一、過(guò)濾
1、原理:根據(jù)固體的溶解度不同,將不溶性固體從溶液中分離出來(lái)的方法。
2、條件:一種固體不溶,一種固體可溶。 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室3、范圍:適用于不溶固體和液體的分離。
4、類型:普通過(guò)濾、熱過(guò)濾和減壓過(guò)濾
二、蒸發(fā)
1、原理:把可溶性固體從溶劑中分離出來(lái)的方法。
2、條件:固體可溶 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
3、范圍:適合于把可溶性固體從溶劑中分離出來(lái)。
4、常見(jiàn)方法:旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),注意調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度、水溫等。本文來(lái)三、結(jié)晶 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
1、原理:通過(guò)蒸發(fā)溶劑或者降低溫度使溶質(zhì)的溶解度變小,從而使晶體析出的方法。 本文來(lái)自
2、條件:固體的溶解度小或者固體的溶解度隨溫度升高變化較大。
3、范圍:固體的溶解度小一般用蒸發(fā)結(jié)晶法;固體的溶解度隨溫度升高變化較大,一般用冷卻結(jié)晶法或者重結(jié)晶法。
四、分液
1、原理:把互不相溶的液體分離開(kāi)來(lái)的方法。
2、條件:液體互不相溶
3、范圍:適合于互不相溶的液體分離。 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
4、儀器:分液漏斗、燒杯 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
五、萃取
1、原理:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度的不同,選擇萃取劑將溶質(zhì)從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中的方法。
2、條件:萃取劑與原溶劑互不相溶;溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度。
3、范圍:適合于溶質(zhì)在互不相溶的液體中的分離。文來(lái)自化學(xué)4、儀器:分液漏斗、燒杯
5、注意:物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性,多次萃取,純化效果不好的話要進(jìn)行重結(jié)晶、柱層析等。
六、蒸餾 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
1、原理:利用液體的沸點(diǎn)不同,經(jīng)過(guò)加熱冷凝使液體分離的操作。
2、條件:液體的沸點(diǎn)相差比較大。
3、范圍:適合于沸點(diǎn)不同的液體的分離。
七、色譜 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)室!
1、原理:利用吸附劑對(duì)不同有機(jī)物的吸附作用不同分離提純有機(jī)物的操作。
2、條件:同一吸附劑吸附有機(jī)物能力不同。
3、范圍:適合分離吸附能力不同的有機(jī)物。 本文來(lái)自化學(xué)自習(xí)4、儀器:吸附柱
5、注意:選擇碳酸鈣、硅膠、氧化鋁、活性炭等吸附劑
6、列舉:葉綠素和葉黃素的分離:以碳酸鈣粉末為吸附劑,裝入吸附柱中,加入混合物分離。
下面重點(diǎn)介紹柱層析分離(固/液)有機(jī)物
柱層析技術(shù)用途:架設(shè)一個(gè)帶活塞的玻璃柱,填入吸附劑,可以用于分離混合物,是分離混合物的重要方法。
柱色譜的幾種技術(shù)指標(biāo):直徑與長(zhǎng)度比:1:10~1:40
短而粗的柱子,分離快,分離效果差(主產(chǎn)物和副產(chǎn)物的極性相差較大,可選)
長(zhǎng)而細(xì)的柱子,分離慢,分離效果好(主產(chǎn)物和副產(chǎn)物的極性相差較小,可選)
色譜柱的分離效果還與吸附劑和洗脫劑的選擇、柱子的裝填質(zhì)量有關(guān)。
柱層析原理與分類
v 原理:混合物被束縛在色譜柱的固定相上,流動(dòng)相自上而下流經(jīng)固定相,帶動(dòng)被分離組分向下移動(dòng)。與固定相作用力大的組分在流動(dòng)過(guò)程中留在了后面,與固定相作用力小的組分在流動(dòng)過(guò)程中跑在了前面
v 柱層析分類:吸附、分配、凝膠
A、吸附色譜柱:吸附劑固體表面吸附各成分; B、分配色譜柱:惰性載體表面涂高沸點(diǎn)液體,被分離物在淋洗劑與高沸點(diǎn)液體之間溶解分配; C、凝膠色譜柱:多凝膠填粒、淋洗,凝膠網(wǎng)眼大小篩分不同尺寸的分子
吸附柱的裝填要求
v 吸附劑要裝填均實(shí),淋洗劑等速水平下降,分離效果好。
