本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)合成分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于層析原理的高效分離裝置。

背景技術(shù)：

柱層析技術(shù)也稱柱色譜技術(shù)。在柱層析技術(shù)中，向一根柱子里填充層析硅膠形成固定相，將混合樣品加到柱子上后用特別的溶劑洗脫，溶劑組成流動(dòng)相。在樣品從柱子上洗脫下來的過程中，根據(jù)樣品混合物中各組分在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同，經(jīng)過多次反復(fù)分配，樣品的不同組分將逐一分離。

柱層析色譜柱的填裝主要有濕法和干法兩種。即濕法裝柱和干法裝柱，二者各有優(yōu)劣。不論干法還是濕法，硅膠（固定相）的上表面一定要平整，并且硅膠（固定相）的高度一般為15cm左右，太短了可能分離效果不好，太長(zhǎng)了也會(huì)由于擴(kuò)散或拖尾導(dǎo)致分離效果不好。柱層析關(guān)鍵在于柱子是否裝好和淋洗劑是否選擇恰當(dāng)。而淋洗劑的選擇則是通過薄層層析（TLC）確定。TLC的作用除了跟蹤反應(yīng)進(jìn)程，檢測(cè)試劑和原料純度外，一個(gè)重要的用途就是為柱層析選擇適當(dāng)?shù)牧芟磩?一般的規(guī)律為：1、如果比移值（Rf值，指在流動(dòng)相作用下，原點(diǎn)組分的移動(dòng)距離與流動(dòng)相的移動(dòng)距離之間的比值）越小，則點(diǎn)越晚出來，浪費(fèi)的溶劑越多。 2、如果Rf提高，則相應(yīng)接收瓶的容量應(yīng)小一些。3、理論上Rf合適的高度，應(yīng)該是在TLC中兩點(diǎn)之間距離剛好可以容納第三點(diǎn)。一般為了得到更好的分離，通常把樣品的Rf值調(diào)到0.2-0.3之間，不過如果接收瓶小的話，即使Rf值在0.5，0.6，也能把緊挨著的組分點(diǎn)分開。4、上樣高度越薄，則其擴(kuò)散程度越低，分離效果越好。建議高度不超過2-3mm。所以，盡量采用粗柱子。5、硅膠高度越長(zhǎng)，則浪費(fèi)的溶劑也越多，不過，接收瓶容量可以更大一些。6、硅膠高度越短，接收瓶容量應(yīng)該小一些。7、硅膠的高度，比TLC的高度高一些即可8、層析柱一定要致密緊實(shí)，無氣泡。柱層析時(shí)，棉花塞得太緊，影響洗脫液的流速。

然而，柱層析方法的缺點(diǎn)就是存在技術(shù)難度大和分離周期長(zhǎng)等問題。對(duì)于初學(xué)者來說需要較長(zhǎng)一段時(shí)間才能掌握，即使是操作熟練的提純?nèi)藛T，也往往會(huì)由于操作不當(dāng)而造成分離失敗。比如裝柱不均勻,上樣不整齊, 出現(xiàn)氣泡, 縫隙等會(huì)明顯影響分離效率。此外遇到兩種組分Rf值相差很小時(shí)，由于找不到合適的流動(dòng)相而容易分不開。柱層析重裝柱、上樣、層析以及濃縮合并樣品的周期比較長(zhǎng)，溶劑消耗量大，因而造成分離效率低下，造成研發(fā)周期長(zhǎng)。

另一方面，薄層色譜（TLC）也是色譜法中的一種,是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種重要實(shí)驗(yàn)技術(shù),屬固—液吸附色譜,兼?zhèn)淞酥V和紙色譜的優(yōu)點(diǎn),一方面適用于少量樣品（幾到幾微克,甚至0.01微克）的分離；另一方面在制作薄層板時(shí),把吸附層加厚加大,因此,又可用來精制樣品,此法特別適用于揮發(fā)性較小或較高溫度易發(fā)生變化而不能用氣相色譜分析的質(zhì).是將吸附劑、載體或其他活性物質(zhì)均勻涂鋪在平面板（如玻璃板、塑料片、金屬片等）上，形成薄層（常用厚度為0.25毫米左右）后，在此薄層上進(jìn)行層析分離的分析方法。TLC具有操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單、顯色容易等特點(diǎn)，同時(shí)展開速率快，一般僅需15～20分鐘；混合物易分離，分辨力一般比以往的紙層析高10～100倍，它既適用于只有0．01μg的樣品分離，又能分離大于500mg的樣品作制備用，而且還可以使用如濃硫酸、濃鹽酸之類的腐蝕性顯色劑。但是其缺點(diǎn)在于分離量有限，而且塔板數(shù)有限而不能連續(xù)層析。另外薄層板則成本比較高，不宜用于制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上柱層析方法存在的技術(shù)難度大、分離周期長(zhǎng)以及溶劑消耗量大等問題，以及薄層層析方法的分離量小以及不能連續(xù)層析等缺點(diǎn)；本發(fā)明的目的在于提供一種基于層析原理的高效分離裝置，有機(jī)結(jié)合柱層析方法和薄層層析方法的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而有效地提高了混合物的層析分離效果。

