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【第三届原创大赛】最近做手性样品的一个例子和体会

液相色谱(LC)

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    最近分析室的手性样品比较多,可能现在合成部门迷恋上了手性成分了。所以我们也开始了双峰时代。


    从开始的无从下手到现在的稍微有一点门路,里面经历了很多失败和教训。现在就几个开始做过几个手性样品的案例大家分享一下,希望对刚刚接触手性分析的同仁们有所帮助,专家级的大佬们也能指点一下。



    第一个做的样品是合成室的同事需要检测的,当时说是可能有两个物质,主产物中有一个手性的杂质,需要分开。两个物质的结构在这就不方便公开了。

    先想看看物质的纯度如何,所以先用普通的C18色谱柱检测了一下纯度。



    色谱条件:

    色谱柱:MP-C18 4.6*250mm 5um 100A

    流动相:乙腈:水=4060

    柱温:40

    检测波长:210nm

    流速:1.0ml/min






    出现了一个比较好看的峰,比较干净,心想要是不是手性的时候咋没一下子就出个比较好看的峰呢。看来果然前人的经验是对的,反相估计是没什么戏的,一点分叉的迹象也没有。

    这时候实验室还没有一根手性柱,所以进行手性柱的申请,上报。其中的曲折就不谈了。



    实验也不能闲着啊,合成部的一天催着几十遍。于是乎到了其他色谱柱的注意。正好实验室有一根比较特殊的柱子。Venusil HILIC,就是亲水正相作用的色谱柱。当时工程师说这个柱子不是普通的C18色谱柱,是什么丙烯酰胺的柱子,可以当正相反相用,说什么可以用于分离异构体。想着这会不会一下子就分开呢,(请原谅我当时的理论和经验不足)反正催的比较紧,先试试再说。



    色谱条件:

    色谱柱:HILIC 4.6*250mm 5um 100A

    流动相:0.1%TFA水溶液:0.1%TFA乙腈溶液=9010

    流速:0.8ml/min

    柱温:40





    实验惊奇的发现,竟然有一个小的杂质峰出现,而且两个峰的峰型和理论塔板数都相当的高。开始买柱子的时候以为工程师忽悠我们,这样看来还真是那么回事。

    重复进养,进空白样品等一系列实验确定前面的小杂质峰是手性异构体杂质。后将实验结果给合成的同事,后经过合成的同事确定是手性异构体,但是合成的同事这回又提意见了,说可能还有一个杂质,应该可能是三个杂质。我的个神啊,那咱就接着再分呗。于是乎,就在这根柱子上进行改进的实验,加过甲醇,异丙醇,叔丁醇等等,倒是将这两个杂质分离度提高了,可是还是没有看到第三个杂质的影子。



    后来我们的手性柱也到了,一下到了三根不同型号的。Chiral AD-H,OJ-H,OD-H。文献和说上都说这三款柱子能够分离大部分的手性化合物,基本上手性物质换柱子比换条件更为实用。

    所以先试一试Chiral OD-H



    色谱柱:Chiral OD-H 4.6*250mm 5um 1000A

    流动相:甲醇:异丙醇:正己烷=5:30:65

    流速:0.8ml/min

    柱温:40





    出来的图谱和Venusil HILIC的图谱和分离区别不大,这也进一步证明了之前的结果是正确的。

    后来调整了流动相得比例,加了酸碱,也没有三个峰的迹象。所以换柱子

    试一试Chiral OJ-H

    色谱柱:Chiral OJ-H 4.6*250mm 5um 1000A

    流动相:异丙醇:正己烷=595

    流速:1.0ml/min

    柱温:40



    还只是柱子上来了,只用了普通的正己烷和异丙醇,还没有调整流动相,这下子一下出来了三个峰,并且经过验证的确是样品中的物质不是系统杂质。云开见日的感觉啊。

    将图谱和数据交给合成同事,确定是他们要的东西。



    实验成功!!



