專利名稱：恒壓密閉上行層析柱裝置及裝置的應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工、化學(xué)、制藥領(lǐng)域中的有機化合物提取、分離及純化的裝置，特別 涉及對難以分離的有機化合物的提取、分離及純化的恒壓密閉上行層析柱裝置，以及該恒 壓密閉上行層析柱裝置的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
有機化合物的分離最為常用的方法是層析分離法。在把微細(xì)分散的固體或附著于 固體表面的液體作為固定相，把液體(與上述液體不相混合的)或氣體作為移動相的系統(tǒng) 中，使混合物中的各成分保持向兩相平衡狀態(tài)同時分別移動，利用各成分對固定相親和力 不同所引起的移動速度差，將它們彼此分離開的定性與定量分析方法，稱為層析分離法，亦 稱色譜法。利用裝填固定相的層析柱進(jìn)行分離的方法稱為柱層析法。根據(jù)移動相種類的不 同，分為液體層析、氣體層析二種。用作固定相的固體有硅膠、活性炭、氧化鋁、離子交換樹 脂、離子交換纖維等，或是在硅藻土和纖維素那樣的無活性的載體上附著適當(dāng)?shù)囊后w，也可 使用其它物質(zhì)。層析分離根據(jù)固定相與溶質(zhì)間親和力的差異分為吸附型、分配型、離子交換 型(離子交換層析)等三種類型。現(xiàn)代化工制藥領(lǐng)域的有機化合物分離純化的柱層析裝置 有下行加壓式、下行常壓式、下行減壓式等，普通柱層析裝置的主體柱多采用玻璃或金屬材 料，其不足之處在于溶劑用量多、有機化合物分離效率低、固定相裝填層析柱困難、操作不 便、污染環(huán)境等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是克服上面常見層析分離法的不足之處，提供了一種固定相裝 填層析柱簡單、溶劑用量少、有機化合物分離效率高、展開劑選擇方便、結(jié)構(gòu)簡單、無需人看 守、無污染、易操作的恒壓密閉上行層析柱裝置。本發(fā)明的目的之二是提供恒壓密閉上行層析柱裝置的應(yīng)用方法。本發(fā)明的恒壓密閉上行層析柱裝置包括第一脫脂棉、管子、密封圈、轉(zhuǎn)接管、層析 缸蓋(可為玻璃蓋)、層析柱、第二脫脂棉、展開劑和層析缸(可為玻璃缸)等；在底部為敞口的層析柱的頂部接有一細(xì)嘴；所述的層析缸帶有一層析缸蓋，在層析缸蓋上分別開有安裝層析柱的開口及安裝 轉(zhuǎn)接管的磨口孔；所述的層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層析缸中(層析柱 的敞口在層析缸中)，且在層析柱與層析缸蓋上的開口之間有密封圈；所述的轉(zhuǎn)接管的一端套有管子，轉(zhuǎn)接管的另一端插入層析缸蓋上的磨口孔中，管 子的另一端與層析柱頂部的細(xì)嘴相連通；在層析柱頂部的開口處的里面安裝有第一脫脂棉，在層析柱的底部安裝有第二脫 脂棉；所述的層析柱的長度可為10 100cm，內(nèi)徑可為1 200mm，優(yōu)選內(nèi)徑為10
