ВЭЖХ

[StYV]

ВЭЖХ.
К сожалению за давностью лет и переездов часть прописей утрачена. Поэтому в ряде случаев будет дано только описание, а в остальных методики.
1. Силикагель.
Силикагель для обращеннофазовой хроматографии обычно имеет следующие параметры:
- средний диаметр пор 10-13 нм;
- удельная поверхность около 300 м2/г.
В качестве сорбента более выгодно использовать сферический силикагель. О его получении можно почитать в монографии Unger,а, в ГПНТБ есть перевод – правда не полный. У него же есть и патент с описаниями. Силикагель получают в две стадии:
- на первой получают олигосилоксан из тетраэтоксисилана в кислой среде;
- на второй гидролизом олигосилоксана в щелочной среде получают сферический силикагель.
В свое время я пытался воспроизвести первую стадию. Но после двух попыток плюнул и разработал свой способ получения олигомера. Вторая стадия вполне воспроизводима.
Существует и ряд других патентов по получению сферического силикагеля. Но получаемый силикагель необходимо охарактеризовать, то есть получить распределение по диаметрам пор в частицах. Для этого надо снимать изотермы сорбции и десорбции азота, для чего нужна довольно сложная аппаратура. Ее описание можно посмотреть в монографии Карапетяна (не совсем уверен в фамилии). Можно оганичиться измерением удельной поверхности силикагеля – аппаратура попроще. Но в этом случае средний диаметр пор неизвестен – его можно только сопоставить с известными образцами.
Таким образом получение сферического силикагеля в наших условиях проблематично, в основном из-за необходимости определения его параметров.
Более доступно получение необходимого сорбента из промышленно выпускаемого силикагеля. Вполне подходящим является силикагель марки КСКГ (выпускался Воскресенским химзаводом, Московская область) в виде сферических гранул диаметром около 5-7 мм. Его параметры:
- средний диаметр пор около 13 нм;
- удельная поверхность около 300 м2/г.
В силу особенностей получения в нем большое количество железа. От железа можно освободиться следующим образом:
- в обычную трехлитровую (у меня была 10 л) банку засыпают необходимое количество силикагеля, заливают соляной кислотой (чда или хч, концентрацию можно уточнить в переводе монографии Шталя по ТСХ в 2 томах) и закрывают полиэтиленовой крышкой. Через сутки надевают крышку с просверленными в ней дырками и сливают кислоту (окрашена в желтый цвет). Эту процедуру повторяют, пока окраска сливаемой кислоты почти не исчезнет (у меня 4 раза). Затем таким же образом силикагель отмывают дистиллированной водой до рН 5-6 и сушат на воздухе.
Сухой силикагель далее необходимо перемолоть. Я молол его в фарфоровой (лучше в агатовой) шаровой мельнице с фарфоровыми шарами. Мокрый помол лучше не делать – все превращается в какую-то массу и помол не происходит. Степень помола контролируется, растирая массу между пальцами. Не должно ощущаться крупных частиц.
Молотый силикагель просевают через сита, начиная ячейки 1 мм и кончая ситами с ячейкой 40 мкм. Материал для сит с размером ячейки 40 мкм и выше производит завод им. Лепсе в Красногорске (Московская область). Силикагель с размером частиц более 40 мкм снова перемалывают.
Для упаковки колонок используют сорбенты с размером частиц 5 (4-6), 7 (6-8) и 10 (8-12) мкм. Наиболее простым способом их выделения из полученной фракции является седиментация в жидкости.
Седиментацию необходимо проводить в цилиндрах диаметром не более 10 см, высота столба суспензии 10-20 см, концентрация суспензии не более 10% (объемных), оптимально 7-8%. В качестве жидкости лучше использовать дистиллированную воду с добавкой 2-3 капель аммиака. Кратко опишу процедуру.
В цилиндр вносят необходимое количество сухого силикагеля и воду с добавкой аммиака до необходимой высоты столба. Суспензию встряхивают до однородной массы и озвучивают на ультрасонике 3-5 минут (для разъединения частиц с размером менее 2 мкм (пыль), налипших на частицы силикагеля). После выдержки в течение времени, за которое частица с размером, например, 12 мкм опустится на половину столба жидкости (примерное время рассчитывается по формуле для сплошных сферических частиц) отсасывают с помощью вакуума верхний столб суспензии до его половины. В собранной фракции будут иметься в основном частицы с размером 0-12 мкм. Затем доливают воду и эту процедуру повторяют необходимое количество раз. Через 4 раза частиц с размером 0-12 мкм в исходной суспензии останется около 6.25%, а 5 раз - 3.125%. Оптимальный процент отбора суспензии находится в пределах 25-50%. Остаток перемалывают.
Фракционирование можно проводить и в других растворителях, например, в ацетоне – тогда время уменьшается (вязкость меньше). Фракционирование обращеннофазового сорбента лучше проводить в ацетоне, практически все сорбенты им смачиваются, в моей практике я не встречал сорбента, который бы им не смачивался.
Контроль размеров частиц проводят с использованием обычного микроскопа, снабженного насадкой для определения размеров. Цену деления шкалы насадки определяют с помощью меры с ценой деления 10 мкм.
Таким образом выделяют нужные фракции сорбента. Так как этот способ фракционирования не очень хорош приходится проводить повторное фракционирование выделенной фракции.
Процедура получения силикагеля конечно утомительна, но ее можно делать параллельно несколько загрузок. Может вызвать затруднения помол и микроскопия, но всегда можно найти людей у которых это есть. Если есть вопросы – пишите сюда, постараюсь ответить.
С уважением StYV.