    实验总结:

    1、 有些物质可能不用手性柱子也可以分离,所以先可以试一试例如HILIC这样的柱子,毕竟手性柱还是比较贵的,要是实验室有这样的柱子,先试一试也不费什么事情的。

    2、 手性物质的分离柱子的选择还是比较重要的,分离的提高,换柱子比换流动相更快捷一些。

    3、 一定要样品较为纯净,这样才能判断分离出来的是杂质,还是手性异构体。或者使用DAD的检测器。

    4、 有时候向流动相中加酸或者碱,或者两种都加对分离会有一定的帮助。酸碱的量不能过大,不然对柱子的寿命会有影响。

    5、 向溶剂中加甲醇、叔丁醇会对分离有一定的改善。

    6、 温度也是一个关键因素,不妨将温度调高一些,这样可能有利于分离。

    7、 有时候加少量的水对峰型与一定的帮助,尤其对于强保留物质。但是这个要注重,除非你是在没招了才能这样做。因为水对柱子的寿命有很大的影响,(涂布的手性柱)以寿命换分离。



    这些是我这段时间的体会,希望对新手有一点帮助,希望大佬们指给指导。
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  • 老多_小多

    第1楼2010/08/31

    实验做的很细,总结的也很不错

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  • work037

    第5楼2010/09/01

    我奇怪的是HILIC分出的小峰和手性柱分出的峰是不是一个东西,理论上应该不是,这么说来要把手性和非手性的杂质都分出来还得用二维色谱系统了。

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  • annazhang

    第6楼2010/09/01

    经过我们实验和合成同事的判定是一个东西。
    如果样品不纯的话可能得先用反相系统(或者正相)看看杂质的情况,心里有个数,不然一个手性的系统出了好几个峰也不知道是不是手性杂质峰。
    有的时候样品是在不纯,干扰太大,就得用两个系统。

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  • 省部重点实验室

    第7楼2010/09/01

    流动相:乙腈:水=40:60

    乙腈的添加量是不是太大了( ⊙ o ⊙ )啊!

    一般都是0.2-1.0 只是改变峰型的

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  • pandora98

    第8楼2010/09/01

    亲水柱子应该不会有手性的选择性
    只有手性填料或者是流动相理有手性添加剂才能产生手性的选择性。
    你开始用亲水柱子分离的两个结构应该属于非对应异构体,一般两个以上的手性中心会产生非手性对应异构,非手性对应异构用普通的C18柱子都可以分开。但是手性异构分离一定要有手性的固定相或者是流动相里添加手性添加剂。

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  • elvisnoxug

    第9楼2010/09/01

    在作者的总结上添加些注释,如果觉得不妥,请删除。

    实验总结:

    1、 有些物质可能不用手性柱子也可以分离,所以先可以试一试例如HILIC这样的柱子,毕竟手性柱还是比较贵的,要是实验室有这样的柱子,先试一试也不费什么事情的。

    楼主分开了一个小的东西,我觉得是非对映异构体的存在造成的,如果只有一对手性中心的话,非手性柱子是分不开的。所以这样的事情并不是每次都可以的。

    2、 手性物质的分离柱子的选择还是比较重要的,分离的提高,换柱子比换流动相更快捷一些。

    3、 一定要样品较为纯净,这样才能判断分离出来的是杂质,还是手性异构体。或者使用DAD的检测器。

    有些时候杂质是很难避免的,关键是把消旋体的谱图做好,后面可以很好的对应。用DAD可以更直观。

    4、 有时候向流动相中加酸或者碱,或者两种都加对分离会有一定的帮助。酸碱的量不能过大,不然对柱子的寿命会有影响。

    酸碱是可以帮助分离,但是使用前最好向合成人员询问下,在酸碱情况下该手性化合物是否会发生消旋,这个很重要!!!要不,即便做成了很好的选择性,到头来也难发现问题的所在。

    5、 向溶剂中加甲醇、叔丁醇会对分离有一定的改善。

    这个会不会和样品的结构和溶解度更相关呢?

    6、 温度也是一个关键因素,不妨将温度调高一些,这样可能有利于分离。

    这是一条很好的建议!

    7、 有时候加少量的水对峰型与一定的帮助,尤其对于强保留物质。但是这个要注重,除非你是在没招了才能这样做。因为水对柱子的寿命有很大的影响,(涂布的手性柱)以寿命换分离。



    以上纯属个人愚见,如有冒犯,见谅!

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  • pandora98

    第10楼2010/09/01

    xuxushug(xuxushug) 发表:在作者的总结上添加些注释,如果觉得不妥,请删除。

    实验总结:

