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硅胶-你不知道的秘密,甲醇会溶解硅胶吗?2016-09-07

作为每天以硅胶柱为伴的从事有机化学这行的我们,可以说硅胶比女朋友都亲啊~

不过下面介绍的一些关于硅胶柱的小知识或许知道的人可能不多哦。

 

 

“GEL”代表的是什么?

为什么在这里silica要加上gel呢?silica是二氧化硅化合物的总称,而由SiO2构成的化合物有 ①結晶型化合物[石英・方石英石等]、 ②非结晶型化合物[硅胶・硅藻土等]。我们常用的硅胶是分散在水中的二氧化硅通过蒸发,由于内部的溶剂被蒸发掉后,形成了拥有空隙的网状结构的干凝胶。

 

硅胶的致癌性

可能大家听说硅胶跟石棉一样,是石头的粉,有致癌性所以千万别吸入身体!小编也一直相信了好多年,而这其实是假消息。其实与石棉一样具有致癌性的是「結晶性的氧化硅」而非晶型的硅胶应该是没有致癌性的

   但是、长期大量吸入的话,会引起尘肺(由于长期粉尘吸入,在肺部堆积对肺引起的进行性・不可逆病变)。因此在取用硅胶的时候一定要带好口罩!

 

硅胶溶于甲醇?

    我们发现过柱子的时候,如果使用甲醇的量增加的话会出现很多白色粉末。可能有些人认为这是硅胶溶解了,小编有段时间也是这么认为的。不过,在询问了硅胶公司后,得到的答案是「硅胶不溶于甲醇!

    那那个出现的白色粉末是什么?

    要明白这个东西,首先得知道硅胶的制备方法。硅胶首先,需要苏打硅酸盐等硅酸碱盐通过酸水解,使得硅酸末端变成Si(OH)2的形式。然后用水洗除去酸。得到的氧化硅水溶胶再通过高温干燥得到干凝胶,也就是我们平时用的硅胶。

    在甲醇中溶出的是碳酸钙等矿物成分。由于硅胶制备中需要用到大量的水,而质量一般的硅胶都是使用的硬水,硬水中含有很多矿物质,在水被蒸发掉后,这些矿物质还是保留在硅胶中。因此在使用甲醇作为洗脱剂时候,这些矿物质一部分被溶解,在甲醇挥发的过程中又析出。因此甲醇的含量的极限一般在30%,超过这个值得话,出现溶出白色粉末的可能性就很高。

    而有的实验室使用的硅胶在制备过程中使用的软水,那么矿物成分含量就比较少,因此即使用100%的甲醇洗脱的话也不会有析出白色粉末的现象。所以这一点大家可以用来检验下实验室用的硅胶的好坏了。

 硅胶的酸性

可能大家在进实验室的时候会听到「硅胶的酸性促进了反应的进行!」 「化合物在柱子上挂掉了!」这样的声音。但是硅胶不溶解啊,真有那种程度的酸性可以影响到反应么!?。这个。。由于实验事实在此,这也不好多说… 但是由于大家用的硅胶出于不同的公司,所以感觉有点捉摸不清啊。

可能这只能归因于硅胶的制造手法了。硅酸末端的Si=O用酸处理转化成Si(OH)2与水解的过程中,使用了大量的无机酸。虽然最后通过水洗除去了大量的酸,但是由于洗涤的方法每个公司不同,所以残留的酸的多少也各异,因此有时候硅胶是略带酸性的。

最近有一种中性硅胶,这种硅胶是在水洗时候非常严格的调整了pH,保证了最后的产品硅胶是中性。

 

 硅胶的种类

由于市售的硅胶有很多不同的性质,小编在这里大概粗分了一下。希望各位读者在过柱子时候分不纯的情况下可以作为参考。

球状硅胶: 表面积大。容易均一充填,分离度高。scale-up的时候柱子比较稳定,分离重现性高。并且产品中微粉比较少因此柱子背压比较低。

表面处理硅胶:硅胶表面的硅烷醇被官能团修饰过的硅胶。

最后介绍一点实验的小技巧,监测反应的时候同时用两种TLC!!(这个前提是实验室够有钱,或者有必要的时候)

就举一个简单的例子,实用与否请各自评判。

含有胺基端基的碱性硅胶的特征 : 碱性物质可以与中性物质一样,被稳定吸着,而酸性物质基本无法跑板。比如crude中含有醛(有时候是酮)的话,会与这种硅胶形成亚胺,留在远点。而其他的中性物质,与跑普通硅胶板一样在展开到同一位置。由于显色试剂会参与反应,所以UV以外的话可能只能使用碘显色。

而如果实验中使用两种TLC监测的话,通过比较两块TLC,可以就能得到更多的信息,而追踪反应的能力可能也会有一定的提高。

结语

柱子虐我千百遍,我却待它如初恋。点好TLC,追踪好反应,那么实验就成功了一大半,而另一半就是过好柱子,得到产物。从此可见硅胶在有机化学反应中的重要地位,好好爱柱子,好好爱有机。

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