒性小的乙酸乙酯： 石油醚系统。另外洗脱剂在过柱子后最好也回收使用， 一方面环保， 另一方面也能节省部分经费，缺点是要消耗一定的人工。这里要注意的 是， 一般在过柱同时进行的是减压旋蒸， 混合溶剂的比例由于挥发 度的不同会导致极性的变化， 一般会使得极性变大， 在梯度淋洗时 比较合适。还有一般回收的溶剂中会有少量水分，使用前先要用干燥剂干燥好才能使用。 3、 装柱子的技巧 柱层析的装柱非常重要，装柱的效果会直接影响层析分离效果。有湿法装柱和干法装柱等两种方法。湿法装柱很简单，使用也最普遍， 就是先用比固定相多一倍的洗脱剂将固定相活成匀浆，柱子底部先用脱脂棉塞紧， 然后倒入洗脱剂将脱脂棉中气泡赶出。用漏斗将活好的固定相倒入柱子中， 打开底部活塞， 将柱子中高出固定相的溶剂放出。期间不断用橡皮棒敲打， 将固定相敲实， 做到密实均匀无气泡即可。很多时候用加压的方法可以很高效地装好柱子，而且在柱子中没有气泡产生。干法装柱与湿法装柱刚好相反的是，它是将干燥的吸附剂从柱子上端直接加入到一个空的柱子中， 然后用油泵抽柱子底部， 相当于减压过柱， 直到柱子变得很结实， 再用淋洗剂“走柱子” 。干法装柱的一个缺点就是在装入洗脱剂后， 由于溶剂和固定相之间的吸附放热， 所以柱子容易变花，影响分离效果。解决的方法是： （1） 固定相一定要添加结实； （2） 一定要用较多的溶剂 “走柱子” ， 直到柱子的下端不再发烫， 恢复到室温后再撤去压力。无论使用哪种方法装柱，最后都要求所装的柱子结实、 匀称、 无气泡。 4、 上样的技巧 上样也有湿法和干法之分： 湿法一般用淋洗剂溶解