    1、 有些物质可能不用手性柱子也可以分离,所以先可以试一试例如HILIC这样的柱子,毕竟手性柱还是比较贵的,要是实验室有这样的柱子,先试一试也不费什么事情的。

    楼主分开了一个小的东西,我觉得是非对映异构体的存在造成的,如果只有一对手性中心的话,非手性柱子是分不开的。所以这样的事情并不是每次都可以的。

    正解,分开的应该是非手性对应异构或者是其它杂质,分离手性物质必须有手性固定相或者是流动相里添加手性添加剂。

    2、 手性物质的分离柱子的选择还是比较重要的,分离的提高,换柱子比换流动相更快捷一些。

    正解,大赛璐的四大金刚一般都能解决,我推荐筛选柱子的顺序:AD-H、IC、OD-H,基本上前两只柱子足以对付98%以上的一般小分子手性化合物(我的经验)。

    3、 一定要样品较为纯净,这样才能判断分离出来的是杂质,还是手性异构体。或者使用DAD的检测器。

    有些时候杂质是很难避免的,关键是把消旋体的谱图做好,后面可以很好的对应。用DAD可以更直观。

    样品越纯越好,但是判断手性异构体最可靠的是异构体标准品,或者消旋体,DAD也不是绝对的,同系物可能也有相同或相近的紫外吸收。


    4、 有时候向流动相中加酸或者碱,或者两种都加对分离会有一定的帮助。酸碱的量不能过大,不然对柱子的寿命会有影响。

    酸碱是可以帮助分离,但是使用前最好向合成人员询问下,在酸碱情况下该手性化合物是否会发生消旋,这个很重要!!!要不,即便做成了很好的选择性,到头来也难发现问题的所在。

    流动相里的酸碱导致样品消旋的情况我从来没有遇到过,这个基本上不用考虑,一般的酸碱添加量都在0.1%以内(主要考虑柱子填料的耐受能力),添加酸碱更多的是考虑样品本身的酸碱性、抑制样品解离以后与填料硅羟基之间的相互作用导致的拖尾,而且酸碱可以增加额外的选择性,有些样品用不加酸碱的流动相没有分离趋势,但是添加酸碱以后可以分离的很好,甚至有些情况下需要即加酸又加碱,否则就不能达到基线分离。

    5、 向溶剂中加甲醇、叔丁醇会对分离有一定的改善。

    这个会不会和样品的结构和溶解度更相关呢?

    手性流动相中起洗脱作用的一般是醇类(乙醇、异丙醇)正己烷正庚烷用以调节洗脱能力的大小,甲醇与正己烷正庚烷不互溶,但是在乙醇异丙醇大量存在的情况下可以少量添加,叔丁醇熔点高(室温稍低就是固体),不好直接用,一般也是结合乙醇异丙醇使用,但是每种醇都能提供独特的选择性,没有手性选择性就不可能使样品分离。溶解度是前提条件,但不是必要条件。

    6、 温度也是一个关键因素,不妨将温度调高一些,这样可能有利于分离。

    这是一条很好的建议!

    提高温度可能使峰形更窄更对称,但是会降低手性的选择性,而且大赛璐柱子的温度上限就是40度,一般手性分离在温度上可以下的功夫很小,最主要还是考虑流动相。

    7、 有时候加少量的水对峰型与一定的帮助,尤其对于强保留物质。但是这个要注重,除非你是在没招了才能这样做。因为水对柱子的寿命有很大的影响,(涂布的手性柱)以寿命换分离。

    少量的加水可以作为最后的尝试,注意要小于0.1%的量,但是一般还是不推荐使用,其实流动相比例和组成有很多种考虑因素,你一定还有更多更好的方法可以尝试


    我也冒犯一下两位,

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  • annazhang

    第11楼2010/09/01

    非常感谢两位的指导。

    学到了不少的东西。关于温度,我用的不是大赛璐的柱子,在温度上面柱子可以耐到50℃,所以在温度上面,一般会选择较高一点的温度。这样可以得到更为窄和对称的峰型。这样温度的选择上面高一点。

    叔丁醇一般也只是在夏天用,其他时间基本上都是固体状态。在很多实验中发现甲醇有独特的选择性,但是由于和正己烷不互溶,都是将甲醇作为添加剂来用的。曾做过一个样品,将AD-H OD-H OJ-H都试过了,没有将峰分开开,但是加了一些甲醇,立马出现了双峰的分离。

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  • annazhang

    第12楼2010/09/01

    不好意思,可能没有写清楚,其他的条件,乙腈的量少的也用过,只有一个峰。不过一般也没有用0.2-1.0,这样出峰时间太长了啊,而且峰也会展宽的太宽了。

    gl19860312(gl19860312) 发表:流动相:乙腈:水=40:60

    乙腈的添加量是不是太大了( ⊙ o ⊙ )啊!

    一般都是0.2-1.0 只是改变峰型的

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  • elvisnoxug

    第13楼2010/09/01

    能够得到“潘多拉”老师的指点,真是幸运!谢谢!

    是不是手性分析都是采用正相柱的?

    因为不是正统分析专业出身,所以有很多低级的错误,见笑。

    ps:“潘”老师是大赛璐家的吗?貌似对大赛璐亲睐有加啊。

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