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flash纯化中,如何优化TCL点板信息,确保化合物最高效分离?

 新用户09324243 2024-05-09 发布于浙江

本文,我们将讨论对洗脱机溶剂比例该如何优化,以得到最理想的Rf值条件。同时在这样的条件下,BiotageFlash快速制备色谱系统可以使得纯化分离效率最大化,更大上样量,更小溶剂消耗量,提高分离效果。

我们知道,对于化合物的分离而言,流动相溶剂的选择至关重要,它会直接影响到化合物的分离效果。那么在在流动相已经做好选择之后,纯化的关键就到了流动相比例摸索和确定。这一步的优化不仅可以提高上样量,同时可以减少溶剂消耗量,节约时间和能源,进一步提高Flash纯化效率,很多用户反映说Flash并没有非常节省溶剂的原因主要出自这里。

图片

每一次的纯化分离当中,目标化合物都是从其他杂质中分离纯化而来,但是并不是每一次的纯化都是最优条件,为了能够有快速的分离以及节约溶剂,找到最佳的优化条件是非常必要的。

当每次我们对纯化条件进行优化的时候,TLC薄层色谱是最行之有效的方法,首先在选定的溶剂体系中,需要对溶剂比例进行调整,做到目标产物的Rf值保持在0.1-0.4之间(薄层色谱中,溶剂从原点渗透到距离a的时候,如果位于原点的物质从原点向前移动到b,那么b/a的值(0.0—1.0)就是这种物质的Rf值),Rf值的大小反应了目标化合物在对应条件下的保留难以程度,数值越大越不易保留;在Flash纯化中,我们常常使用柱体积(CV,之前的文章中,有提过柱体积的概念)的多少来表示保留的难易程度,那么我们知道的是,对于Rf=0.2的化合物的条件下,要将它从flash色谱柱中相同条件下洗脱下来,需要的柱体积应该是1/Rf=5的柱体积;根据他们的定义,CV=1/Rf,根据这个公式,我们就可以算出相邻两个化合物之间的柱体积之差

ΔCV= 1/Rf2 – 1/Rf1

ΔCV= CV2 – CV1

图片
四种不同条件的溶剂体系:10%EtOAC, 20% EtOAC, 30% EtOAc, 40% EtOAc

举例:如上图,五种组分的化合物在不同溶剂条件下(10%,20%, 30%, and 40% ethyl acetate in hexane)进行薄层板展开实验,乙酸乙酯的含量越大,保留越弱,Rf值越大,ΔCV越小,越不易分离。从图中看,五种化合物在TLC板中都已经分离开,但是并不是每一种条件都可以应用到Flash柱层析当中,一般情况下,我们需要选定将Rf值应处于0.1-0.4之间,以化合物3为目标化合物而言,只有10%EA20%EA的条件符合规则。


10%

20%

30%

40%

 Migrationdistance





化合物1

43

42

44

41

化合物2

20

24

31

41

化合物3

8

16

26

33

化合物4

3

11

20

27

化合物5

2

8

15

22

Solvent Front (SF)

52

50

51

46






Retention Factor (Rf)





化合物1

0.83

0.84

0.86

0.89

化合物2

0.38

0.48

0.61

0.89

化合物3

0.15

0.32

0.51

0.72

化合物4

0.06

0.22

0.39

0.59

化合物5

0.04

0.16

0.29

0.48






Column Volumes (CV)





化合物1

1.21

1.19

1.16

1.12

化合物2

2.60

2.08

1.65

1.12

化合物3

6.50

3.13

1.96

1.39

化合物4

17.33

4.55

2.55

1.70

化合物5

25.00

6.25

3.40

2.09






ΔCV





1-2

1.39

0.89

0.49

0.00

2-3

3.90

1.04

0.32

0.27

3-4

10.83

1.42

0.59

0.31

4-5

8.67

1.70

0.85

0.3

即使已经掌握的合适的RfCV条件的情况下,分离方法也不一定就是完全合适,还需要看ΔCV值,这反应了相邻化合物之间的分离度,只有在最后确定了ΔCV值是出于有效范围之内,才能化合物可以得到非常有效的分离,另外,ΔCV值越大,此方法条件的载样量就会越大,所以ΔCV的选取至关重要,他不仅保证了化合物的分离,同时还进一步了加大了载样量,节省溶剂和时间成本。

上表中,化合物3为目标化合物,在10%EA20%EA的两种条件下,其Rf值分别为0.150.32,相应的CV值分别为:6.53.13,为了确定更好的分离效果,我们需要计算化合物3与化合物24之间的ΔCV值,可以发现在10%EA的条件下,ΔCVVS compound2=3.9;ΔCVVS compound4=10.83;而在20%EA的条件下,ΔCVVS compound2=1.04;ΔCVVS compound4=1.42;数值小太多,会非常限制样品的分离纯化量。

Biotage制定了不同ΔCV,对应使用的色谱柱以及纯化量,见下表:

图片

可以发现,如果我们使用的是BiotageSNAP 10g常规色谱柱,20%的条件下,样品的最大的纯化量不能超过100mg,而如果ΔCV值在4以上(10%EA条件下),纯化量可以达到500-1000mg。用户可以根据表格信息,自行选择色谱柱和溶剂纯化条件。

我们分别用这两种条件进行了对比实验:

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100mg样品,BiotageSNAP 10g 色谱柱,用10%EA的条件纯化以上五种化合物

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100mg样品,BiotageSNAP 10g 色谱柱,用20%EA的条件纯化以上五种化合物

从以上色谱图可以发现,20%EA条件下分离效果并不理想,只因为ΔCV值的选择并不好,而对10%EA条件下的分离就会有明显优势,化合物3在化合物24之间完美分来,同时另外几种化合物之间的分离也得到了完美呈现,相信在此条件下,上样量仍旧可以有一定的提升。

因此,从实验结果来看,仅仅在TLC上面显示化合物已分开的条件并不充分,我们还需要将Rf值以及ΔCV值确定下来,才能保证完美的分离。

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