第二部分:柱层析
2,任何化学物若以 TLC 鉴定其纯度,其所显示的Rf 值超过0.7 或低于0.1 时,均无法确定其是否为单一点(one spot),因为在此种Rf 值时,许多Rf 较接近的点会重合。因此我们所选择观察物最适合之Rf 值为0.3-0.5。
3,Run Column 时所选用之solvent 系统应配合选用硅胶(stationary phase)的用量及sample(样品)的量来选择其极性组合,一般而言欲分离之主样品Rf 值以0.15-0.25为宜。
4,一般最常用之 Solvent 依其极性大小依次为n-Hexane(or pet.ether)<EtOAc<MeOH,组合为最通用,其他如Ether 也常为中极性之溶剂,对于氨类氯化溶剂如CH2Cl2,CHCl3常有特殊的效果,而Benzene 对含芳香性之化合物也会有出人意外之好效果。
5,Run Column 所用之Solvent 在配好后,应以TLC 再作检测一次,以确定是否为恰当之Solvent 系统。尤其若需要收集一点时,则在分离前之混合物必须留一些以便作比较参考用。
6,在填装层析管(packing column)时若不慎有气泡(如Solvent 部分流干)可补满Solvent后以木棒(或签字笔)轻敲管壁,让气泡浮出。因为气泡中没有硅胶,分离物流经此处时移动速度会比其他处快,而造成此区域分离物与其他无气泡处之分离物排列次序混乱之现象,影响分离效果。
7,在 Run Column 时所收集的分离份(fraction)体积(毫升)通常为硅胶克数的1/4 以下。实际情况可用下列公式来求出约略值,如欲分离成分A 与B,而A 之Rf 值为0.3,B 之Rf 值为0.2 则最适合之分离份(fraction)体积为:设硅胶量为50g
8,在作层析时,如何浓密而又均匀的将样品 Loading 在起始点乃是层析分离成功与否的关键。通常的做法是将样品溶解在不超过其体积两倍之低极性溶液,然后小心的将样品涂布于起始点。柱层析(Column Chromatography)时务必等样品液完全进入固定相(Stationary phase)后,以少许溶剂再将管壁上沾着的样品冲入固定相后,才可正式加溶剂开始 Run Column。由于大部分化合物在低极性溶剂中溶解度很差,我们也可以将样品均匀地与少量硅胶混合后干法上样。这也是我们采用最多的方法。
9,在 Run Column 时切记不可使Column 内溶剂过少而使静相顶端干涸,且在添加溶剂也要小心,不可使溶剂急冲而下破坏静相之顶层,尤其在刚开始Run Column 时,否则将造成样品之过量稀释分散,从而严重影响层析效果。
10,在收集时,可以先行以 Rf 值以固定相之总量计算大约样品出现时之流出溶剂体积,在此体积达1/2 量前可以大瓶收集,1/2 量之后再以预定之小容器分别收集。
11,Run Column 时Solvent 之流速一般而言(HPLC,MPLC 除外),流速均以越快越好,因为一般而言Mobile Phase Velocity 与Plate height 成反比,而Plate heigh 越小越好,故动相流速是越快越好。故Flash Chromatography 之效果常较一般Gravity column 为佳。
第三部分:蒸馏
1,蒸馏时务必先判断你们样品在其沸点时是否会分解,否则就必须选择减压蒸馏或其他的分离方法。
2,一般实验室的蒸馏仅用于分离沸点差 50℃以上物质。(通常只是用于除去溶剂或有色的高分子粘滞物)。如欲分离沸点较接近之物质则需加装分馏管,而分馏管之长度即装填物需视分离之物质沸点接近之程度而定。一般而言,沸点差小于20℃或总量小于1 克,则需特殊装置(如Spinning band or molecular distillation)否则便无法做分馏了。
3,蒸馏时其外加热媒之温度与蒸出沸点差至少会在 30℃左右。
4,在做减压蒸馏前,务请查明所有欲蒸馏物的沸点,以免于压力速降时造成‘突沸’而造成整个样品冲出。尤其需注意溶剂是否已在Rotary evaporator 上抽干。
5,如果无参考图表,可约略以下法计算各物质之低压沸点。通常压力由760mmHg 减至25mmHg 其沸点降低100℃,其后压力每降低一半,其沸点降低10℃。
6,若两个或更多物质混合时,通常会形成各种成分之共沸物。而在较低的温度即沸腾汽化而出。此种情形最常发生于样品含溶剂的状况。
7,减压蒸馏时,务必加装冷却 Trap,否则不但可能因样品被吸入泵而失去样品,也会损坏真空泵。
第四部分:其他日常操作
