常压柱，减压柱，加压柱有什么区别？

过柱子，即柱层析或柱色谱的俗称，是有机化学中最常用也是最基础的一种分离手段。有机化学实验者最常做的三件事莫过于加反应、点板(TLC)和过柱子了，过完柱子拿到了纯的产品这个实验才算是告一段落了，当然之后一般还需要做一些其他的数据表征。作为一个几乎天天跟柱子打交道的有机化学实验者，有过把产物过没了的经历，也曾一根柱子过了两三天还舍不得丢掉，更有一个反应过了两三次柱子的情况，粗略估计差不多过了有上千根柱子。今天远慕整理一下过柱子的一些心得和体会，以供大家讨论和借鉴。

　　过柱前

　　1. 关于要不要过柱子。

　　过柱子是有机化学中一种非常常用的分离纯化方法，但并不是唯1的方法。并不是所有的东西都可以过柱子分离。同时，除了过柱子，重结晶，蒸馏也是比较常用的分离方法。在过柱子之前，除了点板之外，还可以做其他一些准备工作的。比如打个核磁粗谱，液质或气质等，可以直观地分析反应结果。少过柱子，多打粗谱，别等到你哼哧哼哧把柱子过完了却发现没有你想要的东西。如果从TLC或谱图中看出粗产物纯度可以，不影响直接做下一步实验室时，完全可以跳过这一步的纯化。同时，如果杂质和目标产物rf值相差很近不便于分离时，若下一步反应产物极性变化较大，利于分离时，也可以考虑直接进行下一步。但有时候前一步产物不够纯也可能会给下一步带来麻烦，所以这个要准确判断，而且能把产物弄纯的话尽量纯一点。另外，如果TLC板上有好几个点，而且你又很难判断哪一个是你要的东西，这时可以取少量爬个大板，分析大板刮下来的各个组分，待确定哪部分是你的目标产物时，再迅速地通过过柱拿到所有目标产物。

　　2. 柱子和固定相的选择。

　　柱子的规格按分离的量来选择，一般来说粗长的柱子较好，然而粗的柱子浪费溶剂，长的柱子压得紧了淋洗液冲得又慢，柱子的规格和装的长度当然是恰到好处最好，这个需要从实践中总结。市面上的柱子一般有带砂芯的和不带砂芯的，带砂芯的不需要塞棉花，流动相滴得也快一些，但有时会被污染，用完记得多用溶剂洗一洗。不带砂芯的柱子需要自己塞棉花，棉花不要塞得太紧，否则流动相滴得太慢，很费时。关于固定相的选用，一般是硅胶和氧化铝，当然对于一些大分子还有凝胶柱。氧化铝具体分下来又有碱性、中性和酸性的，这个用于特定化合物的分离。对于一般的小分子化合物基本(正向)硅胶柱就够用的了。过柱子选用的细硅胶一般是200-300及300-400，越细的硅胶分离效果越好，但太细的压实之后冲起来也有些费劲。对于很好分离的体系也可以选用粗一点的，即100-200目，过起来会快一些。

　　3. 流动相的选择。

　　流动相即淋洗液，它的确定靠TLC，一般是混合溶剂(当然也有用纯石油/醚或二氯甲烷作为淋洗液的)。混合溶剂比较常用的有石油/醚/乙酸乙酯和二氯甲烷/甲醇，前者用于小极性体系，后者用于大极性体系，很显然后者的毒性也较大。一般情况下，石油/醚和正己烷是可以替换的，但是国内正己烷的价格要贵很多，有趣的是有些国外的文献比较喜欢用正己烷，据说香港也基本是用正己烷。当然关于淋洗液的选择也不要囿于上述两种混合体系，像丙酮、乙mi、氯/仿等溶剂也完全可以用来过柱子，有些rf值相差极近的混合物，通过改变淋洗液的成份及配比，是有可能爬得更开一些的。淋洗液的确定很重要，淋洗液选用不当有可能导致柱子过不开而重新过，这样徒增烦恼。

　　一般来说目标物的rf值控制在0.2-0.3时的淋洗液比例较好，且最好在过柱前留一点点可供点板的样品，便于过柱后期比较。这里顺便说一下，不要过份相信国产试剂的纯度，因为我就曾经被坑过。研究生时用的石油/醚和乙酸乙酯全部是大桶粗溶剂，需要自己重蒸一下再用，这种是没问题的。现在用的全部是直接购买的5L铁桶或塑料桶装溶剂，一直也没什么问题，但是去年有一次一个小心翼翼过完柱子的产物，信心满满地打核磁却发现不纯。让同事帮忙分析杂质时，同事说这个杂质他也遇到过，经验丰富的老板说杂质可能是塑化剂邻苯二甲酸酯类化合物。

　　至于是如何引入的就很难说了，很有可能是因为使用了含塑化剂的东西，比如塑料滴管、塑料针头等。可是这些塑料物我绝对不是第一天用了，以前从来没出现过问题，后来上网查到有人曾提出有些杂质可能是不纯的乙酸乙酯引入的。于是我取了几十毫升乙酸乙酯，旋干之后去打核磁，果然就是上述杂质。之后再也不敢用那个厂家的乙酸乙酯了，剩下的也要全部重蒸一遍才敢放心用。

　　过柱中

　　硅胶吸入体内是无法代谢排出的，为了自己和他人的生命安全，需在通风橱内操作，并佩戴口罩。我有个同事曾经不小心把一盒硅胶打翻了，在他打翻硅胶的一刹那我就跑出去了，他处理完现场的一周内，我感觉地上还是有些硅胶粉。

