手动通阀分析

01 摘要通过使用手性催化剂对烯丙醇香叶醇进行环氧化反应，可以通过夏普莱斯不对称合成法选择性地制备出（2S,3S）-环氧香叶醇。合成后的（2S,3S）-环氧香叶醇通过自动化 Flash 色谱法和手动玻璃柱色谱法进行了纯化。为了确定哪种纯化方法对化学家在专业和教学环境中更有益处，我们对每种纯化方法的成功率、效率、质量和经济性进行了分析和比较。结果发现，使用 Teledyne ISCO CombiFlash® NextGen 300+ 系统的自动化色谱法在成功率、效率和成本效益方面均优于传统的手动玻璃柱色谱法。02 背景 Flash 色谱法通常作为本科生实验室实验的一部分而被广泛使用。在研究生研究中，由于需要对合成化合物进行纯化，它也是常规使用的技术。Flash 色谱法是一种简单、低成本的色谱技术入门方法，它在纯化化合物方面非常有效。 开放柱的优点开放柱的缺点 尽管自动化 Flash 色谱系统的出现，开放柱在大学中仍然非常流行。它们的初始资金成本很低，因此可以同时使用多个。它们还提供了一种直观的感受，展示了 Flash 色谱是如何进行的。 开放柱由易碎的玻璃制成，一旦破损，需要清理尖锐的碎片和松散的硅胶。在实验结束时，需要对玻璃柱进行填充和拆卸，这会使学生们接触到硅胶粉尘、溶剂以及柱子上残留的任何化合物。开放柱只能使用等度或阶梯梯度。柱子运行需要更多时间，并且需要持续监控，管理溶剂和组分。由于缺乏任何检测器，需要大量的 TLC 板来识别感兴趣的组分。 自动化 Flash 柱的优点自动化 Flash 柱的缺点自动化 Flash 柱是自成一体的，因此在实验完成后，不会接触到硅胶或柱子上残留的任何产品或溶剂。这些柱子填充得当，提高了分辨率，减少了共洗脱峰的可能性。尽管这些柱子是用塑料包装的，但由于检测器可以显示哪些组分应该合并，而不是使用薄层色谱（TLC）板来观察化合物何时被洗脱，因此减少了固体废物。自动化系统允许对梯度进行实验（以梯度冲洗进行纯化测试），并且比开放柱更好地展示了梯度改变与分辨率之间的关系。由于无需填充或清洁柱子，而且纯化过程更快，所以在给定时间内可以处理更多样本，开放柱可同时运行的优势因此被抵消了。 自动化系统的主要缺点是 Flash 色谱设备的初始投资较高，因此与开放的玻璃柱相比，可用的色谱系统数量更少。此外，还需要持续投资预装填的柱子，以及与设备相关的任何维护成本。 03 结果与讨论测试编号 手动（管柱）纯化回收率或产率（%）自动（管柱）纯化回收率或产率（%）#429.0452.85#549.7356.14产率和时间分析成功合成了(2S,3S)-环氧香叶醇，并通过手动与自动化 Flash 色谱法进行了纯化。为了评估两种方法的优劣，我们对比了它们的成功率、效率、产物质量和成本。 通过分析产率，我们发现自动化纯化的产率较高，实验显示分别为 52.85% 和 56.14%，而手动纯化产率仅为 29.04% 和 49.73%。自动化纯化使用预装填柱，紧实充填的硅胶提高了分离效率，减少了样品在柱中的停留时间，避免了环氧环的潜在不稳定。 从纯化质量来看，自动化纯化也表现更佳。NMR 谱图显示，自动化纯化的产物杂质和溶剂残留较少。尽管两种方法都去除了大部分杂质，但自动化技术在纯化效果上更为出色。 在时间效率方面，自动化纯化显著优于手动纯化。自动化过程仅需 26 分钟，而手动纯化需 135 分钟，大大节省了时间和劳力，并减少了操作错误的风险。自动化系统还提供用户友好的操作界面，减少了人为错误并提高了重现性。 经济效益分析表明，自动化纯化的总成本低于手动纯化，为教学实验室提供了一种经济有效的解决方案。此外，自动化纯化减少了对环境的负担，使用了更少的一次性材料，更易于处理废物，并且更安全，因为操作人员无需直接接触硅胶。 综上所述，自动化 Flash 色谱法不仅提高了纯化效率和产物质量，而且更加经济和环保，是化学家们在专业及教育环境中的理想选择。 04 经济分析 平均来说，每个手动玻璃柱纯化所需的材料如表 1-3 所示，用量一致。而自动 Flash 色谱纯化的溶剂用量则根据所选参数和柱子大小（在本例中为 12 克和 4 克柱子）而定。以下是每次纯化所用的材料和溶剂详情。需要注意的是，初始需要的可重复使用设备未包含在价格明细和比较中，如手动纯化用的玻璃器皿和自动纯化用的 Teledyne ISCO CombiFlash NextGen 300+，未包含在价格明细和比较中。 以下比较中使用的化学产品供应商是 Sigma Aldrich；因此，列出的所有价格都基于这家供应商。 