Хенке_Жидкостная хроматография [2009]

ные сведения можно получить из анализа метанолизата. Переэтерифицирован ная метанолом оригинальная проба был разделена напрямую, т. е. без концент рации на 5 метровой Сефадекс LH 20 колонке. Разделение методом ВЭЖХ по казало, что наряду с олеиновой кислотой (80%) имелось еще 4 другие кислоты: лауриновая, миристиновая, пальмитиновая и стеариновая (всего 20%). Были выбраны следующие условия разделения (рис. 4.8).

120 мг

440 мг

Эмульгатор

430 мг

ч

Рис. 4.8. Препаративное разделение смеси эмульгатора для прядильных препара ций на обращенной фазе С 8 c помощью метанола: (1) этоксилированный N,N’ бис (2 гидроксиэтил) 5,5 диметилгидантоин в смеси с моно (2) и диолеатом (3)

62 Глава 4. Примеры разделения из практики

4.1.5. Водорастворимое производное лигнина

Лигнин по методу сольволиза (светло коричневый порошок) можно превратить путем присоединения избыточного глицида в полярный аддукт (продукт присо единения), который хорошо растворяется в воде. Следующая химическая «струк

турная формула» показывает представительный вырез из елового лигнина:

(Лигнин)

(Лигнин)

(Лигнин)

Вырез лигнина обладает 13 алифатическими и 4 ароматическими НО группа ми с молярной массой 4979. Для насыщения гидроксильных групп так, чтобы на каждую приходилось по 1 молекуле глицида, потребуется на 4979 г лигнина 1258 г

эпоксида. Однако этот аддукт еще не водорастворим, поэтому использовался бóль ший избыток глицида. 2,21 г лигнина по методу сольволиза и 4 г глицида дали

через 24 часа в автоклаве (промывка N2) при 150°С вязкую коричневую массу, с помощью которой можно было получить в воде примерно 50% ный раствор. Этот

продукт присоединения, растворенный в воде, был разделен на стандартном 5 мет ровом колоночном гарнитуре Сефадекс LH 20 c помощью растворителя.

Результат этого разделения представлен на рис. 4.9.

ÊРАЗДЕЛЕНИЮ ИЛИ К АДДУКТУ (ПРОДУКТУ ПРИСОЕДИНЕНИЯ)

•Пики 1 и 2 дали аналитически вместе количество продукта присоединения,

которое могло быть получено в молярном соотношении 1 : 1, т. е. 1 моль глицидгидроксильных групп. Если бы такое произошло, то пики 3…7 явля

лись бы олигомерами глицида, которые для пиков 1 и 2 действуют как ве щества, способствующие растворению, потому что аддукт 1 : 1 не растворя ется в воде. Идентификация пиков 3…7 дала бы точное решение.

•До самой маленькой доли продукт также хорошо растворим в метаноле. В ацетоне, наоборот, растворим только частично, предположительно менее

полярные доли растворимы в кетоне. Были выбраны следующие препара тивные гель хроматографические условия разделения:

Слабая индикация

ч

Рис. 4.9. Препаративное разделение водорастворимых производных лигнина на Сефадексе LH 20 c помощью воды

4.1.6.Реакционный продукт из масляной (бутановой) кислоты, глицида и акриловой кислоты

Из масляной (бутановой) кислоты, глицида и акриловой кислоты

СН3–(СН2)2–СООН + СН2–СН–СН2–ОН + СН2=СН–СООН

\ /

О

64 Глава 4. Примеры разделения из практики

возникает согласно сведениям из литературы бифункциональная смесь сложного эфира с химически активными группами СН2=СН– и –ОН, а также соединения с изомерией положения, так как группу (–ОН) можно расположить первично или вторично. Реакционный продукт был хорошо растворим в дихлорметане и на Се фадексе LH 20 со слоем геля 35 см (внутренний диаметр 25 мм), дал с этим ра створителем в качестве подвижной фазы высокий пик с несколькими уступами. Признаком этого является то, что на гелевом слое 461 см (колонка 1 м + 2 по 2 м, внутренний диаметр 25 мм) можно рассчитывать на количественное разделение вне рабочего времени (выгодно и быстро). Доказательством этого служит хрома тограмма на рис. 4.10. Пики 1…3 из за незначительного количества не представ ляли интереса для идентификации. Поэтому элюаты были объединены, сконцен трированы и остаток взвешен. Тем больший интерес вызвали пики 4 и 5, так как это по количеству главные компоненты реакционной смеси. С помощью спект ров 1Н ядерной магнитно резонансной спектроскопии оба пика были идентифи цированы как искомые соединения.