4IOOmm ；層析柱細(xì)嘴小于層析柱的內(nèi)徑，優(yōu)選內(nèi)徑為4 12mm。所述的層析缸口的上邊緣為磨砂拋口，層析缸蓋的一面為磨砂拋面(層析缸和層析缸蓋通過磨砂拋口與磨砂拋面結(jié)合確保不漏氣)。所述的層析柱材料是玻璃、石英或金屬等。所述的管子材料為真空管、乳膠管、硅膠管或橡膠管等。所述的密封圈材料是硅膠或橡膠等。所述的層析柱采用現(xiàn)有的層析柱。利用本發(fā)明的恒壓密閉上行層析柱裝置提純有機化合物的應(yīng)用方法，該應(yīng)用方法 包括以下步驟(1)選擇一根底部為敞口且頂部接有一細(xì)嘴的層析柱，并用第一脫脂棉堵上細(xì) 嘴；(2)在步驟(1)的層析柱細(xì)嘴外面套上一個翻口塞后與抽濾瓶相連接，通過層析 柱的敞口處加入硅膠粉，并用真空泵邊抽濾邊加硅膠粉；同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC硅膠 粉表面平整，直至硅膠粉表面離層析柱的敞口處為3 4cm停止加入硅膠粉；(3)把待分離的樣品用溶劑溶解，加入待分離的樣品重量5 10倍的硅膠粉，然后 旋干；再把用硅膠粉吸附的待分離的樣品加入到步驟(2)的層析柱中，在用真空泵邊抽濾 邊加硅膠粉吸附的待分離的樣品的同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC樣品表面平整，硅膠粉吸附 的待分離的樣品的厚度小于2cm然后在硅膠粉吸附的待分離的樣品的表面上補加硅膠粉 至敞口 Icm處；(4)在步驟(3)層析柱敞口處的硅膠粉上面加上一層第二脫脂棉，并用該脫脂棉 塞緊層析柱口直至脫脂棉略有一點超出層析柱敞口 ；然后去掉抽濾瓶和翻口塞，將層析柱 倒置為細(xì)嘴向上，并在層析柱的柱體上安裝密封圈；(5)將步驟(4)得到的層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層 析缸中(層析柱的敞口在層析缸中)，并使第二脫脂棉觸層析缸的底部，及通過密封圈使安 裝層析柱的開口密封；(6)通過步驟(5)的層析缸蓋的磨口孔處向?qū)游龈字屑尤胝归_劑，待加完展開劑 后，將一轉(zhuǎn)接管安裝在磨口孔處，并在轉(zhuǎn)接管的另一端套上管子，管子的另一端與層析柱頂 部的細(xì)嘴相連通(構(gòu)成恒壓系統(tǒng))；展開劑由層析柱中上行移動，待分離樣品在層析柱中分 離成不同的色帶，整個過程是個完全模擬薄層層析的過程；(7)待步驟(6)的展開劑由層析柱中上行移動至層析柱頂部后，將層析柱由層析 缸中取出，把套在細(xì)嘴上的管子取下后套在壓縮氣體的鋼瓶上，在紫外燈下用壓縮空氣將 分離成不同色帶的硅膠柱體吹出，同時把不同的色帶分別切在不同的容器中；選出所需要 色帶的硅膠柱體并用極性高于所用展開劑的溶劑溶解，然后過濾即可得到所需要提純的有 機化合物成分。所述的展開劑采用薄層層析(TLC)分析所使用的展開劑。所述的壓縮空氣的壓力為0. 1 1個大氣壓。本發(fā)明的恒壓密閉上行層析柱裝置在進(jìn)行樣品的分離過程中與外部環(huán)境完全隔 絕，使低沸點展開劑不會在樣品分離過程中揮發(fā)，避免了展開溶劑在層析過程中的極性變 化而影響分離效果、污染環(huán)境、影響操作者身體健康等負(fù)面影響。本發(fā)明具有固定相裝填層析柱簡單、溶劑用量少、有機化合物分離效率高、展開劑選擇方便、結(jié)構(gòu)簡單、無需人看守、 無污染、易操作等特點。


圖1.本發(fā)明恒壓密閉上行層析柱裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1.脫脂棉 2.管子 3.密封圈4.轉(zhuǎn)接管5.磨口孔6.層析缸蓋7.磨砂拋口與磨砂拋面結(jié)合處8.層析柱9.樣品10.硅膠11.脫脂棉12.展開劑13.層析缸