表 1：一次手动玻璃柱纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used (£ ) 70% hexane/30% EtOAc (600 mL)49.59230-400 mesh Silica Gel (100 g)10.90Dust mask2.37Sand (5 g)0.39TLC plates (7 total)11.48Pipette tips (26 total)0.39KMnO4 (100 mL) (TLC plate detection)4.39一次纯化的总材料成本：79.51£ 表 2：使用 4 克柱进行一次自动 Flash 纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used （£ ） Hexane (100 mL)9.80EtOAc (100 mL)4.694 g RediSep Gold silica column5.00Hexane chaser (1 mL)0.0981 mL Syringe (2 total)0.22一次纯化的总材料成本：19.81£ 表3：使用12克柱进行一次自动 Flash 纯化所用材料的价格细目Materials UsedPrice per quantity used（£ ）Hexane (300 mL)29.40EtOAc (200 mL)9.3812 g RediSep Gold silica column500Hexane chaser (3 mL)0.291 mL Syringe (1 total)0.1110 mL Syringe (1 total)0.52一次纯化的总材料成本：44.70£ 05 实验步骤 将粉末状分子筛（0.28克）和无水二氯甲烷（15毫升）一起加入并混合，同时冷却至 -10°C。然后在前述混合物中加入 L-(+)-二乙基酒石酸酯（0.13毫升）和钛（IV）异丙醇盐（0.15毫升），随后再加入叔丁基氢氧化物的癸烷溶液（5.5 M，约3毫升）。混合物在 -10°C 下搅拌 10 分钟，然后冷却至 -20°C。将香叶醇（1.54克）溶解在无水二氯甲烷（1毫升）中，并确保温度不超过 -15°C 的情况下加入到混合物中。加入后，混合物在 -15 至 -20°C 下搅拌 60 分钟。然后将混合物升温至 0°C，并加入水（3毫升）。当溶液升温至室温时，加入饱和氯化钠的氢氧化钠溶液（30%，0.7毫升）。混合物搅拌 10 分钟。然后用二氯甲烷（2 × 10毫升）萃取水层。合并的有机层用 MgSO4 干燥，并在减压下浓缩以得到粗制的（2S,3S）-环氧香叶醇。 表4：实验 4（使用4克柱）的固定参数项目所用参数 Wavelengths254 nm (red)280 nm (purple)Mobile phasesSolvent A: HexaneSolvent B: Ethyl acetateFlow Rate13 mL/minEquilibration Volume7.0 CVGradient% Solvent B0.00.0100.0100.0100.0MinuteInitial0.510.03.52.8Run Length11.4 min, not includingequilibration timeNotesELSD used表5：实验 5（使用12克柱）的固定参数项目所用参数Wavelengths254 nm (red)280 nm (purple)Mobile phasesSolvent A: HexaneSolvent B: Ethyl acetateFlow Rate30 mL/minEquilibration Volume6.0 CVGradient% Solvent B0.00.0100.0100.0MinuteInitial0.510.03.5Run Length8.3 min, not includingequilibration timeNotesELSD used 06 结论 通过手动和自动 Flash 色谱法纯化了合成的（2S-3S）-环氧香叶醇。研究发现，与手动纯化相比，自动 Flash 纯化在纯化合成的粗产品方面更为成功，因为它能从产品中去除更多的杂质和残留溶剂峰。这一点通过分析获得的 NMR 光谱得以证实。此外，通过分析获得的产量比较了每种纯化技术的效率。结果表明，自动纯化的产量更高。此外，自动柱纯化比手动柱纯化耗时少得多，从而蕞大化了实验室的时间利用。这消除了采用手动玻璃柱纯化所需的劳动力投入，并避免了可能发生的高风险错误。与自动纯化相比，手动纯化成本更高、对环境更不友好，并且对用户的危险更大。因此，可以得出结论，自动纯化仪器（如Teledyne ISCO CombiFlash NextGen 300+）是一项值得投资的设备，因为它效率更高，能更成功地纯化合成产品，并且是一种更经济、对环境更有意识的投资。这一结论适用于专业环境中的化学家，如研究或工业领域，以及本科化学教学设施中的化学家。07 补充信息 实验4 手动纯化使用的粗产品 = 1.000 g获得的纯手动纯化产品 = 0.2933 g产率 = 0.2933/1.000 × 100 = 29.33 %自动纯化使用的粗产品 = 0.4 g获得的纯自动纯化产品 = 0.2114 g产率 = 0.2114/0.4 × 100 = 52.85 % 实验5 手动纯化使用的粗产品 = 1.0441 g获得的纯手动纯化产品 = 0.2855 g产率 = 0.2855/1.0441 × 100 = 49.73 %自动纯化使用的粗产品 = 1.0 g获得的纯自动纯化产品 = 0.5614 g产率 = 0.5614/1.000 × 100 = 56.14 % 自动 Flash 管柱纯化结果：实验4（上图，4克柱）和实验5（下图，12克柱）参考文献1. Purification of Delicate Compounds with RediSep Gold® Diol and Cyano Columns Retrieved 19 Nov 2021