1,使用样品后尽可能将其归还回原位,尤其需冷藏或干燥者必须封好后放回原位。所有装于烧瓶内之化合物,应随时标明编号(以胶带粘贴以便清除)。
2,烘箱非储藏柜仅仅用于烘干玻璃器皿,烘干后需在近期内(一天内)使用者才放入,其余物品均应放于抽屉或凉干架。
3,如果 Solvent 或低沸点物(bp<150℃)能在Rotary evaporator 上清除者,必须先在Rotaryevaporator 上处理至不能再浓缩后,才可放上Vacuum pump。否则低沸点物可能被抽入泵中。
4,使用 Vacuum pump 必须要干冰作Trap 之冷媒,使用前必检查Trap 内是否有残留物,若有,则需清除后方可使用。并在使用完后立即清理Trap 之废物。
5,萃取时选用之 Solvent 应注意其比重,若其比重大于1(如CH2Cl2, CHCl3, CCl4)而反应原液为比重小于1 之溶剂,(如Ether, THF 或Benzene)时,切不可同时混入分液漏斗,否则会有乳化不分层之现象,造成分离困难。
6,当溶液装于有磨口的容器内时,在任何操作状况时,均应避免使溶液接触到磨口,因为当溶剂挥发后溶质将残留在磨口上,会使你损失所要的Compound,而在加盖常会有打不开之现象。所以若不慎或有不得以有溶液接触磨口,则应以纯溶剂浸润接触部分,务使溶剂残留之痕迹消除为止。
7,实验记录本应包含反应方程式,参考文献,试药用量(Weight,Mole),理论产率,实验步骤,TLC,光谱记录,与注意事项或结论。
8,实验室对量的记载应尽量保持三为数字,以求其精确性;对不满 1 之单位应用下一级之单位。如0.1 克应写为100mg,0.1mol 应写为100mmol。
9,实验本务必按进度如实记录,要如实做到‘做到哪里,写到哪里’,而且不得带出实验室。实验记录务必跟随实验进度将所有事实详细记录,成功之反应必有产物,产率,颜色,状态及纯化方式,失败之实验必说明鉴定失败的方法及证据,并尽可能说明原因。
注意事项
搅拌装置的选择:
反应溶剂的使用:
加料次序:
反应的具体细节
(1)有气体产生和需要通入气体的反应一定要有气体导出装置,切记不可将反应体系为完全封闭的.
(2)需控温的反应 (低温、加热和放热反应):要用温度计至于多口瓶上,要内外温都要监控 !
(3)热浴的选择:尽量用油浴易控温. 50~160 度;> 160 度用电热套或沙浴;冷却反应:0 度用碎冰冷却;-5~-18 度用冰盐浴( NaCl-NaNO3);-50~-78 度用干冰/丙酮;-78~-100 度乙醇/液氮。
(6)NaH,LAH,Na,K,Li 的使用:注意安全使用!取 LAH 时不可用铁制勺,用木制或塑料的;Na、K、Li 保存于石蜡油或煤油中,使用前用石油醚洗涤。
易于自燃!
检测反应是反应成功的关键。
何时检测:
后处理是根据反应物质的物理化学性质进行的。
先通过萃取(主要是除去大部分的盐、高沸点极性溶剂等)、酸碱洗、过滤等得到粗产品。
工作安排
合理安排工作:小试和放大要交叉进行,保持二者的连贯性。项目需优化的要一次性想到文献中提到的所有方法,集中起来平行反应。切不可等一个小试完了再进行下一个,时间是最重要的!!!
没有接触的反应最好上午做,便于跟踪反应;4~5 个小时未进行完且转化率低时可考虑改变反应条件,如提高反应温度。
小试:小试非常重要!从毫克(mg)到数十克(g)不等,一般满足项目后面 4~5 步以上的反应,且每步要留有几十毫克的标准样品,最好是要有核磁谱图,尤其是新项目关键中间体必须有正确核磁谱图方可进行放大实验。
小试操作必须严格,尤其是对金属试剂参与的反应一定要用新制干燥的溶剂。
小试一定要有结论:严格按照文献后处理操作不擅自改动,是否得到目标物,产率如何,分离纯化方法是什么等。
放大: 放大要非常谨慎!
小试得到正确结论后方可放大,第一次放大到十倍。谨记:不可盲目放大!不可把原料一次性放大,否则出了问题无法挽回!要循序渐进,可平行几个反应,集中后处理。
严格按照小试的条件。
对前一两步中间体的制备,如果是反应简单,产率高的,原料廉价的可不经过小试直接放大,节约宝贵的时间!!!但反应要严格监控。
项目进行中的原则
优先选择已有的文献方法,鼓励有自己的想法。
路线和工作计划确定后不可轻易更改。
要准确计算起始原料的用量,避免从头来过。
最好是每步中间体要得到纯品;不可将粗品进行到底,特别是在最后一步反应前,中间体必须进行纯化!
从现象和本质上理解反应.
设置要合理,检测要及时,后处理要小心,纯化手段要省事,
小试非常重要,放大要非常谨慎!
项目安排要流畅。