柱层析的操作步骤和注意项目.doc

柱层析技术
常说过柱子应该叫柱层析分离，也叫柱色谱。我们常见是以硅胶或氧化铝作固定相
吸附柱。因为柱分经验成份太多，所以下面我就几年来过柱体会写些心得，期望
能有所帮助。
柱子能够分为：加压，常压，减压。
压力能够增加淋洗剂流动速度，降低产品搜集时间，不过会减低柱子塔板数。所
以其它条件相同时候，常压柱是效率最高，不过时间也最长，比如天然化合物分
离，一个柱子多个月也是有。
减压柱能够降低硅胶使用量，感觉能够节省二分之一甚至更多，不过因为大量空气经过
硅胶会使溶剂挥发（有时在柱子外面有水汽凝聚），和有些比较易分解东西可能得
不到，而且还必需同时使用水泵抽气（很大噪音，而且时间长）。以前曾经大量过
减压柱，对它有比较深厚感情，不过自从尝试了加压后，就几乎再也没动过减压念
头了。
加压柱是一个比很好方法，和常压柱类似，只不过外加压力使淋洗剂走快些。压力
提供能够是压缩空气，双连球或小气泵（给鱼缸供气就行）。非通常在轻易分解
样品分离中适用。压力不可过大，不然溶剂走太快就会减低分离效果。个人认为
加压柱在一般有机化合物分离中是比较适用。
相关柱子尺寸，应该是粗长最好。
柱子长了，对应塔板数就高。柱子粗了，上样后样品原点就小（反应在柱子上就是
样品层比较薄），这么相正确减小了分离难度。试想假如柱子十厘米，而样品就有二
厘米，那么分离难度可想而知，恐怕要用很低极性溶剂慢慢冲了。而假如样品层只
有0.5厘米，那么各组分就比较轻易得到完全分离了。当然采取粗大柱子要牺牲比较多
硅胶和溶剂了，不过这些成本相对于产品来说可能就不算什么了（有些不环境保护说，
不过溶剂回收重蒸后也就减小了部分浪费）。
现在见到柱子径高比通常在1：5～10，书中写硅胶量是样品量30～40倍，具体选
择要具体分析。假如所需组分和杂质分比较开（是指在所需组分rf在0.2～0.4，杂质
相差0.1以上），就能够少用硅胶，用小柱子（比如200毫克样品，用2cm×20cm柱子
）；假如相差不到0.1，就要加大柱子，我认为能够增加柱子直径，比如用3cm，也
能够减小淋洗剂极性等等。
相关无水无氧柱，适适用于对氧，水敏感，易分解产品。
能够湿柱，也能够干柱。不过在样品之前最少要用溶剂把柱子饱和一次，因为溶剂和硅
胶饱和时放出热量有可能是产品分解，到底要分离是敏感东东，小心不为过。也
是因为分离东西比较敏感，所以接收瓶一定要用可密封，遵照schlenk操作。至于是
加压、常压、减压，随需而定。因为是schlenk操作，所以点板是个问题，假如样品是显
色，恭喜了，不用点板，直接看柱子上色带就行了。假如样品无色，只好预备几十
个schlenk瓶，一瓶一瓶点，不过几次以后就知道样品在哪，也就能够省些了。像我以
前过一根无水无氧柱，需要六个schlenk，现在只一个就能把所要全搜集到。
无水无氧柱中用比较多是用氧化铝作固定相。因为硅胶中有大量羟基裸露在外，
很轻易是样品分解，非通常金属有机化合物和含磷化合物。而氧化铝能够做成碱性、中
性和酸性，选择余地比较大，不过比硅胶要贵些。
听说有个方法，就是用石英做柱子，然后用HF254做固定相，这么在柱子外面用紫外灯一
照就知道产品在哪里了，没有验证过。哪位做过能够提出来大家参详参详。
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※ 相关湿法、干法上样。
湿法省事，通常见淋洗剂溶解样品，也能够用二氯甲烷、乙酸乙酯等，但溶剂越少越好
，不然溶剂就成了淋洗剂了。
很多样品在上柱前是粘乎乎，通常没关系。可是有上样后在硅胶上又会析出，这一
般全部是比较大量样品才会出现，是因为硅胶对样品吸附饱和，而样品本身又是比较
好固体才会发生，这就应该先重结晶，得到大部分产品后再柱分，假如不能重结晶
那就不管它了，直接过就是了，样品伴随淋洗剂流动会溶解。
有些样品溶解性差，能溶解溶剂又不能上柱（比如DMF,DMSO等，会伴随溶剂一起走，
显色是一个很长脱尾），这时就必需用干法上柱了。样品和硅胶量有一个说法是1：
