柱层析技术，俗称过柱子，是有机合成中最常用的纯化技术。如何通过柱层析得到尽量高纯度的产物？对于一个特定的粗产物，选择合适的溶剂体系是柱层析成功分离出高纯度产物的关键。柱层析分离效果主要受以下三个方面的因素影响: 溶解性，与固定相的亲合性和分离度。不同溶剂体系作为展开剂，粗产物的溶解性和分离度都会明显不同。洗脱剂首先要保证对粗产物有较高的溶解度，通过调节洗脱剂的极性实现产物和杂质明显的分离度。

 

常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为：石油醚（PE）<己烷<乙醚（Ether）<二氯甲烷(DCM)<四氢呋喃（THF）<乙酸乙酯(EA)<丙酮（Acetone）<乙醇<甲醇（MeOH)。使用单一溶剂，往往不能达到很好的分离效果，往往使用混合溶剂通常使用一个高极性和低级性溶剂组成的混合溶剂，可以通过条件混合溶剂的比例实现极性大小的微调。常用的溶剂组合有：PE/EA, PE/Acetone, PE/Ether, PE/DCM, DCM/EA, DCM/MeOH，EA/MeOH。

 

注意要点：

 

一、溶剂体系的选择：

1、把两种溶剂混合, 采用高极性/低极性溶剂体积比1/3混合, 通过TLC展开粗产物，如果有分开的迹象, 再调整比例, 达到最佳效果，如果没有分开的迹象，直接换其他溶剂体系。

2、极性小的用PE/EA系统, 极性较大的用DCM/MeOH系统, 极性极大的用甲醇/水或正丁醇/醋酸系统(这种很少用，极性极大的可以直接考虑反相柱层析，相当于调节与固定性相的亲合性因素）。

3、粗品在这种展开剂中只显示一个点，并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。只要有一种展开剂可以展成多个点，大概率粗品中有其他杂质。因此在寻找展开剂时，多尝试不同体系不同比例的展开剂。

4、二氯甲烷虽然对环境不友好，但是其对大多数有机物都有较高的溶解度。如果选择好合适的展开剂体系进行柱层析时，发现拌样层有明显的不溶的固体，即使TLC展开效果很好，也很难得到纯度较高的产物，或者只能得到部分纯度较高的产物，会有很多交叉点导致收率较低。这主要是由于，TLC监测时，由于上样量较少，没有溶解度因素影响。这时可以考虑加入10~30%左右的二氯甲烷调节极性和溶剂性。

5、展开剂极性太大和太小都会导致分离度不佳，一般采用TLC分析（Rf=0.2~0.3）得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。层析柱和TLC薄板在展开方式上还是有明显不同，即使两者使用的硅胶相同，但是在把TLC分析得到的展开剂用在柱层析时，极性也偏大，所以要稀释一倍，但又不能稀释太多，否则长时间不能将产物洗脱下来，粗产物会发生扩散作用导致分离效果也不好。

二、拌样一定要拌干，必要时要那油泵拉一下（特别是小极性的样品，少量的残留溶剂就会影响分离度）。

三、对于产物点附近有杂质点的待分离样品，尽量用300~400目的硅胶进行柱层析，同时柱子装高一些增加塔板数。

四、如果样品拖尾挂柱子可以在展开剂中加入少量氨水（碱性样品）或冰醋酸（酸性样品）。

五、通过正相柱层析纯化如果产物点附近有一些杂质不能除去，可以考虑利用反相柱层析纯化，如果还是不纯，再进行一次正相柱层析，一般可以得到高纯度的产物。另外柱层析后直接进行打浆可能效果很好。

六、柱层析结束后，浓缩到还剩少量溶剂时，如果产物析出，可以考虑直接过滤得到产物，这样相当于重结晶了一次，通常得到的固体纯度很高。

七、柱层析过程中，在配展开剂的时候，千万不要三心二意，一旦配错比例或加错溶剂（特别是误加了大极性的溶剂），很可能就前功尽弃，重新来过。

八、洗脱过程中，时刻监测，一旦有点出来，减少每一杯的接收体积，减少交叉点的量。

 

 

来源：有机合成

关键词： 柱层析技术