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快速柱色谱分离+TLC技术

作为有机僧的独门绝技——柱色谱,确实是必须学会掌握的一门技艺,而且应该日月精进!

      那么,这们如何重要的技艺,有没有什么武学秘籍呢?作为一门实验学科,理论的指导作用也在与日俱增。因此,柱色谱当然也被人们进行了深入的研究。接下来,咱们进入主题:快速柱色谱分离技术

 

快速柱色谱

J.Org. Chem.197843, 2923-2925报道了快速柱色谱分离技巧。具体的过程如下:

    首先,展开剂的选择。通过TLC(薄层色谱)确定展开剂,展开剂应该使目标化合物在TLC上的Rf值为0.30-0.35。这样可以获得良好的分离。

    其次,色谱柱的选择。根据所需分离物质质量或者体积,选择适宜大小和长度的色谱柱,装填上10-15 cm高的硅胶。表I给出一些经验值,可以根据该表进行选择。

    接着,润洗与排气。使用选定的展开剂(洗脱剂)冲洗色谱柱,排出硅胶中的气体。

    最后,装填上样品,使用展开剂以6 cm/min的速度进行洗脱。

    通常,15分钟以内即可完成分离纯化。

 

    当然,具体问题需要具体分析。我们应该明白,方法是死的,人是活的,而实验也是千差万别的,故混合物的分离纯化也无穷尽。因此,掌握了基本法之后,也应该对应实验要求,对方法进行灵活变化。

    所以,如今我们不仅有常压、加压柱,也有减压柱,柱子大小、长短规格多样,硅胶50-500目等多种型号,装柱与上样都可以分为干法与湿法,并且还有了自动化过柱机。

    当然,即便如此多的选择,作为有机人,还是应该娴熟地掌握快速柱色谱分离技艺。

 

TLC

    那么,TLC又应该如何使用呢?

    相对于柱色谱,TLC应该是化学反应中必须掌握的入门技。TLC具有微量、快速、简单、节省等特点。通过TLC,我们可以非常快速地获得反应有关的大量信息:反应速度、原料转化率、产物产量、反应复杂程度、分离难以、各化合物极性大小等等。

    那么,我们怎么进行TLC监测反应呢?

    首先,需要原料留样。在TLC板上距离底部0.5 cm使用铅笔画一条线,间隔0.3~0.5 cm点上4~6个点。从左到右依次点上稀释了的原料样。反应液取样稀释,点上一个与原料的混合点,一个单点(如图1)。点板可选的毛细管通常有两种:0.3 mm的用于有机相,0.5 mm用于点水相。

    随后,尝试使用常用的展开剂进行展开。如图 1,虽然也起到了分离鉴别等作用,但是原料与产物Rf值较大,应该继续更换更小极性的展开剂进行展开,以使产物的Rf值在0.2~0.35之间为宜。常用展开剂极性大小顺序为:

石油醚<二氯甲烷<乙醚<四氢呋喃<乙酸乙酯<丙酮<正丙醇<甲醇<水

 

   Fig. 1

因此,一般极性的化合物,通常使用PE/EA体系;极性较大的化合物,则选择DCM/MeOH体系。对于胺类化合物,在展开剂中加入0.1%三乙胺;对于含羧基的化合物,加0.1%的乙酸,这样可以有效地消除拖尾现象。

 

    然后,在紫外灯下进行显色(254 nm、365 nm),如果化合物显色不明显,那么可以使用合适的显色剂进行显色后在观测。

    通常,先使用碘缸进行显色。这是因为碘显色可逆,等待碘挥发后,TLC板还可以使用其他显色剂进行进一步显色。常用的有高锰酸钾、浓硫酸、磷钼酸等。

    显色可以归纳为四字诀:看、照、碘、显。即:

一看、首先在日光下观察,划出有色物质的斑点位置

二照、在紫外灯下观察有无暗斑或荧光斑点

三碘、大部分有机物会吸附碘可逆的产生棕色或黄色斑点

四显、既无色又无紫外吸收的物质,可以用显色剂显色

 

    TLC是有机合成工作者的眼睛,因此每位有机化学工作者都应该熟能生巧地运用TLC进行科学研究。

 

参考

J.Org. Chem., 1978, 43, 2923-2925

 《柱子歌》全文:

人生何事最艰难,有机屌丝读了研。 

两寸硅胶爬岁月,三根柱子过流年。 君不见, 停了反应爬块板,一跑跑出十个点。 极性基本差不多,目标产物找瞎眼。 硬着头皮装硅胶,咬牙装到两尺高。 就为这根破柱子,多少博士尽折腰。 不敢加压慢慢流,展开比例最温柔。 心中祈祷一千遍,过出产物更何求。 想着长征二万五,终于熬过上下午。 满心期待盼它纯,紫外灯前一声苦。 君不见, 这锅反应真拔群,没有杂点太喜人。 随手装根小柱子,赶紧过完要出门。 终于过出产物点,一收收了三十管。 我和伙伴都惊呆,旋蒸蒸到泪满脸。 那瓶粗品点挺浓,一过柱子影无踪。 产物人间蒸发了?剩我凌乱在风中。 此间辛酸说不尽,有限光阴无限恨。 可怜辜负好韶光,损身伤体无人问。 乙酸乙酯满屋香,甲醇丙酮断人肠。 石油醚兮如洗手,二氯甲烷又何妨。 误吸硅胶得尘肺,说多满满都是泪。 用生命在搞科研,工资基本像安慰。 问君可有女盆友?指指柱子不开口。 大好青春付与它,哪有妹子肯牵手。 朝夕相伴久生情,再看柱子也婷婷。 冰肌玉骨肤如雪,只手堪握柳腰轻。 冷眼相对她不恼,恶语相加她不吵。 万般心事她都听,不怕到头跟人跑。 想找妹子如做梦,看到女神徒心动。 且伴柱子过残生,这种领悟多么痛。 又是一年春花开,夏月秋风次第来。 冬雪纷纷漫天舞,良人仍在实验台。 实验室外风光好,实验室里博士老。 柱子闪亮总如新,年华已旧白发早。 腿软眼花耳不灵,前路昏昏梦不成。 乱语胡言君莫笑,人生不易有机僧。

http://muchong.com/html/201308/6234225.html


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