本發(fā)明一種基于層析原理的高效分離裝置，包括層析載體單元和餾分收集單元；

所述層析載體單元為五邊形層析復(fù)合板，包括前板、間隔墊、后板、過濾墊層；所述前板、后板的形狀均為關(guān)于豎軸對(duì)稱的倒五邊形，所述間隔墊設(shè)置于所述前板、后板之間，沿所述前板、后板周邊布置；所述前板、后板、間隔墊共同形成僅上部開口的腔體；所述過濾墊層設(shè)置于所述腔體下部；

所述餾分收集單元包括餾分收集瓶、第一導(dǎo)流細(xì)管；所述第一導(dǎo)流細(xì)管從所述層析載體單元底部引出，與所述餾分收集瓶連通。

進(jìn)一步的，所述餾分收集單元還包括膠塞、第二導(dǎo)流細(xì)管、橡膠管、抽真空裝置；所述膠塞設(shè)置于所述餾分收集瓶上口，所述第二導(dǎo)流細(xì)管一端穿過所述膠塞與所述餾分收集瓶連通，另一端通過所述橡膠管與所述抽真空裝置連接。

進(jìn)一步的，所述后板在上部長(zhǎng)于前板，所述后板長(zhǎng)出所述前板的部分用以引流。

進(jìn)一步的，所述前板、后板的厚度為2mm-10mm；所述前板、后板之間的間隔為1.0mm-20mm。

進(jìn)一步的，所述前板、后板的材料為耐有機(jī)溶劑的材料。

進(jìn)一步的，所述前板、后板的材料為透明或半透明材料；所述透明或半透明材料為玻璃、石英、高密度聚乙烯、聚丙烯或PET。

進(jìn)一步的，所述分離裝置所用的固定相為正相填料或反相填料，所述正相填料為硅膠、CN（腈基）鍵合硅膠、DIOL（二醇基）鍵合硅膠、NH2（氨基）鍵合硅膠、氨基取代填料，硅酸鎂填料，氧化鋁填料、大孔樹脂、離子交換樹脂中的任一種；所述反相填料為 C18（十八烷基）鍵合硅膠、C8（辛烷基）鍵合硅膠、C2（乙基）鍵合硅膠、CH（環(huán)已烷基）鍵合硅膠、PH（苯基）鍵合硅膠中的任一種。

進(jìn)一步的，所述分離裝置所用的流動(dòng)相為有機(jī)溶劑。

進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑為醋酸、乙腈、水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醚、石油醚、環(huán)氧丙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、苯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、正己烷等脂肪烷中的任一種或者混合溶劑。

進(jìn)一步的，所述餾分收集單元由夾持固定配件固定于鐵架或網(wǎng)格架上，所述夾持固定配件為便攜性鐵夾或燒瓶夾。

本發(fā)明的有益效果為：

1.有機(jī)結(jié)合了柱層析和薄層層析的特點(diǎn)。

2.分離量大、連續(xù)層析，而且分離效果好。

3.分離速度快，明顯優(yōu)于制備板的分離速度。

4.提高了分離效率，節(jié)省了大量層析所用溶劑。

5.當(dāng)使用透明板或半透明板時(shí)，可以直接實(shí)時(shí)觀察層析餾分走動(dòng)情況，減省重復(fù)用TLC跟蹤工作，還可以及時(shí)針對(duì)性收集和跟換收集瓶，提高了工作效率。

6.可以連接真空減壓裝置，進(jìn)一步的縮短樣品分離時(shí)間。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例中的五邊形層析復(fù)合板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例一種基于層析原理的高效分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-前板、2-間隔墊、3-后板、4-第一導(dǎo)流細(xì)管、5-過濾墊層、6-膠塞、7-餾分收集瓶、8-鐵架或網(wǎng)格架、9-夾持固定配件、10-第二導(dǎo)流細(xì)管、11-橡膠管、12-抽真空裝置、13-固定相。