[Cherep]

Вау. Спасибо. Длинно-сложно, однако.
Может это както в виде html увековечить ещё.

[StYV]

Как я вижу энтузиазма особого нет. Для облегчения жизни можно использовать силикагель для ТСХ. Так "LiChrosorb Si 60" (Мерк) имеет следующие параметры:
- средний диаметр пор 6 нм;
- удельная поверхность около 600 м2/г;
- размер частиц 2-40 мкм (частицы неправильной формы).
Молекулярная масса анализируемых веществ до 500 Да (я работал с такими веществами), может быть и выше до 1000-2000 Да.
Но фракционировать его придется. Лчше в такой последовательности:
- 0-12 мкм;
- 0-6 мкм;
- 0-4 мкм;
- 6-8 мкм.
Таким образом получается сорбент с размером частиц 5, 7, 10 мкм.
С уважением StYV.

[Cherep]

Ну я лично сейчас в такой ситуации, что колонки у меня есть. Хоть и чьито юзаные, но работали! А что будет через год - хз.

Так что чего плохого в том, что Знания полежат тут.

[Flute]

наконец-то я вижу вменяемую методику седиментации!

StYV, спасибо! порадовали

[ИСН]

По уму, для концентрированной мудрости like this надо бы залудить отдельный форум "Готовые методики", или такой подфорум в каждом из тематических форумов.

[alex_mop]

Уважаемый StYV. Прежде всего благодарю за столь подробное и очень важное (по крайней мере для меня) описание стадий синтеза, т.к. возможности экспериментировать у меня нет либо они минимальны и моя задача получить "привитую силику" с минимальным кол-вом головной боли.
Думаю, что теперь она значительно упростилась. Остался лишь вопрос по поводу температуры проведения реакции:
"Обращеннофазовый сорбент С8.
В колбу емкостью 2 л под аргоном помещали 100 г силикагеля, 1500 мл сухого толуола и 30 г октилдиметилхлорсилана. Реакционную смесь периодически перемешивали. Реакция заканчивается за 8 часов. Реакционную смесь выдерживали 2 суток. По окончании реакции добавляли 30 г триметилхлорсилана и выдерживали 2 суток. Толуол сливали декантацией, сорбент промывали толуолом, метанолом и сушили на воздухе.".
А также помешает ли присутствие железа в силикагеле проведению этой реакции? Мне оно не мешает.
Спасибо

[StYV]

1. Синтез обращеннофазового сорбента проводится при комнатной температуре.
2. Наличие железа при синтезе сорбента не мешает. Оно влияет на устойчивость сорбента и может потом сказаться при хроматографии. Современные хорошие силикагели делают из тетраэтоксисиланов (и аналогичных компонентов) по нашей квалификации "осч".
С уважением StYV.

[alex_mop]

Спасибо за исчерпывающий и понятный ответ.

[StYV]

Так получилось, что сообщение по упаковке колонок оказалось в разделе "органическая химия"
С уважением StYV.

[Himera]

Переместил тему "ВЭЖХ-4" сюда.

[StYV]

Спасибо!
С уважением StYV.