1、聚酰胺柱色谱简介
1.1 聚酰胺
聚酰胺(Polyamide):是通过酰胺基聚合而成的一类高分子化合物
聚酰胺不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等有机溶剂
对碱较稳定,对酸尤其是无机酸稳定性较差
可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸
分子量:14000~17000
比表面:5~10m2/g
PH值: 6~7
1.2 分离原理
1.2.1 氢键吸附原理:
聚酰胺酰胺基可与羟基酚类、酸类、醌类、硝基等化合物以氢键形成结合而被吸附 其脂肪长链可作为分配层析的载体
1.2.2双重层析理论:
当用极性流动相(含水溶剂系统)洗脱时,聚酰胺作为非极性固定相,其层析行为类似反相分配层析,
当用有机溶剂洗脱时,聚酰胺作为极性固定相,其层析行为类似正相分配层析。
但固定相(吸附剂)的极性是由其本身结构及性质决定的,不应随洗脱液的改变而改变,
况且聚酰胺层析属于吸附层析,不是分配层析。
因此,“双重层析理论”也没有揭示出产生这两种相反现象的根本原因。
1.2.3 洗脱机理
聚酰胺分子中有极性酰胺基团和非极性的脂肪键。
作为一个相对弱极性的化合物,当移动相为极性强的溶剂(如水、乙醇、丙酮等)时,聚酰胺作为非极性固定相,其层析行为类似反相分配层析,极性较大的吸附物易被洗脱。随着洗脱剂极性降低,极性较小的化合物可相继被洗脱下来。
1.3 吸附规律
形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。
分子中芳香化程度越高,则吸附性越强;反之,则减弱。
易形成分子内氢键者在聚酰胺上的吸附相应减弱。
聚酰胺与物质的氢键缔合能力在水中最强
在含水醇中则随着醇浓度的增高而相应减弱
即随着醇浓度提高,样品越容易被洗脱下来
在高浓度醇或其它有机溶剂中则几乎不缔合
强酸或强碱均可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合
1.4 应用范围
特别适应于多元酚类化合物的分离,如黄酮、醌类、酚酸、含羰基化合物、羧基化合物等。
对鞣质吸附强,用于将植物粗提物中的鞣质除去。
2、新聚酰胺的前处理
取聚酰胺以90-95%乙醇浸泡,不断搅拌
除去气泡后装入柱中。
用3-4倍体积的90-95%乙醇洗脱
洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣(或极少残渣)
再依次用2-2.5倍体积5%NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2-2.5倍体积的10%醋酸水溶液洗脱
最后用蒸馏水洗脱至pH中性,备用。
5%NaOH水溶液洗脱时,洗至NaOH水溶液颜色极淡为止。
有时因某些鞣质与聚酰胺的不可逆吸附,用NaOH水溶液很难洗脱
可用5%NaOH在柱中浸泡,每天将柱中的NaOH水溶液放出一次,并加入新的5%NaOH水溶液
这样浸泡一周后,鞣质可基本洗脱完。
然后用蒸馏水洗脱至pH8-9
再用2倍量的10%醋酸水溶液洗脱,
最后蒸馏水洗脱至pH中性,重复使用。
3、操作过程
3.1 装柱:
一般将颗粒状聚酰胺混悬于水中,使其充分膨胀
然后装柱,让聚酰胺自由沉降;
注:当用非极性溶剂系统时候,则用组分中低极性的溶剂装柱。
3.2 上样:
稀释适当浓度上样
一般每100ml聚酰胺上样1.5-2.5g,
样品先用洗脱溶剂溶解,浓度为20%-30%。
水溶性化合物直接上样;
若提取物水溶性不好,则用挥发性有机溶媒溶解、拌适量聚酰胺、挥干或减压蒸干、干法装入柱顶。
3、水洗:先用水洗脱。
4、醇洗:在水中递增乙醇浓度至浓乙醇溶液,或氯仿、氯仿-甲醇,递增甲醇至纯甲醇洗脱。若仍有物质未被洗脱,可用稀氨水或稀甲酰胺溶液洗脱,分段收集。
