柱層析是有機合成最常用的純化方法之一，當然也是耗時較長的純化方法。如何用最快的速度過完一根柱子呢，今天小編給大家介紹快速柱色譜法
快速柱色譜(Flash Column Chromatography)是一種快速而且（通常是）容易的分離複雜混合物的方法。柱色譜和薄層色譜的原理一樣，但它可以用於製備量物質的分離。因為我們是用壓縮空氣將溶劑推過柱子，故稱其為快速柱色譜。這不僅使分離效果更好，並且可縮短過柱時間。
製備和操作快速柱色譜：
1）確定幹燥、不含溶劑的待分離混合物的重量。
2）用薄層色譜選取溶劑體係，使Rf的值處於0.2～0.3之間，但如果混合物複雜，這可能不現實。在比較複雜的情況下，可能需要借助梯度洗脫的方式，簡單地說，就是在純化洗脫的過程中不斷提高溶劑的極性，該技術在後麵有更加詳盡的介紹。但是在薄層色譜分析中，你必需確定哪種溶劑體係將會使不同的點樣處於Rf在0.2～0.3的範圍之內。
3）確定用於樣品上柱的方法。你可有三種選擇：淨試樣法，溶液法或矽膠吸附法。
淨試樣法：如果樣品是非粘性油狀物，使用淨試樣法最為容易。你可以用一個長的滴管過濾器將液體引入柱中，然後用預先確定的溶劑體係進行淋洗，把所有組分洗入柱子中。
溶液法：淨試樣法有時可能會引起分離柱斷層。因此，對於液體和固體，更為普遍的方法是將樣品溶於溶劑中，然後將溶液加入分離柱。最理想的狀態是，混合物中所有組分在該溶劑體係（通常是戊烷或己烷）中的Rf為0。這在多數情況下是難以實現的，所以可選用那種隻移動混合物中一個化合物的溶劑，或者你可以簡單地用所選擇的洗脫液。記住：後麵兩種選擇對於難度較大的分離純化是有風險的。
矽膠吸附法：最後一個技術是將化合物沉積（吸附）到矽膠上，這對部分液體和所有固體都是有用的。注意：矽膠是酸性的，因此這一步驟將會破壞一些對酸敏感的化合物，它們通常需要在矽膠柱上再生。首先，在一圓底燒瓶中將混合物溶解在二氯甲烷中，加入矽膠（矽膠的質量大約是化合物質量的兩倍）。在旋轉蒸發儀上濃縮該溶液。注意：矽膠是非常細的粉末，很容易被吸入旋轉蒸發儀中。用玻璃毛塞住接頭或泵的保護裝置，以防止固體被吸入泵中。快速轉動亦可以避免這個問題的出現。當固體基本上幹燥的時候（當多數固體從容器壁上脫落，說明固體已經幹燥），從旋轉蒸發儀上卸下燒瓶，再用真空泵將溶劑抽盡（假設混合物中沒有易揮發性物質）。注意：用玻璃毛塞住真空泵接頭，否則你可能會發現矽膠（以及你的化合物）進入真空管並沉積在那裏。一旦其完全幹燥之後（固體中再沒有氣泡產生），從真空係統中取下燒瓶，用幹淨的刮刀從壁上刮下固體。現在，你可以簡單地用粉末漏鬥將這部份固體加到分離柱的頂端，然後用洗脫液淋洗（每次1.5mL）。【簡單了說就是矽膠拌樣時，防爆球口塞上棉花之類的東西，要不產品就會隨著矽基進水泵了】
4）確定合適的矽膠和化合物的比例。對於簡單的分離，通常要求兩者的比例為30~50：1（重量比）；但對比較困難的分離，需要的比例高達120：1。和一些經驗豐富的同事進行討論，將對你解決這個難題大有裨益。
5) 選取合適的分離柱。你所需用的矽膠量決定了分離柱的尺寸。是使用短而粗還是長而細的分離柱，迄今為止還沒有定論。我們認為短而粗的分離柱會有更好的分離效果，但是這個結論可能會被你以後的一些同事所質疑。當你首次開始實驗的時候，最好的選柱方法是向實驗室的同事了解：對給定的矽膠量，應選擇怎樣的分離柱！把結論記在筆記本上（這比測量分離柱的直徑方便很多）。
6) 選取合適的收集用試管。這也是一個向有經驗的同事們請教的好機會。但也有簡單的方法：將矽膠體積除以4，然後選取能裝下這個體積的試管就可以了。（200mL的矽膠對應於50mL的組分）
7) 一旦你選定了分離柱，你需要堵住活塞底端以避免矽膠的流失。通常，用一小團棉花或者玻璃毛加一根長棍或玻璃棒即可完成。【現在都是用磨砂底的矽膠柱，直接可以用了】
8) 在通風櫥中填充分離柱。考慮到要用大量揮發性溶劑，以及幹燥矽膠對於健康的危害，不允許在通風櫥外進行柱的操作。檢查並確定柱子是否完全垂直，傾斜的柱子不利於分離。
9）關上活塞並且加上幾英寸高的洗脫液。
10) 用漏鬥向分離柱中加入一些沙（幹燥並且經過洗滌的）。目的是在塞堵物上鋪一薄層砂（不超過1cm），這樣可以避免矽膠落入收集瓶中。
