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不要让碱伤了“芯”送了命

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2024/10/10

液相色谱（LC）

做HPLC分析的都知道，色谱柱是分离的核心，空管里面的“芯”（即填料）是化合物分离的基础，如果填料出了问题，则色谱柱也就报废了。

基础

二氧化硅表面存在大量的Si—OH，是比较活泼的基团，也是化合物拖尾的根源。键合相的硅胶，通常是用硅胶与硅烷基试剂，比如烷基氯硅烷或烷氧基硅烷反应将烷基链接上，如下

其R1一般为甲基或异丁基，R基是直连或支链烷基，芳香基，如C₄H₉—，C₈H₁₇—，C₁₈H₃₇—，—C₃H₆NH2（氨丙基），—C₂H₄CN（氰乙基，不同厂家碳链长度可能不一样，下同），—C₅H₁₀(C₆H₅)（苯基），—C₆H₁₂(C₆H₅)（苯基己基），—C₅H₅(C₆F₅)（PFP）等基团，由于只生成单分子键合层，反应比较容易控制，生产的填料重复性好，批间差异小，色谱柱重现性好；如果烷基试剂为非单氯硅烷试剂，则反应情况会复杂，

在反应过程中，第一个产物A最容易发生，B产物由于键角发生变化，需要克服一定的能量，相对容易一些，C需要克服更高的能量，产物D有更大的位阻，比较难发生，如果反应体系中存在水，则反应情况更加复杂，比如上图中氯变为羟基后又会和硅烷试剂反应，得到多层的C18链，最终的结果可能是比较难控制反应，不同批次填料的C18色谱柱重现性可能会稍差，但由于有更大的含碳量，化合物的保留会进一步加强，且对硅羟基的屏蔽会更加良好，碱性化合物的拖尾会得到改善。
如上所示，Si和C或O形成Si-C，Si-O共价键，其键能如下：

注：该表来源《色谱柱技术》

Si-O键的键能大于Si-C键的键能，Si-O对酸较稳定，对碱则不大稳定，当pH＞9时，Si-O键容易发生水解断裂，Si-C键则对酸不稳定，当pH＜2时，Si-C键容易破坏导致连接的官能团脱落。

对于C18色谱柱来说，酸性条件下使用比较常见，经常使用的0.1%三氟乙酸，0.1%磷酸水溶液，pH一般都在2.1以下，很少见到色谱柱坏的，相对来说C18色谱柱的耐酸的能力比耐碱强很多。

例如

在某API的项目中，前期针对合成提供的路线，从化合物1至API开发了对应的分析方法，色谱柱采用C18柱，流动相pH为6.5，随着项目的推进，某一天分析人员反馈，色谱柱出现了肩峰，由于项目比较着急，也就没在意，直接换一根新的接着用，没用几天，分析人员又反馈出现了肩峰，分析经理觉得肯定不正常，再回去跟合成人员沟通，合成人员说化合物5合成API为强碱条件下水解的（最初提供给分析的路线是酸水解），反应液没中和，直接送的强碱溶液，分析的稀释剂也为乙腈-水（1：1）。拆开柱子发现，前面柱头的硅胶已经空了一截，出现了空腔。

怪谁？合成打40大板，分析人员打40大板，分析经理打20大板，①合成人员不淬灭，也没告知分析溶液中有强碱；②分析人员做检测，不去了解工艺，强碱不能进普通的C18柱为常识，③分析经理也没及时去对接工艺。

后记

碱就像无形的刀，先伤了色谱柱的“芯”，再掏空它的“芯”，最后要了它的命—报销；武大已经用生命告诉我们，没有那个能力，不要玩高配，能力不行，硬抗小命不保；

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