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攻克異構體分不開難題!矽膠中加點它,有奇效!

(2023-08-31 20:45:28) 下一個

在有機化合物的分離中, 異構體的分離是最讓人頭疼的一件事!拋開對映異構體的分離(拆分)不說,一些非對映體、順反異構體的混合物雖然理論上可以在非手性環境中分離,可實際情況中卻往往讓人傷透了心(不是一個CAS的點,都是裝純)。如果要想拿到純的核磁譜,怎麽辦?把極性往小了調?把柱子往高了裝(慌的一匹)?

君莫慌!今天,小編就給大家分享一個多數人不知道的分離技術,可以專門對付極性相似的不飽和化合物:硝酸銀絡合法(柱色譜或萃取)。

 

 

硝酸銀-柱色譜分離法

 

含有雙鍵異構體的揮發油、萜類等天然產物或小分子化合物用一般色譜法難以分離,但用這種硝酸銀柱色譜法可就神奇多了。 在談原理和應用之前,讓我們先看看這種分類方法的效果,以下麵兩個板子為例:

圖1. 從右到左,AgNO3的量逐漸增多,分離越來越清晰

圖2 添加AgNO3和未添加AgNO3的板子對比

 

怎麽樣?是不是很開Image,知道其中的原理,你定會用的遊刃有餘:

 

AgNO3中的銀離子為d10型離子, 具有空的S和P軌道。SP 雜化後, 能和含有成鍵電子的鍵, 形成二配位的穩定性不同的配合物。① 當雙鍵π電子作為供電子配體時, 與Ag 的空SP 雜化軌道重疊, 形成三中心配鍵; ② 當Ag作為供電子者時, 其d 軌道是全充滿, 可以供電子與π反鍵軌道重疊, 形成三中心配鍵。Ag 與雙鍵形成配合物時, 這兩種鍵可同時形成。這種配合物的穩定性, 既受電子效應的影響, 又受空間效應的影響。

圖3. I:SP 雜化與π 電子重疊;II:SP 雜化與π反鍵軌道重疊

 

太複雜,有沒有什麽一般規律,就知道你會這麽問,小編已經幫你找到啦,一共5點:

 

  1.  在相同情況下雙鍵數越多, 形成的配合物越牢固,難洗脫; 

  2.  當有環狀時,環外比環內雙鍵者與AgNO3配合牢固;

  3. 雙鍵位置不同時,末端最牢,順式次之,反式最不牢;

  4. 銀離子與多重苯環芳烴的配合物比單環的芳烴易形成;

  5. 碳原子數與含雙鍵數( 或大π鍵數) 之比小於或等於6 時, 則可能與Ag離子配合, 比值越小配合反應越易進行。

     

 

硝酸銀矽膠的使用與正相矽膠基本相同,但需要特別注意的是要在完全避光!完全避光!完全避光!的情況下使用。

 

天然產物分離案例

 

硝酸銀矽膠色譜法在許多天然產物的分離中都有成功的案例,包括萜類、揮發油等許多抗癌有效成分的分離,下麵介紹幾例,大家可對照上述規律嚐試判斷洗脫順序。

 

1. 半邊旗中抗癌有效成分5F的分離(與4F混合),洗脫順序5F > 4F。

圖4.  半邊旗中抗癌有效成分5F的分離

 

解析:兩者母核相同,4F 無雙鍵;5F 有一環外雙鍵, 易與Ag形成配合物而洗脫分離。

 

2. 月桂油中3種不飽和化合物的分離,洗脫順序為 III > II > I。

解析:I 為兩個末端雙鍵,吸附最牢;II為一個末端雙鍵,吸附次之;

III無末端雙鍵,僅環內雙鍵,吸附最弱。

 

 

3. 植物細辛中的3種天然產物成分:α-細辛醚、β-細辛醚、歐細辛醚,用2.0%AgNO3-矽膠柱分離,苯-乙醚(5∶1)洗脫,流出先後順序為:α-細辛醚>β-細辛醚>歐細辛醚。

圖5.  細辛中有效成分的分離

 

解析:因為α-細辛醚環外雙鍵為反式,與 AgNO3絡合不牢固;β-細辛醚為順式,與AgNO3絡合能力大於α-細辛醚,而歐細辛醚為末端雙鍵,與AgNO3絡合能力最強。

 

硝酸銀絡合萃取法

 

除了硝酸銀-柱色譜外,硝酸銀絡合萃取法也可以用於許多不飽和化合物的分離。

 

1. 魚油中EPA ( 五個雙鍵) 和DHA( 6 個雙鍵) 都對人體有重要的生理活性作用,都能與Ag離子形成很穩定的親水性配合物, 而從魚油相中分離出來。

 

2. DHA 乙酯、烯丙醚、苯、油酸乙酯4 個有機物。除油酸乙酯外, 其他3 種都成功地形成配合物而轉人水相中。3 種配合物穩定性為: 烯丙醚> DHA 乙酯> 苯。

解析:在沒有空間位阻時, 碳原子數與含雙鍵數( 或大二鍵數) 之比小於或等於6時, 則可能與Ag+ 配合, 比值越小配合反應越易進行。

 

 

總結:硝酸銀絡合法( 萃取或色譜法) 可以幫助結構和物理化學性質相近、用普通色譜法或萃取法難以奏效的雙鍵化合物的分離,在醫藥界已經被成功運用。但也存在一些弊病:比如易混入硝酸銀這一雜質, 除去略繁瑣;多雙鍵有機物具一定的還原性易將Ag+還原成Ag ;Ag+本身也不穩定, 易還原為Ag;AgNO3具腐蝕性; Ag的回收與再生問題, 因為銀還是較昂貴的金屬等。可否用別的金屬元素代替銀離子,擴大絡離子的應用範圍? 例如二價銅、鋅等元素,  有待進一步探討。

 

參考資料:

廣州中醫藥大學學報,DOI:10.3969/j.issn.1007-3213.2004.04.023

Separations of lipids by silver ion chromatography,JOURNALO F LIPIDR ESEARCHV

化學寶庫 分子科學 2023-08-30 09:55

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