2018年正值瑞士万通成立75周年，在此之际，瑞士万通携两款新产品亮相上海慕尼黑分析生化展。为期三天的展览，瑞士万通为观众诠释了公司的发展理念People You Can Trust——万般信任，精通分析！瑞士万通展台本次慕尼黑展会上，瑞士万通推出了两款全新产品，Eco全自动/半自动滴定仪和Mira DS手持拉曼光谱仪。众所周知，瑞士万通自di一支pH计问世以来，经过多年的技术创新与沉淀，其电位滴定仪产品一直是业界的领跑者。本次Eco系列自动电位滴定仪共有两个型号：分别是Eco全自动电位滴定仪和Eco半自动滴定仪。Eco系列自动电位滴定仪Eco半自动滴定仪是“一个真正的多面手”，将数字滴定管、内置的磁力搅拌器、触控式显示器和符合GLP标准的计量或滴定应用文档整合在一台设备中，可快速、可靠的进行手动滴定，轻松配制任何浓度的标准溶液，为样品制备、化学合成和其他化学反应而量取精确体积的溶液。Eco系列自动电位滴定仪的推出，充分展现了瑞士万通做“让大众用得起的滴定仪”的产品发展理念。Mira DS手持拉曼光谱仪2018年，瑞士万通相继收购美国IPS公司和必达泰克的光谱业务，全方位加强了瑞士万通拉曼产品在工业领域的已有地位。本次发布的Mira DS手持拉曼光谱仪，主要针对的是安防领域，旨在满足这一领域的客户需求。Mira DS手持拉曼光谱仪采用激光器做光源采集样品的指纹图谱，通过和Mira DS预存的成千上万条图谱相匹配来鉴别样品，收集到的数据自动保存并生成报告。展会同期，瑞士万通专门为两款新产品定制了新品发布会。在瑞士万通新品发布暨青年化学师颁奖仪式上，瑞士万通中国副总经理刘斌华为本次活动致欢迎辞，并介绍瑞士万通的发展历程。新产品亮相之后，瑞士万通电位滴定产品经理龚雁与拉曼产品经理李晓云分别对两款新品做了详细汇报，意在让大家充分了解瑞士万通zui新技术与应用。瑞士万通中国副总经理刘斌华致辞瑞士万通中国电位滴定仪产品经理 龚雁瑞士万通中国拉曼产品经理 李晓云本次会议的另外一个重点内容是青年化学师颁奖仪式。青年化学师奖是瑞士万通举办的一个全球性活动，中国区域的评选工作由瑞士万通中国有限公司负责。这一活动面向中国境内具有中国国籍的在读学生开放，高校和科研机构的在读本科、硕士和博士均可参加。其中，第二名和第三名分别获得了由瑞士万通中国有限公司提供的2000和1000美元奖金；而第1名除获得瑞士万通中国有限公司提供的7000美元奖金外，还可被推荐至瑞士万通总部与全球其它国家的获胜者进行角逐免费去瑞士参观访问的机会。中国区最终胜出的前三名获奖者，分别是：No.1、易琳，苏州大学药学院博士，参赛题目：基于离子色谱（HPAEC-PAD）与飞行时间质谱（Q-TOF）联用技术精zhun解析多糖结构序列的研究No.2、孙鹏，南京大学大气科学学院博士，参赛题目：Two years online measurement of fine particulate nitrate in western 1 Yangtze River Delta: Influences of thermodynamics and N2O5 hydrolysisNo.3、罗德映，北京大学物理学院人工微结构与介观物理国家重点实验室博士，参赛题目：高效率反式平面结钙钛矿太阳能电池青年化学师颁奖现场活动尾声，瑞士万通环球大使Stephanie上台为参会人员介绍瑞士万通75周年活动，展示了环球大使在澳大利亚、韩国、日本、新西兰、西班牙、意大利等全球不同地方的体验，并传播“虽然一家公司的员工拥有不同的文化、不同的语言和不同的信仰，但大家有一个共同的事业，即分析化学事业，瑞士万通员工在不同的文化背景和宗教信仰下如何共同工作和生活”的理念。瑞士万通环球大使Stephanie关于瑞士万通瑞士万通是当今wei一一家全方位涉足各类不同离子分析技术的公司，产品包括自动电位滴定仪、离子色谱仪、卡尔费休微量水分滴定仪、伏安极谱仪、电化学工作站、手持拉曼光谱仪和近红外光谱分析仪等。瑞士万通旗下拥有六个品牌：“Metrohm”、“Metrohm Autolab”、“Metrohm Applikon”、“Metrohm NIRSystems”、“Metrohm Raman”、“Metrohm DropSens”，以其自动电位滴定仪、卡尔费休微量水分滴定仪、离子色谱仪、伏安极谱仪、手持拉曼光谱仪以及近红外光谱分析仪著称，技术领xian世界。您可以从瑞士万通获得大量有关离子分析和近红外分析的方法和技术。

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