具體實(shí)施方式

下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。在下述實(shí)施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號(hào)代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實(shí)施例中。

本發(fā)明實(shí)施例一種基于層析原理的高效分離裝置，包括層析載體單元和餾分收集單元；層析載體單元為層析分離混合物的場(chǎng)所；餾分收集單元用于接收層析過程中的餾分；兩者通過第一導(dǎo)流細(xì)管4及膠塞連接。另外，為了提高流動(dòng)相的流動(dòng)速度，可以再連減壓裝置（抽真空裝置12）；所述餾分收集單元可以由夾持固定配件9固定于鐵架或網(wǎng)格架8上，所述夾持固定配件9為便攜性鐵夾或燒瓶夾，優(yōu)選寬度大于2cm。

所述層析載體單元為五邊形層析復(fù)合板，包括前板1、間隔墊2、后板3、過濾墊層5；所述前板1、后板3的形狀均為關(guān)于豎軸對(duì)稱的倒五邊形，所述間隔墊2設(shè)置于所述前板1、后板3之間，沿所述前板1、后板3周邊布置；所述前板1、后板3、間隔墊2共同形成僅上部開口的腔體；所述過濾墊層5設(shè)置于所述腔體下部；

所述餾分收集單元包括餾分收集瓶7、第一導(dǎo)流細(xì)管4；所述第一導(dǎo)流細(xì)管4從所述層析載體單元底部引出，與所述餾分收集瓶7連通。

當(dāng)需要配備減壓裝置以提高分離效率時(shí)，所述餾分收集單元還可以包括膠塞6、第二導(dǎo)流細(xì)管10、橡膠管11、抽真空裝置12；所述膠塞6設(shè)置于所述餾分收集瓶7上口，所述第二導(dǎo)流細(xì)管10一端穿過所述膠塞6與所述餾分收集瓶7連通，另一端通過所述橡膠管11與所述抽真空裝置12連接。

優(yōu)選的，所述后板3在上部略長(zhǎng)于前板1，所述后板3長(zhǎng)出所述前板1的部分用以引流。所述前板1、后板3的厚度分別為0.1mm-10mm；所述前板1、后板3之間的間隔為0.1mm-20mm。所述上板1、下板3的尺寸可根據(jù)分離量確定，一般長(zhǎng)度L不能小于寬度D,，比如20cm*30cm；

所述前板1、后板3的材料為耐有機(jī)溶劑的材料；優(yōu)選的，所述前板1、后板3的材料為透明或半透明材料；具體可以為玻璃、石英、高密度聚乙烯、聚丙烯或PET。

所述分離裝置所用的固定相13為正相填料或反相填料，所述正相填料為硅膠、CN（腈基）鍵合硅膠、DIOL（二醇基）鍵合硅膠、NH2（氨基）鍵合硅膠、氨基取代填料，硅酸鎂填料，氧化鋁填料、大孔樹脂、離子交換樹脂中的任一種；所述反相填料為 C18（十八烷基）鍵合硅膠、C8（辛烷基）鍵合硅膠、C2（乙基）鍵合硅膠、CH（環(huán)已烷基）鍵合硅膠、PH（苯基）鍵合硅膠中的任一種。

所述分離裝置所用的流動(dòng)相可以為各種有機(jī)溶劑；優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為醋酸、乙腈、水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醚、石油醚、環(huán)氧丙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、苯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、正己烷等脂肪烷中的任一種或者混合溶劑。

在實(shí)際使用中，層析復(fù)合板下端的流動(dòng)相在重力作用下自發(fā)地沿斜邊流至下頂點(diǎn)，再經(jīng)過第一導(dǎo)流細(xì)管4排出層析單元，這樣能保證層析出的餾分能夠及時(shí)順序地流出以保證層析的分離效果。