11) 量取合適量的矽膠，最安全的方式是在通風櫥中量取。矽膠的密度大約是0.5 g/mL，因此可以直接用錐形瓶量取（100g＝200mL）。不要讓矽膠的體積超過燒瓶的1/3，因為我們還要在其中加入溶劑。
12) 在剛量取的矽膠中加入至少1.5倍體積的溶劑，將其製成漿狀，用力振蕩和強烈攪拌，使其充分混合，並且除去矽膠中的氣體（氣泡的存在將會使分離柱的效率大打折扣）。
13) 用粉末漏鬥小心緩慢地將漿狀物移入分離柱中，注意不要破壞下麵的沙層。注意在灌漿的過程中不時地停下來並且搖動漿體，以確保矽膠混合均勻。灌漿結束後，用洗脫液反複衝洗燒瓶幾次，並且將餘下的溶劑矽膠混合物加入到分離柱中。
14) 用滴管和洗脫液將黏附在柱子頂部邊緣上的矽膠衝洗到溶劑層中。
15) 當所有的矽膠都被洗離柱壁，打開活塞，用壓縮空氣給柱加壓。柱內的矽膠將會壓縮到原來高度的一半左右。檢查以確保柱子的頂段平坦，如果不平，必需重新攪拌，然後沉降下來。在加壓下，加入過量的洗脫液，用鉛筆頭或橡皮塞輕輕地從敲打柱子，這將使矽膠顆粒填充得更加緊密。收集從柱子中流出的所有洗脫液，在加入化合物之後重複使用。
【注意：切記不要讓溶劑液麵低於填充層。】
16）當柱子填充好以後，在矽膠的頂部加入沙子作為保護層。沙層需要填充的比較平整，厚度約在2cm左右。這在添加溶劑時起到保護柱子的作用——當溶劑加入過快時，如果沒有沙層的保護，溶劑可能會破壞填充矽膠的平整的表麵（因此影響分離效果）。
17）在溶劑還沒有達到沙層之前，可以用壓縮空氣促使溶液層下降。
18）關閉活塞，將第一個試管放在柱子的出口下麵。
19）小心地向分離柱中加入你的化合物——當添加液體時，確保是沿柱子的壁麵加入，而不要直接滴加在柱的頂段。當衝洗含有混合物的燒瓶時，小心地一次性地將滿滿一滴管淋洗液加到分離柱中。然後打開活塞，當液體下降到填充物的頂段時關掉活塞。如此衝洗燒瓶三次。對沉積在矽膠上的混合物，還要再加2cm厚的保護沙層。
20）小心地在分離柱中加滿洗脫液。開始時可以用巴斯德球管加入溶劑。當加入了1cm高度的溶劑之後，最好打開活塞。繼續用滴管滴加溶劑，直到溶劑高於柱內的填充層幾個厘米。現在，可以通過一個粉末漏鬥從錐形瓶中加入溶劑了——緩慢地讓它沿柱子壁加入。一定要有耐心，不要破壞柱內填充物的頂段。
21）當把洗脫液裝滿分離柱之後，你就可以開始“過柱”了。請記住快的流速將使分離更好地進行。調整空氣壓力使達到一個快的流速——但不能象消防籠頭那麽快！保持壓力，在收集試管裝滿後換上一支新的試管。注意隨時向柱內補充溶劑。
22) 用TCL跟蹤柱子的分離進程。一邊收集樣品，一邊進行薄層色譜分析。這一點可能帶來一些忙亂，因此，你若要觀察色譜柱工作進展情況，則在一開始便可以減低氣壓（甚至完全去除）。
23）當操作梯度洗脫時，先用一種溶劑以保證具有較大Rf的化合物先從柱中被洗脫。當他們被安全地洗脫到收集燒瓶之後，便可以更換一種極性更大的溶劑繼續洗脫。注意：逐步提高溶劑的極性。過於急速的極性變換可能會使矽膠分裂——就像電影裏可怕的地震場麵一樣，柱內的填充層出現裂縫。這對你的分離將會非常不利！因此，以每100mL（或更多）溶劑中增加5％左右的極性，直至達到所希望的溶劑。然後，用該種洗脫液洗脫，直到目標化合物被洗脫出來。這個時候，你可以繼續更換洗脫液或者直接進行下一步。
24）當你確定所有目標化合物都已經從柱內被洗脫的時候，你就可以將每樣東西收拾起來了。首先，在分離柱的底端放置一個大燒瓶，然後用一個夾子切斷聯通分離柱的壓縮氣體的氣路。讓氣體將剩餘的溶劑全部壓出柱子，然後幹燥矽膠（從分離柱中移出矽膠比較困難，除非它是完全幹燥的）。對於大的分離柱，這個過程差不多要耗費一個小時。
25）當分離柱在幹燥之時，可開始將組分合並起來。用薄層色譜來確定哪個試管中含有所需的純樣品。將相似純度的組分合並放在大的圓底燒瓶中，並用旋轉蒸發儀進行濃縮。對於費時較長的柱子，可在柱分離過程中就合並流出的組分，以加速進程。
26）當完全除去溶劑後，就可以用NMR分析所得到的化合物了。
本文轉自：《麻省理工學院化學係實驗室手冊和化學實驗技術（中文版）》