5、找到最佳吸附比:先小量试验找到最佳吸附比
6、放大:根据小试及最佳吸附比进行放大试验。
7、聚酰胺的回收:使用过的聚酰胺一般用5%氢氧化钠溶液洗涤,然后水洗,再用10%醋酸液洗,然后用蒸馏水洗至中性,即可。
黄酮类化合物的分离
对于分离黄酮类化合物来说,聚酰胺是较理想的吸附剂。其吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中的羟基数目与位置。一般有以下规律:
1、苷元相同,连接糖越多,吸附力越大,流出越慢。2、母核上增加羟基,洗脱速度相应减缓。3、对位、间位酚羟基使吸附能力 〉邻位酚羟基。4、不同类型的黄酮的流出顺序一般是:异黄酮 〉二氢黄酮醇〉黄酮 〉黄酮醇。5、分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强,晚出柱。6、若形成分子内氢键则吸附力减弱。
聚酰胺柱层析的溶剂洗脱系统
含水溶剂系统
甲醇-水(4:1)
乙醇-水(2:1)甲醇-乙酸-水(90:5:5 )
非水溶剂系统
氯仿-甲醇(94:6)
苯-甲醇(3:1/7:3)
含水系统洗脱能力:碱液>甲醇>水
溶剂洗脱能力与溶剂极性相关可使化合物得到较好的分离。
选择系统时,可以将样品加入上述溶剂系统中,观察样品在聚酰胺薄膜的层析行为,然后确定溶剂系统。
黄酮苷元
氯仿-甲醇(94:6/96:4)
氯仿-甲醇-丁酮(12:2:1)
苯-甲醇-丁酮(90:6:4/84:8:8)
氯仿-甲醇-甲酸(60:38:2)
氯仿-甲醇-吡啶(70:22:8)
氯仿-甲醇-甲酸(60:38:2)
黄酮苷
甲醇-醋酸-水(90:5:5)
甲酸-水(4:1);乙醇(4:1)丙酮-水(1:1);异丙醇-水(3:2)30-60%醋酸;氯仿-甲醇-丁酮(64:25;10)乙酸乙酯-95%乙醇(6:4)氯仿-甲醇(7:3);正丁醇-乙醇-水(1:4:5)
酚类
丙酮-水(1:1)苯-甲醇-醋酸(45:8:4) ;环己烷-醋酸(93:7) ;10%醋酸
醌类
丙酮-水(1:1) ;正己烷-苯-醋酸(45:8:4) ;石油醚-苯-醋酸(10:10:5)
糖类
丙酮-水(1:1)苯-甲醇-醋酸(45:8:4) ;环己烷-醋酸(93:7) ;10%醋酸
氨基酸衍生物
苯-乙醇(8:2/9:1);50%醋酸;甲酸-水(1.5:100/1:1)乙酸乙酯-甲醇-醋酸(20:1:1);0.05mol/L磷酸钠-乙醇(3:1)
生物碱
环己烷-乙酸乙酯-正丙醇-二甲基胺(30:2.5:0.9:0.1) ;
水-乙醇-二甲基胺(88:12:0.1)
甾体、萜类
己烷-丙酮(4:1);氯仿-丙酮(4:1)
甾体苷
甲醇-水-甲酸(60:35:5);
乙酸乙酯-甲醇-水-甲酸(50:20:25:5)
聚酰胺与大孔树脂的区别
吸附原理不同:大孔树脂是物理吸附原理;聚酰胺是化学吸附原理,氢键吸附,用于酚类、黄酮类、醌类成分的分离。
大孔树脂的分离效果没有聚酰胺好。若是粗粉可以用大孔树脂进行分段,聚酰胺可用于黄酮类成分的细分或纯化。
聚酰胺树脂可以使用其干柱层析功能,在分离黄酮的过程中作用也是很大的,而大孔树脂则没有此功能。
聚酰胺树脂可以首先用聚酰胺薄膜展开系统,而大孔树脂没有薄层
树脂进行新药研发,其新药若用大孔树脂制备,必须有打孔的残留检查,而聚酰胺目前还没有正式的文件要检查其残留
聚酰胺上样时,其样品中的鞣质会对主子产生死吸附,大孔出现这种现象很少
大孔的可选择类型比聚酰胺多,而且还增加了许多键合类型,如ASD型,其键合了酰胺键,增加了其选择性。
聚酰胺柱层析的不足:
比如机械强度不大,
粒度不均匀,分离时流速较慢
一些小分子杂质混入的问题
采用的解决方案有:
1.装柱前先过筛
2.装柱时用5%甲醇或10%盐酸预先除去小分子杂质
3.与硅藻土混合制粒以增加机械强度。