五邊形層析復(fù)合板的填裝方法和普通柱層析的填裝方法一樣，也有濕法和干法兩種。在使用時(shí)，需要在層析復(fù)合板的下頂點(diǎn)處填充一些棉花（過濾墊層5）用以擋住層析體內(nèi)的固定相13不被流動(dòng)相沖走。濕法裝柱是先把固定相13用適當(dāng)?shù)娜軇┌鑴蚝?，再用楔形漏斗緩緩填入五邊形層析?fù)合板，然后再用大量的淋洗劑沖洗復(fù)合板或者連接減壓裝置等方式以把固定相13壓實(shí)。干法裝柱則是直接往層析復(fù)合板里填入固定相13，然后再輕輕敲打柱子兩側(cè)至固定相界面不再下降為止，然后再填入固定相13至合適高度，當(dāng)固定相13上表面不平整時(shí)，可以通過輕敲打復(fù)合板前后兩側(cè)或者用鐵絲輕輕攪動(dòng)固定相13上表面，以獲得較平整的上表面。最后再用抽真空裝置12直接抽，這樣就會(huì)使得柱子裝的很結(jié)實(shí)。接著是用淋洗劑淋洗層析復(fù)合板，一般淋洗劑是采用TLC分析得到的展開劑的比例再稀釋一倍后的溶劑。可以上面加壓，下面再用油泵抽，這樣可以加快速度。雖然干法裝柱較方便，但由于溶劑和固定相之間的吸附放熱，容易產(chǎn)生氣泡，特別是在使用如乙醚，二氯甲烷等低沸點(diǎn)的淋洗劑時(shí)更為明顯。解決的辦法是首先固定相13一定要天結(jié)實(shí)；然后是一定要用較多的淋洗劑淋洗，一定要到柱子的下端不再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。

五邊形層析復(fù)合板的上樣方法也可以采用干法或濕法：干法上樣就是把待分離的樣品用少量溶劑溶解后，再加入1. 2-1.5倍固定相，拌勻后旋去溶劑，將得到的粉末加到柱子頂層。注意旋干后，不能看到明顯的樣品固體顆粒，如果有明顯的樣品顆粒，說明加入的固定相13不夠而需要補(bǔ)加固定相13。干法上樣操作麻煩，但可以保證樣品層平整度。濕法上樣則是將液體或溶液樣品直接加在填料的表面。且對(duì)于液體樣品或粘稠狀半固體樣品只能采用濕法上樣。用少量溶劑（最好就是展開劑，如果展開劑的溶解度不好，則可以用一極性較大的溶劑，但必須少量）將樣品溶解后，再用膠頭滴管轉(zhuǎn)移得到的溶液，沿著層析柱內(nèi)壁均勻加入。然后用少量溶劑洗滌后再加入。濕法較方便，熟手一般采用此法。總之，不管是干法或濕法裝柱都要求盡可能薄的平鋪在固定相上，太厚會(huì)造成分離效果差或分不開樣品。

柱色譜上樣與柱填料量的最佳比值也可通過薄層色潛實(shí)驗(yàn)確定。首先確定最佳上樣液濃度。在薄層色譜中以能夠不使樣品點(diǎn)因過載而嚴(yán)重拖尾導(dǎo)致分離失敗，這樣的最高濃度為最佳上樣液濃度。薄層色譜扳上的有效固定相體積的計(jì)算方式為：V=長(zhǎng)×寬×厚，其中長(zhǎng)為基線到溶劑前沿的長(zhǎng)度，寬為樣品點(diǎn)的最大寬度，厚為薄層色譜板的固定相厚度。通常固定相13填料的平均密度為0.5g/cm3。最后由最佳點(diǎn)樣質(zhì)量和有效固定相體積，計(jì)算出樣品質(zhì)量與固定相13質(zhì)量的最佳比值。最后轉(zhuǎn)化為五邊形復(fù)合層析的色譜條件，也就是樣品質(zhì)量與固定相質(zhì)量的比值保持不變。

當(dāng)樣品在填滿層析固定相13的層析復(fù)合板上樣以后，淋洗劑在重力作用下開始洗脫固定相上的組分。和普通層析一樣，由于混合物中不同成分的極性存在差異，則與固定相13的作用力不一樣，與固定相13作用力強(qiáng)的組分在層析過程中被洗脫的速度較慢，而作用力弱的組分則容易被洗脫而走在前面。如果以硅膠為例，則極性小的組分由于速度較快而率先餾出，而極性大物質(zhì)由于速度較慢而后餾出來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品混合物進(jìn)行分離。

本發(fā)明實(shí)施例分離裝置由于復(fù)合板上方?jīng)]有密封，所以不能在加壓條件下收集餾分，但是可以在常壓和減壓下收集餾分。本發(fā)明中層析復(fù)合板如果使用透明或半透明的有機(jī)或無機(jī)材料，當(dāng)分離有色樣品時(shí)，層析過程中可以直接在復(fù)合板上觀察層析餾分實(shí)時(shí)走動(dòng)情況。當(dāng)分離無色樣品時(shí)，可以在固定相13中加入熒光粉，在紫外燈的幫助下一樣可以直接在復(fù)合板上觀察層析餾分實(shí)時(shí)走動(dòng)情況。由于省去了大量的TLC跟蹤點(diǎn)板工作，提高了工作效率。

