摘要

化學方法合成的化合物以及天然產物的分離純化是每個化學工作者面臨的一個難題，一些雜質或異構體的出現(xiàn)使分離純化更加困難。在有機合成領域，化學工作者在合成一個化合物的過程中，如果使用目前國內實驗室常用的傳統(tǒng)柱層析方法，在分離純化中耗費的工作時間要占到整個化合物合成過程的70%以上。

傳統(tǒng)柱層析方法分離效果差，收率低，耗時長。而快速制備色譜分離技術（Flash Chromatography）采用全自動快速制備色譜系統(tǒng)和預裝快速分離柱，分離效果好，收率高，耗時短，可以提高化學工作者的工作效率，使研發(fā)人員在相同的時間內進行更多的化學反應，合成更多的化合物。

這篇應用文章通過一組對比實驗，驗證了快速制備色譜分離技術相對傳統(tǒng)柱層析方法在分離效率，化合物的收率，分離時間和溶劑耗用等方面的優(yōu)勢。

實驗

下面介紹了一組對比實驗，首先用SepaBean machine快速液相制備色譜系統(tǒng)和一支800g規(guī)格的SepaFlash快速液相分離柱分離純化總量為80克的混合物，然后用傳統(tǒng)柱層析方法分離純化同樣質量的混合物，比較各自溶劑消耗，分離時間以及分離效果等。

已知待分離的混合物有A、B和C三種化合物組成，三個組分通常情況下呈液態(tài)，其254nm下紫外吸收較強。展開劑是正己烷和乙酸乙酯（V/V=15:1），三個化合物在薄層色譜板（TLC）上的R_f值分別為0.53、0.38和0.25（圖一）。因此，選擇正己烷和乙酸乙酯作為流動相。

用SepaBean machine快速液相制備色譜系統(tǒng)：分離前用乙酸乙酯沖洗系統(tǒng)1分鐘，正己烷沖洗1分鐘，確保系統(tǒng)干凈無其他殘留雜質。裝上預裝快速分離柱，在SepaBean machine快速液相制備色譜系統(tǒng)上設置各項參數（表一），用正己烷和乙酸乙酯（V/V=95:5）平衡2個柱體積（CV），然后液體進樣（圖二）。

圖一 各組分在薄層色譜板上的R_f值

圖二 SepaBean machine快速液相制備色譜系統(tǒng)

表一 全自動快速制備色譜系統(tǒng)分離方法

用傳統(tǒng)柱層析方法分離：如圖三所示，稱取800.0克硅膠（220-400目），慢慢倒入乘有1500毫升混合溶劑（正己烷和乙酸乙酯V/V=95:5）的量杯中，充分攪拌均勻，緩慢倒入玻璃柱，輕輕拍打。待溶劑液面剛好和硅膠相平時把待分離粗品緩慢倒入玻璃柱，打開聚四氟活塞，慢慢使粗品沒入硅膠，然后倒入50.0克石英砂做緩沖，用正己烷和乙酸乙酯（V/V=95:5）淋洗20分鐘，逐漸加大極性，直到三種化合物全部分離。

圖三 傳統(tǒng)柱層析方法

實驗結果

SepaBean machine快速液相制備色譜系統(tǒng)和一支800g規(guī)格的SepaFlash快速液相分離柱的分離效果如圖四所示，三種組分基本*分離。分離時間是31分鐘，加上實驗準備工作總計40分鐘，4.5個柱體積。得到31.5克化合物A, 24.9克化合物B, 22.0克化合物C。三種組分的收率分別為98.1%，97.2%和98.2%。

圖四 SepaBean machine分離結果色譜圖

圖五 傳統(tǒng)柱層析分離薄層板（TLC）檢測結果

圖五所示為傳統(tǒng)柱層析薄層板（TLC）檢測結果，化合物A和B有三瓶交叉，化合物B和C有一瓶交叉。分離時間是3個小時，加上實驗準備工作及點板確認時間等總計用時近5個小時，耗費溶劑近10升。得到21.4克化合物A，21.5克化合物B，21.8克化合物C，12.5克化合物A和化合物B的混合物，1.4克化合物B和化合物C的混合物。三種組分的收率分別為66.7%、83.9%和97.3%。

下面四張柱狀圖表明了快速制備色譜分離技術和傳統(tǒng)柱層析方法在溶劑消耗，化合物溶液體積，化合物質量和化合物收率等方面做了對比（圖六、圖七、圖八和圖九）。

圖六 消耗的溶劑量對比柱狀圖（單位：毫升）

圖七 各組分的溶液體積對比柱狀圖（單位：毫升）

圖八 各組分的質量對比柱狀圖（單位：克）

圖九 各組分的收率對比柱狀圖（%）

結論

在本次對比實驗中，快速制備色譜分離技術相比傳統(tǒng)柱層析方法體現(xiàn)出：

• 分離時間更短。相比傳統(tǒng)柱層析方法可以節(jié)約近90%的分離純化時間。快速制備色譜分離技術只需40分鐘就能把三種化合物*分開，而傳統(tǒng)柱層析方法需耗時近5個小時。
• 消耗的溶劑更少。相比傳統(tǒng)柱層析方法可以節(jié)約50%的溶劑費用。快速制備色譜分離技術消耗了5550mL正己烷和910mL乙酸乙酯，而傳統(tǒng)柱層析方法消耗了8200mL正己烷和1500mL乙酸乙酯。實驗室常用溶劑大部分用來分離純化。
• 分離效率更高。相比傳統(tǒng)柱層析方法，快速制備色譜分離技術分離得到的產品的收率和純度更高。

由于快速制備色譜分離技術基本實現(xiàn)了自動化的分離和純化，與傳統(tǒng)柱層析方法相比，可以節(jié)約大量繁瑣的手動收集和人工檢測跟蹤組分的時間。研發(fā)人員可以在相同的時間內進行更多的化學反應，合成更多的化合物，因此大大提高了研發(fā)人員的工作效率。

另外，快速制備色譜分離技術由于使用預裝的快速分離柱，柱效比手工裝填的玻璃層析柱更高，因此分離出的組分濃度高，溶劑量少。這一方面可以減少溶劑的使用量，另一方面，也縮短了從組分中旋蒸出產品的時間，提高了旋蒸的利用率。
因此，在當前產業(yè)結構轉型的形勢下，企業(yè)和科研機構通過應用快速制備色譜分離技術可以緩解日益高漲的人力成本，提高研發(fā)效率。

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