v 1)干裝:先裝洗脫劑于柱內(nèi),吸附劑通過(guò)漏斗直接裝入盛有洗脫劑的色譜柱(邊裝邊敲),最后應(yīng)使吸附劑上有一薄層溶劑。 為保持柱上有平整表面,最上層可加石英砂(經(jīng)驗(yàn)豐富后自然可以不加,直接加入淋洗劑)。
v 2)濕裝:先裝洗脫劑于柱內(nèi),用淋洗劑調(diào)成糊狀的吸附劑慢慢加入,慢慢沉降。最后應(yīng)使吸附劑上有一薄層溶劑。亦應(yīng)邊加邊敲。
吸附劑的分類
v 吸附劑種類:氧化鋁、硅膠(最常用)、弗羅里硅土、纖維素、氧化鎂、碳酸鈣、活性碳等。
v 吸附劑的要求:對(duì)被吸附物有一定的作用,與被吸附物,淋洗劑無(wú)化學(xué)反應(yīng)。
v 吸附能力:與顆粒粗細(xì)有關(guān),粗則流速快,分離效果差;粗則流速慢,分離效果好。
v 常用淋洗劑洗脫能力(極性):
水>乙腈>甲醇>乙酸>異丙醇>丙酮>二氧六環(huán)>正丁醇>正戊醇>乙酸乙酯>乙醚>硝基甲烷>二氯甲烷>苯>甲苯>二甲苯>四氯化碳>二硫化碳>環(huán)已烷>正已烷(石油醚)>正庚烷
v 淋洗要點(diǎn):連續(xù)不斷,不快不慢,吸附劑不露出液面。
v 淋洗速度:V=1~2滴/S為宜。
v 洗脫快則交換不平衡;洗脫慢則具有大表面的吸附劑使某些成分破壞。
一些經(jīng)驗(yàn)如下:
1、硅膠的使用
初做柱層析很容易把柱子裝得長(zhǎng)了或短了,有時(shí)還會(huì)有大量的硅膠剩余,浪費(fèi)硅膠,這主要是對(duì)硅膠等固定相的使用的量沒(méi)有掌握。柱層析用的硅膠一般是100-200 目,100 毫升硅膠的質(zhì)量在47 克左右,如果裝一個(gè)直徑是2.8 厘米的柱子,可以裝18 厘米高。為了避免浪費(fèi)硅膠和溶劑,最初學(xué)習(xí)裝柱時(shí)最好對(duì)實(shí)驗(yàn)室中各種不同規(guī)格的柱子摸摸底。方法很簡(jiǎn)單:用量筒量出100 毫升干硅膠,直接倒入各種規(guī)格的柱子中,敲實(shí),用刻度尺量出硅膠在柱子中的高度,這樣就可以做到心中有數(shù)了。一般在裝柱的時(shí)候可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需柱子的高度來(lái)調(diào)整硅膠的使用量,這樣就可以大大地節(jié)省硅膠的使用,避免造成沒(méi)有必要的浪費(fèi)。稱量硅膠時(shí)一般稱30~70 倍于上樣量,如果極難分,也可以用100 倍量以上的硅膠。當(dāng)然如果萬(wàn)一有剩余可以留到下次過(guò)柱用,前提是硅膠沒(méi)有被污染。
2、洗脫劑的使用
v 洗脫劑的極性可用薄層層析來(lái)確定,一般以待分離樣品Rf 值為0.2-0.3 為宜; 選擇的洗脫劑應(yīng)該使兩相鄰物質(zhì)Rf值之差最大化。不要認(rèn)為在板上爬得高分離的效果就比較好,如果Rf在0.6,即使相差0.2 也不容易在柱子上分開(kāi),因?yàn)橹邮且粋€(gè)多次爬板的過(guò)程,可以通過(guò)公式的比較:0.6/0.8 一次的分離度,肯定不如(0.2/0.3)的三次方或四次方大。有時(shí)雖然在薄層板上看到分離的效果很好,但過(guò)柱層析時(shí)還是很難分開(kāi)。這主要的原因就是薄層層析用硅膠比柱層析用硅膠要細(xì)得多,所以分離效果好。
v 解決的辦法就是降低洗脫劑的極性,一般柱層析用洗脫劑比薄層層析用的展開(kāi)劑極性要再降低一倍可以達(dá)到比較好的分離效果。當(dāng)所分離物質(zhì)極性跨度較大時(shí),可用采梯度洗脫的方法,即逐漸增加溶劑的極性,使吸附在硅膠上的不同化合物逐個(gè)洗脫下來(lái)。
v 常用的展開(kāi)劑極性小的用乙酸乙酯:石油醚系統(tǒng);極性較大的用甲醇:氯仿系統(tǒng);極性大的用甲醇:水:正丁醇:醋酸系統(tǒng);拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸。
v 對(duì)于很難分離的化合物,一是增加柱子的長(zhǎng)度和直徑,二是減小洗脫劑的極性,這樣可以很好地將混合物分開(kāi)。
v 在同樣能洗脫的情況下,盡量使用毒性小的洗脫劑。例如,乙酸乙酯:石油醚系統(tǒng)和二氯甲烷:石油醚系統(tǒng),在同樣都能洗脫的情況下,應(yīng)該用毒性小的乙酸乙酯:石油醚系統(tǒng)。
v 另外洗脫劑在過(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,混合溶劑的比例由于揮發(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。還有一般回收的溶劑中會(huì)有少量水分,使用前先要用干燥劑干燥好才能使用。
3、裝柱子的技巧
v 柱層析的裝柱非常重要,裝柱的效果會(huì)直接影響層析分離效果。有濕法裝柱和干法裝柱等兩種方法。
v 濕法裝柱很簡(jiǎn)單,使用也最普遍,就是先用比固定相多一倍的洗脫劑將固定相活成勻漿,柱子底部先用脫脂棉塞緊,然后倒入洗脫劑將脫脂棉中氣泡趕出。用漏斗將活好的固定相倒入柱子中,打開(kāi)底部活塞,將柱子中高出固定相的溶劑放出。期間不斷用橡皮棒敲打,將固定相敲實(shí),做到密實(shí)均勻無(wú)氣泡即可。很多時(shí)候用加壓的方法可以很高效地裝好柱子,而且在柱子中沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。