　　1. 柱子的制备。

　　关于柱子的制备，因人而异，有人喜欢湿法备柱，有人喜欢干法备柱。喜欢湿法的会觉得干法的会有气泡，喜欢干法的会觉得湿法太慢且柱子高度不太好控制。其实两种方法都可以，新手最好从湿法入手。无论是哪种方法，熟练起来就好，二者的终/极目标都是要使制备好的柱子硅胶分布均匀，柱面平整，全柱无气泡。这里面需要说明一下，若用干法备柱，一般是用水泵把硅胶从柱子底部抽实，勿用油泵。因为我听说有个前同事(我入职时他已离职)喜欢用油泵抽柱子，结果抽了两次就把油泵抽坏了，据说是把硅胶粉抽进泵里了，其实我挺好奇他是怎么做到的。

　　2. 上样。

　　上样也分干法和湿法。湿法比较简单，若样品是液态，直接用滴管转移至柱中，并用少许淋洗液洗涤瓶子两三次，洗涤液也一并转移至柱中。转移的过程中注意沿柱内壁缓缓加入，不要破坏硅胶表面。若样品是固体，可用少量淋洗液溶解成液态上样。若样品溶解性不好，可借助二氯甲烷或乙酸乙酯等溶剂，但这种大极性溶剂不可多用，否则对于小极性产品来说会降低分离效率。

　　记得我最开始学习过柱子时，师兄只会湿法上样，自然也是教我湿法上样，而且那时大家全部是用二氯甲烷溶解样品，有时用得还很多，这样有些小极性的东西就容易分不开。干法上样需要先制备样品，不论固态、液态样品，均用少量易挥发、易溶解溶剂溶解、稀释样品，建议稀释后样品浓度为30-50%（固态样品一定要完全溶解，不可固液混合）。然后加入适量粗硅胶（100-200目），使样品均匀分散在粗硅胶上。粗硅胶的使用量为硅胶加入后，在未干状态下为容易散开的湿沙状态，晾干或旋干后为均匀分散、自由流动的硅胶颗粒，无结块。然后将此硅胶粉倒入柱中，粗硅胶的高度最好小于细硅胶的1/3。

　　对于湿法和干法的选择，也是看具体情况和个人习惯，不过总体来看，干法上样用得较普遍一些。特别是有时量太大，湿法上样会发现样品太多而过载在硅胶表面。上完样在加淋洗液之前，需将样品表面保护起来避免被冲坏，具体来说，有用石英砂的，有用无水硫酸钠或无水硫酸镁的，还有用棉花的，更有甚者是用粗硅胶的，这个也看个人习惯。

　　3. 接样。

　　过柱分常压柱、减压柱和加压柱，现在最常用的就是加压柱，快速柱色谱也由此而来。有时特别难分的，有人也会一咬牙过个常压柱，让其慢慢流，但是速度太慢了。对于柱子多的熟手，可"双柱齐下"或"多柱齐下"，但要注意收集样品时不要弄混了。过柱子其实是件挺无聊的事，你需要看着柱子换试管或小接液瓶，这个时候也可以做些其他事情，比如背背单词听听歌，但是与此同时要注意不要压干柱子。

　　最开始过柱子时，建议用小极性溶剂冲冲柱子，因为有时候在TLC板上感觉基本没有什么杂质而装了个很短的柱子时，有时点试管中的样品会发现可能还是有一些小杂质的。关于确定样品什么时候出来也是有技巧的，最直观的就是观察柱子，这个对于有颜色的东西特别好用，会观察到不同的色带。即使对于没有颜色的东西，仔细观察柱子也是有些变化的。还有的人会借助紫外小手电tong或手提式紫外灯，往柱子上一照也能提供参考。

　　另外，若产物是固体，特别是溶解度差一些的，出来后会有少量析出在柱尖，包括试管中，有时放置一会儿也会在试管壁上看到。若是液态产物，仔细观察柱尖，及流动相滴下来的状态也有所不同，且试管同样放置一段时间，随着溶剂的挥发也可在试管壁看出。当然除了这些以外，那就是点板了。点板不必一管挨着一管点，可跳着点。等到确定产物出来时，完全可拿接收瓶接。旋蒸是过柱子的决速步，选择合适的瓶子，快速收集好样品，就在旋蒸上刷刷地旋起来，有时候看着溶剂在旋蒸冷凝管上泪流满面时还挺爽的。

　　过柱后

　　过完柱子后，在没确定拿到了所有自己需要拿到的东西时，不要立刻把柱子处理掉，也不要急于把试管和接受瓶里的东西都倒掉，这样如果出了一些差错还有挽回的余地。同时，最好详细记录自己过柱子的一些条件，TLC的情况，以及产物的状态和表征谱图等等，好记性不如烂笔头，把这些记下以后再做同样或类似的反应也会有一些参考价值。

　　学生时代，刚进实验室的菜鸟可能都充当过人工过柱机以及刷试管工，也都曾被柱子虐过，后来可能慢慢习惯了与柱相处甚至爱上撸柱子，而工作了后可能会爱上过柱机。不管怎样，每个有机人可能都有一段段属于自己的"我与柱子的故事"。回头看看那些曾经过过的柱子，它们不需要围起来看看能不能绕地球一圈，它们只需要陪伴我们在化学实验中成长即可。