1，我认为是越少越好，不过要确保在旋干后，不能看到显著固体颗粒（那说明有样
品没有吸附在硅胶上）。
溶剂选择。
当然是最廉价，最安全，最环境保护了。所以大多选择石油醚，乙酸乙酯。文件中有写用
正己烷，太贵了，除非非凡需要不要用不然银子哗哗，流比淋洗剂还快，不过因
为极性很小，有时还是非它不可。乙醚也能够用，不过就是轻易睡觉，重视保持清醒别
让溶剂流干了，那样柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用，不过要知道，它和硅胶吸
附是一个放热过程，所以夏天时候常常会在柱子里产生气泡，天气冷时候会好部分
。甲醇，听说能溶解部分硅胶，所以产品假如想过元素分析话要留神，应该经过后
继处理，比如说重结晶等。其它溶剂用相对较少，要依个人不一样需要选择了。
因为一些原因，用到淋洗剂多是大包装（廉价嘛），我们这里是用10升或25升塑
料桶装，就要重视这些工业品纯度是较低。常常能够从送来大桶底部看见有色
杂质，其它杂质就可想而知了，所以在比较严格柱分时就要对溶剂重蒸。当然过
原料时就能够免去这一步了，反正下面还有提纯方法。
另外溶剂在过柱子后最好也回收使用，首先环境保护，其次也能节省部分经费，缺点
是要消耗一定人工。这里要重视是，通常在过柱同时进行是减压旋蒸，石油醚和
乙酸乙酯百分比因为挥发度不一样会造成极性改变，通常会使得极性变大，在梯度淋
洗时比较适宜，恰好极性越来越大了。在过完柱子后，溶剂最终回收要采取常压，因为
在减压旋蒸时会有部分低沸点杂质一起出来，常压时就会降低这种现象，假如杂质和
你下面要过样品有反应那就惨了。
相关操作问题。
1 装柱。
柱子下面活塞一定不要涂润滑剂，会被淋洗剂带到产品中，能够采取四氟节门。
干法和湿法装柱认为没什么区分，只要能把柱子装实就行。装完柱子应该要适度紧
密（太密了淋洗剂走太慢），一定要均匀（不然样品就会从一侧斜着下来）。书中写
全部是不能见到气泡，我认为在大多数情况下有些小气泡没太大影响，一加压气泡就
全下来了。当然假如你装柱子总是有气泡就说明需要多练习了。不过柱子更忌讳是
开裂，甭管竖还是横，全部会影响分离效果，甚至作废！
2 加样。
用少许溶剂溶样品加样，加完后将下面活塞打开，待溶剂层下降至石英砂面时，再
加少许低极性溶剂，然后俅蚩钊绱肆饺危话闶⑸熬突臼前咨牧恕?
加入淋洗剂，一开始不要加压，等溶样品溶剂和样品层有一段距离（2～4cm就够了）
，再加压，这么避免了溶剂（如二氯甲烷等）夹带样品快速下行。
3 淋洗剂选择。
感觉上要使所需点在rf0.2～0.3左右比很好。不要认为在板上爬高了分比较开，过
柱子就用那种极性，假如rf在0.6，即使相差0.2也不轻易在柱子上分开，因为柱子是一
个数次爬板状态，能够经过公式比较：0.6/0.8一次分离度，肯定不如（0.2/0.3
）三次方或四次方大。
4 样品搜集。
用硅胶作固定相过柱子原理是一个吸附和解吸平衡。所以假如样品和硅胶吸附比
较强话，就不轻易流出。这么就会发生，后面点先出，而前面点后出。这时能够
采取氧化铝作固定相。
另外，搜集试管大小要以样品量而定，非通常小量样品，假如用大试管，可能一根就
收到了三个样品，wuwu。假如全部用小试管那工作量又太大。
5 最终处理。
柱分后产品，因为使用了大量溶剂，其中杂质也会累积到产品中，所以假如想送
分析，最好用少许溶剂洗涤一下，因为大部分杂质是溶在溶剂里，一洗基础就没
了，必需时进行重结晶。
另外，再过柱时候，有时会出现气泡，一是
和使用溶剂相关，假如是易挥发溶剂，如乙醚、二氯甲烷等，在
室温稍高情况下，很轻易出现这种现象，所以，在室温高时候，
能够选择沸点较高，挥发相对小溶剂。还有，使用混合溶剂时，使用
两种溶剂沸点应该相差不大，如：乙酸乙酯和石油醚(60~90),而
乙醚却要选择30－60石油醚。二是：不管是用带砂板还是塞棉花，
在装柱之前，全部要将空气用加压方法将空气排干，这么就可避免柱中有
空气！过柱子需要耐心，不要着急.