具體實施方案請參見圖1。恒壓密閉上行層析柱裝置包括第一脫脂棉1、硅膠管子2、橡膠密封 圈3、玻璃轉(zhuǎn)接管4、玻璃層析缸蓋6、玻璃層析柱8、第二脫脂棉11、展開劑12和玻璃層析缸 13等。采用現(xiàn)有的層析柱，在底部為敞口的長度為50cm的玻璃層析柱8的頂部接有一玻 璃細(xì)嘴，其中玻璃層析柱的內(nèi)徑為30mm，玻璃細(xì)嘴的內(nèi)徑為10mm。所述的玻璃層析缸13帶有一玻璃層析缸蓋6，在玻璃層析缸蓋6上分別開有安裝 玻璃層析柱8的開口及安裝玻璃轉(zhuǎn)接管4的磨口孔5 ；其中玻璃層析缸口的上邊緣為磨砂 拋口，玻璃層析缸蓋6的一面為磨砂拋面(層析缸和層析缸蓋通過磨砂拋口與磨砂拋面結(jié) 合確保不漏氣)。所述的玻璃層析柱8經(jīng)玻璃層析缸蓋6上的安裝玻璃層析柱8的開口，垂直倒置 于玻璃層析缸13中(玻璃層析柱的敞口在玻璃層析缸13中)，且在玻璃層析柱8與玻璃層 析缸蓋6上的開口之間有橡膠密封圈。所述的玻璃轉(zhuǎn)接管4的一端套有硅膠管子2，玻璃轉(zhuǎn)接管4的另一端插入玻璃層析 缸蓋6上的磨口孔5中，硅膠管子2的另一端與玻璃層析柱8頂部的玻璃細(xì)嘴相連通。在玻璃層析柱8頂部的開口處的里面安裝有第一脫脂棉1，在玻璃層析柱8的底部 安裝有第二脫脂棉11。提純化合物4，4-二溴三苯胺。由于化合物4，4-二溴三苯胺是由三苯胺和兩倍的 N-溴代丁二酰亞胺反應(yīng)得到的，反應(yīng)產(chǎn)物既有4-一溴三苯胺又有三(4-溴苯基)胺。且原 料三苯胺，4-一溴三苯胺，4，4-二溴三苯胺和三(4-溴苯基)胺四種化合物的極性都很相 似，因此用常見的下行常壓柱層析，下行加壓柱層析和下行減壓柱層析法分離效果都不是 很好。用TLC層析板分析得到四個點，四個點的Rf值分別為0. 48,0. 30,0. 26,0. 15(Rf值為 0. 26的化合物是目標(biāo)化合物)。采用毛細(xì)作用原理，完全模擬薄層層析條件，利用上述本發(fā)明的恒壓密閉上行層 析柱裝置提純化合物4，4- 二溴三苯胺。(1)用第一脫脂棉堵上層析柱的細(xì)嘴；(2)在步驟(1)的層析柱細(xì)嘴外面套上一個翻口塞后與抽濾瓶相連接，通過層析柱的敞口處加入硅膠粉H，并用真空泵邊抽濾邊加硅膠粉H ；同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC硅 膠粉H表面平整，直至硅膠粉H表面離層析柱的敞口處為4cm停止加入硅膠粉H ；(3)把待分離的化合物4，4-二溴三苯胺用二氯甲烷溶解，加入待分離的4，4_ 二溴 三苯胺樣品重量5倍的硅膠粉H，然后旋干；再把用硅膠粉H吸附的待分離的4，4- 二溴三 苯胺樣品加入到步驟(2)的層析柱中，在用真空泵邊抽 濾邊加硅膠粉H吸附的待分離的4， 4_ 二溴三苯胺樣品的同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC樣品表面平整，硅膠粉H吸附的待分離的 4，4_ 二溴三苯胺樣品的厚度為Icm ；然后在硅膠粉H吸附的待分離的4，4_ 二溴三苯胺樣品 的表面上補加硅膠粉H至敞口 Icm處；(4)在步驟(3)層析柱敞口處的硅膠粉H上面加上一層第二脫脂棉，并用該脫脂棉 塞緊層析柱口直至脫脂棉略有一點超出層析柱敞口 ；然后去掉抽濾瓶和翻口塞，將層析柱 倒置為細(xì)嘴向上，并在層析柱的柱體上安裝橡膠密封圈；(5)將步驟(4)得到的層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層 析缸中(層析柱的敞口在層析缸中)，并使第二脫脂棉觸層析缸的底部，及通過橡膠密封圈 使安裝層析柱的開口密封；(6)通過步驟(5)的層析缸蓋的磨口孔處向?qū)游龈字屑尤胝归_劑，待加完展開劑 