v 干法裝柱與濕法裝柱剛好相反的是,它是將干燥的吸附劑從柱子上端直接加入到一個(gè)空的柱子中,然后用油泵抽柱子底部,相當(dāng)于減壓過(guò)柱,直到柱子變得很結(jié)實(shí),再用淋洗劑“走柱子”。
v 干法裝柱的一個(gè)缺點(diǎn)就是在裝入洗脫劑后,由于溶劑和固定相之間的吸附放熱,所以柱子容易變花,影響分離效果。解決的方法是:(1)固定相一定要添加結(jié)實(shí);(1)一定要用較多的溶劑“走柱子”,直到柱子的下端不再發(fā)燙,恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。無(wú)論使用哪種方法裝柱,最后都要求所裝的柱子結(jié)實(shí)、勻稱、無(wú)氣泡。
4、上樣的技巧
上樣也有濕法和干法之分:濕法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。再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液,沿著層析柱內(nèi)壁緩慢地均勻加入。在不用海沙的情況下,盡量不要破壞硅膠面。加樣后,打開(kāi)柱底活塞,讓固定相充分地吸附所加樣品。然后再加入一些洗脫劑,再充分地吸附后將一團(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。很多樣品在上柱前是粘乎乎的,一般沒(méi)關(guān)系。有的時(shí)候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)析出,這就需要先重結(jié)晶樣品,得到大部分的產(chǎn)品后剩余的產(chǎn)品再柱分。如果不能重結(jié)晶也沒(méi)關(guān)系,直接過(guò)柱就行,樣品會(huì)隨著淋洗劑流動(dòng)而慢慢溶解,最后隨著洗脫劑流出。
有些樣品溶解性差,能溶解的溶劑又不能上柱(比如DMF,DMSO等,會(huì)隨著溶劑一起走,顯色是一個(gè)很長(zhǎng)的脫尾),這時(shí)就必須用干法上柱了。干法過(guò)柱是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后,在加入少量硅膠,拌勻后再旋去溶劑。一般樣品和硅膠按1:1 的量混合,硅膠使用的量也可以少一些,但是要保證在旋干后,不能看到明顯的固體顆粒,讓樣品都吸附在硅膠的表面上。然后小心地加入到裝好的柱子中,加入洗脫劑洗脫。
5、過(guò)柱的技巧
v 柱層析按過(guò)柱時(shí)的壓力可以分為:加壓,常壓,減壓。
v 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)。
v 常壓柱是效率最高的,但是時(shí)間也最長(zhǎng),例如一些天然化合物的分離,有時(shí)一個(gè)柱子過(guò)幾個(gè)月也有可能。
v 減壓柱能夠減少硅膠的使用量,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)會(huì)在柱子外面有水汽凝結(jié),另外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,噪音大,時(shí)間長(zhǎng),所以減壓過(guò)柱用得比較少。
v 加壓過(guò)柱是一種比較好的方法,與常壓柱類似,但用外加壓力可以使淋洗劑走的快些。壓力的提供可以是壓縮空氣,雙連球或者小氣泵。特別是在容易分解的樣品的分離中很適用。一般壓力不可過(guò)大,不然溶劑走的太快就會(huì)減低分離效果。因?yàn)榧訅哼^(guò)柱效率高,分離效果較好,所以加壓過(guò)柱在普通的有機(jī)化合物的分離中是非常適用的。一些低沸點(diǎn)溶劑裝柱時(shí)往往會(huì)在柱子中產(chǎn)生氣泡,使柱子變花,利用加壓過(guò)柱法在裝柱時(shí)就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題,而且可以使柱子很快裝實(shí)。
v 接下來(lái)談TLC,需要切記的是:
第一、某種樣品在這種展開(kāi)劑中只顯示一個(gè)點(diǎn),并不等于在別的展開(kāi)劑中也只顯示一個(gè)點(diǎn)。因此在尋找展開(kāi)劑時(shí),多嘗試幾種比例不同,成分不同的展開(kāi)劑。展開(kāi)劑的極性太小,點(diǎn)分不開(kāi),極性太大,也分不開(kāi).一般以目標(biāo)產(chǎn)物的Rf值在0.2-0.3左右為最佳。
第二、點(diǎn)不能點(diǎn)得太濃,否則容易重疊,不易判斷,因?yàn)槿绻麅蓚€(gè)點(diǎn)相近的話,一濃就變成一個(gè)點(diǎn)了。
第三、板上點(diǎn)的展開(kāi)的清晰程度和溶劑的極性和物質(zhì)在該溶劑中的溶解性有關(guān),只有兩者比較合適才能有一個(gè)交好的分離效果。