由于本發(fā)明中復(fù)合板上面可以不斷加入流動(dòng)相，而下方可以連續(xù)不斷地導(dǎo)流出餾分，因而可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)層析。固定相層較薄，增加了層析的塔板數(shù)，分離效果好，相當(dāng)于薄層層析。相對(duì)柱層析來說，復(fù)合板的寬度較寬，相當(dāng)于并聯(lián)了若干個(gè)細(xì)長(zhǎng)的層析柱，在分離效果、分離量以及分離時(shí)間上明顯優(yōu)于薄層層析和柱層析。

實(shí)施例

在本實(shí)施例中，提供一種采用前述的分離裝置在減壓條件下分離的方法。

首先安裝和固定分離裝置：將20cm*25cm的五邊形層析復(fù)合板垂直固定在鐵架或網(wǎng)格架8上，其下頂點(diǎn)通過金屬導(dǎo)流細(xì)管針(9mm)（第一導(dǎo)流細(xì)管4）和反口橡膠塞(24#)（膠塞6）與100mL磨口三角瓶(24#)（餾分收集瓶7）相連,同時(shí)在橡膠塞中插入金屬細(xì)管針(9mm)（第二導(dǎo)流細(xì)管10）連接真空泵（抽真空裝置12），借助細(xì)鐵絲將脫脂棉（過濾墊層5）攝入五邊形層析復(fù)合板的下頂點(diǎn)處以堵住金屬導(dǎo)流細(xì)管口。

濕法裝柱：把200-300目硅膠（13）用石油醚拌勻成稀漿糊狀，經(jīng)楔形漏斗緩緩填入五邊形層析復(fù)合板，待高度達(dá)到約15cm左右時(shí)停止加入硅膠。然后用石油醚沖洗復(fù)合板或者連接減壓裝置不加載樣品淋洗3-5次，以便把硅膠層壓實(shí)。在此過程如果發(fā)現(xiàn)硅膠上表面不平整，可以輕敲復(fù)合板或者用細(xì)鐵絲撥弄硅膠表面以令平整。

干法上樣：將待分離的有色樣品（便于觀察層析效果）用少量二氯甲烷溶解后，再加入1. 2-1.5倍樣品的硅膠，拌勻后旋去溶劑以得到粉末。然后用藥勺經(jīng)楔形漏斗緩緩加入到硅膠上表面，然后用石油醚將殘余在樣品瓶壁、層析復(fù)合板壁以及藥勺上的硅膠等也小心沖導(dǎo)硅膠上表面。在此過程中也同樣需要保證上樣后的硅膠上表面具有一定的平整度。

層析和收集：在硅膠層上方緩緩加入淋洗劑（石油醚:二氯甲烷=1:1），層析板下方的三角瓶每30mL-50mL更換一次三角收集瓶，以便及時(shí)分開層析下來的餾分。此過程中可以間斷的開啟抽真空裝置12以提高層析速度。在開啟過程中，注意在關(guān)閉抽真空裝置12后，層析系統(tǒng)里面還有一定的負(fù)壓。所以為了穩(wěn)定更換三角收集瓶，需要注意在更換操作前一段時(shí)間關(guān)閉減壓裝置。

本發(fā)明實(shí)施例分離裝置在分離0.5克有色樣品時(shí)具有良好的分離效果，僅需要1個(gè)小時(shí)就能完成層析分離操作，而且樣品層析明顯，共消耗1000ml淋洗劑（V石油醚：V二氯甲烷=1:1）。而相同的柱層析雖然也能較好的分離樣品，但是耗時(shí)2個(gè)小時(shí)左右，需要用至少1400ml的淋洗劑（V石油醚：V二氯甲烷=1:1）。

本發(fā)明的有益效果為：

1.有機(jī)結(jié)合了柱層析和薄層層析的特點(diǎn)。

2.分離量大、連續(xù)層析，而且分離效果好。

3.分離速度快，明顯優(yōu)于制備板的分離速度。

4.提高了分離效率，節(jié)省了大量層析所用溶劑。

5.當(dāng)使用透明板或半透明板時(shí)，可以直接實(shí)時(shí)觀察層析餾分走動(dòng)情況，減省重復(fù)用TLC跟蹤工作，還可以及時(shí)針對(duì)性收集和跟換收集瓶，提高了工作效率。

6.可以連接真空減壓裝置，進(jìn)一步的縮短樣品分離時(shí)間。

本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。