后，將一轉(zhuǎn)接管安裝在磨口孔處，并在轉(zhuǎn)接管的另一端套上管子，管子的另一端與層析柱頂 部的細(xì)嘴相連通(構(gòu)成恒壓系統(tǒng))；展開劑由層析柱中上行移動，待分離的4，4_ 二溴三苯 胺樣品在層析柱中分離成4條色帶，整個過程是個完全模擬薄層層析的過程；(7)待步驟(6)的展開劑由層析柱中上行移動至層析柱頂部后，將層析柱由層析 缸中取出，把套在細(xì)嘴上的管子取下后套在壓縮氣體的鋼瓶上，用0.3個大氣壓的壓縮空 氣將硅膠粉H柱體吹出，在紫外燈下可以明顯看到硅膠粉H柱體分離成4條色帶，同時把4 條色帶分別切在不同的容器中；選出Rf值為0. 26的色帶的硅膠粉H柱體并用乙酸乙酯溶 劑溶解，然后過濾即可得到4，4- 二溴三苯胺。分離回收率達(dá)到了 98 %，所分離得到的4， 4_ 二溴三苯胺化合物可以直接通過質(zhì)譜檢測和核磁分析。所述的展開劑為二氯甲烷與石油醚的混合液，其中二氯甲烷與石油醚的體積比 是 1 15。
權(quán)利要求
一種恒壓密閉上行層析柱裝置，該裝置包括第一脫脂棉、管子、密封圈、轉(zhuǎn)接管、層析缸蓋、層析柱、第二脫脂棉、展開劑、層析缸；其特征是在底部為敞口的層析柱的頂部接有一細(xì)嘴；所述的層析缸帶有一層析缸蓋，在層析缸蓋上分別開有安裝層析柱的開口及安裝轉(zhuǎn)接管的磨口孔；所述的層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層析缸中，且在層析柱與層析缸蓋上的開口之間有密封圈；所述的轉(zhuǎn)接管的一端套有管子，轉(zhuǎn)接管的另一端插入層析缸蓋上的磨口孔中，管子的另一端與層析柱頂部的細(xì)嘴相連通；在層析柱頂部的開口處的里面安裝有第一脫脂棉，在層析柱的底部安裝有第二脫脂棉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓密閉上行層析柱裝置，其特征是所述的層析柱的長度 為10 100cm，內(nèi)徑為1 200mm ；層析柱細(xì)嘴小于層析柱的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒壓密閉上行層析柱裝置，其特征是所述的層析柱的內(nèi)徑 為10 IOOmm ；層析柱細(xì)嘴的內(nèi)徑為4 12mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓密閉上行層析柱裝置，其特征是所述的層析缸口的上 邊緣為磨砂拋口，層析缸蓋的一面為磨砂拋面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的恒壓密閉上行層析柱裝置，其特征是所述的層析柱 材料是玻璃、石英或金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒壓密閉上行層析柱裝置，其特征是所述的管子材料為真 空管、乳膠管、硅膠管或橡膠管；所述的密封圈材料是硅膠或橡膠。
7.一種利用權(quán)利要求1 6任意一項所述的恒壓密閉上行層析柱裝置提純有機化合物 的應(yīng)用方法，其特征是，該應(yīng)用方法包括以下步驟(1)選擇一根底部為敞口且頂部接有一細(xì)嘴的層析柱，并用第一脫脂棉堵上細(xì)嘴；(2)在步驟(1)的層析柱細(xì)嘴外面套上一個翻口塞后與抽濾瓶相連接，通過層析柱的 敞口處加入硅膠粉，并用真空泵邊抽濾邊加硅膠粉；同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC硅膠粉表 面平整，直至硅膠粉表面離層析柱的敞口處為3 4cm停止加入硅膠粉；(3)把待分離的樣品用溶劑溶解，加入待分離的樣品重量5 10倍的硅膠粉，然后旋 干；再把用硅膠粉吸附的待分離的樣品加入到步驟(2)的層析柱中，在用真空泵邊抽濾邊 加硅膠粉吸附的待分離的樣品的同時輕輕敲打?qū)游鲋员ＷC樣品表面平整，硅膠粉吸附的 待分離的樣品的厚度小于2cm ；然后在硅膠粉吸附的待分離的樣品的表面上補加硅膠粉至 敞口 Icm處；(4)在步驟(3)層析柱敞口處的硅膠粉上面加上一層第二脫脂棉，并用該脫脂棉塞緊 層析柱口直至脫脂棉略有一點超出層析柱敞口 ；然后去掉抽濾瓶和翻口塞，將層析柱倒置 為細(xì)嘴向上，并在層析柱的柱體上安裝密封圈；(5)將步驟(4)得到的層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層析缸 中，并使第二脫脂棉觸層析缸的底部，及通過密封圈使安裝層析柱的開口密封；(6)通過步驟(5)的層析缸蓋的磨口孔處向?qū)游龈字屑尤胝归_劑，待加完展開劑后，將一轉(zhuǎn)接管安裝在磨口孔處，并在轉(zhuǎn)接管的另一端套上管子，管子的另一端與層析柱頂部的 細(xì)嘴相連通；展開劑由層析柱中上行移動，待分離樣品在層析柱中分離成不同的色帶，整個 過程是個完全模擬薄層層析的過程；(7)待步驟(6)的展開劑由層析柱中上行移動至層析柱頂部后，將層析柱由層析缸中 取出，把套在細(xì)嘴上的管子取下后套在壓縮氣體的鋼瓶上，在紫外燈下用壓縮空氣將分離 成不同色帶的硅膠柱體吹出，同時把不同的色帶分別切在不同的容器中；選出所需要色帶 的硅膠柱體并用極性高于所用展開劑的溶劑溶解，然后過濾得到所需要提純的有機化合物 成分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征是所述的展開劑采用薄層層析分析所使 用的展開劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用方法，其特征是所述的壓縮空氣的壓力為0.1 1個大氣壓。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工、化學(xué)、制藥領(lǐng)域中的有機化合物提取、分離及純化的裝置，特別涉及恒壓密閉上行層析柱裝置及裝置的應(yīng)用方法。該裝置包括脫脂棉、管子、密封圈、轉(zhuǎn)接管、層析柱、展開劑和層析缸及蓋；在底部為敞口的層析柱的頂部接有一細(xì)嘴；在層析缸蓋上分別開有安裝層析柱的開口及安裝轉(zhuǎn)接管的磨口孔；層析柱經(jīng)層析缸蓋上的安裝層析柱的開口，垂直倒置于層析缸中，且在層析柱與層析缸蓋上的開口之間有密封圈；轉(zhuǎn)接管的一端套有管子，另一端插入磨口孔中；管子的另一端與細(xì)嘴相連通；在層析柱頂部的開口處的里面安裝有第一脫脂棉，在層析柱的底部安裝有第二脫脂棉。本發(fā)明的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，對有機化合物的分離效率高，展開劑選擇方便。
文檔編號B01D15/22GK101954202SQ200910089340
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者馮嬌, 李沙瑜, 楊國強, 王雙青 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所