Хроматограмма и результат разделения большего количества реакционной

смеси представлены на рис. 4.11. С помощью этого метода было очень просто изо лировать большие количества из пиков 2 и 3 в чистом виде. Так стало возможным проверить свойства сложного эфира как компонента синтеза. Пики 2 и 3 – это соединения с изомерией положения. Были выбраны следующие условия разделе ния (см. рис. 4.10 или 4.11):

Химические формулы главных компонентов будут воспроизведены на рис. 4.11

Примерно

ч

Рис. 4.10. Препаративные разделения реакционного продукта из масляной (бута новой) кислоты, глицида и акриловой кислоты на Сефадексе LH 20

вторичный

первичный

и/или

Примерно

ч

Рис. 4.11. «Макропрепаративное» разделение реакционной смеси (см. рис. 4.10) дихлорметаном на Сефадексе LH 20

4.1.7.Смесь триметилолпропанакрилата

Взависимости от условий реакции при обмене триметилолпропана (ТМП) с производными акриловой кислоты возникла в большей или меньшей степени

сложная реакционная смесь. 1 г реакционного продукта был растворен в 25 мл дихлорметана, впрыснут на короткий гелевый слой (25 × 350 мм) Сефадек

са LH 20 и элюирован растворителем. Большой пик на бумаге самописца по казал несколько уступов. Количественное разделение, протекавшее вне рабо чего времени на слое геля в 461 см (колонка 1 м + 2 по 2 м), приводится на хро матограмме рис. 4.12а. На рис. 4.12б показано разделение 30 г реакционной смеси на «утолщенном» колоночном гарнитуре. Чтобы еще больше получить ценных продуктов триметилолпропантриакрилата и ТМП диакрилата, было проведено многократное разделение 40 г на 70 мм колонке. Пики 1 и 2 – это цен ные продукты, которые были идентифицированы на основе спектров 1Н ядерной

магнитно резонансной спектроскопии. Хроматографические условия были как

при разделениях на рис. 4.10 или 4.11. Далее следуют результаты из обоих раз делений:

ЗАДАЧА

Хроматографически аналитическая задача состояла в том, чтобы количественно

разделить реакционную смесь, изолировать и идентифицировать отдельные ком поненты реакционной смеси. Вслед за этим препаративное разделение служило изоляции большего грамм количества ценных продуктов. В этом случае были подверженные изомерии положения сложные моноэфиры. Одновременно был получен количественный состав пробы посредством гравиметрии.

На рис. 4.13а представлено разделение 1 г пробы на Сефадексе LH 20, геле вый слой 25 × 870 мм с помощью ацетона, на рис. 4.13б на колонке с внутренним диаметром 70 мм 15 г реакционного продукта на удлиненном слое геля.

Пик 2 = ценный продукт был изолирован в бóльших количествах!

сложный диэфир 3*диметиламино*1,2 пропандиола

сложный 1*моноэфир 3* диметиламино*1,2 пропандиола сложный 2*моноэфир 3*диметиламино*1,2 пропандиола

кислоты жирного ряда

3*диметиламино*1,2 пропандиол

Рис. 4.13. Перенос разделения сложного эфира кислоты жирного ряда 3 диметила мино 1,2 пропандиола с внутреннего диаметра 25 мм на 70 мм с помо щью ацетона: а) 1 г на тонкой колонке, б) 15 г на утолщенной колонке

Чтобы смесь можно было лучше разделить для идентификации, вместо аце тона использовали менее полярный этилацетат в качестве подвижной фазы. Как видно на рис. 4.14а, сложные эфиры и кислоты жирного ряда (пик 1) мож

но количественно отделить от диола (пик 2) (см. также табл. 4.2). Из опыта

можно было уже предположить, что на 5 метровом колоночном гарнитуре сле

дует рассчитывать на лучшее разделение. Результат наглядно представлен на

рис. 4.14в. Чтобы можно было установить время элюирования свободных кис лот жирного ряда на 5 метровой колонке, была нанесена исходная смесь и

произведено элюирование при идентичных условиях, как пик 1. Хроматограмма

70 Глава 4. Примеры разделения из практики

7890 мг

1065 мг

1060 мг

2451 мг

2443 мг

7897 мг

3590 мг

3582 мг

2. Впрыс% кивание

ч

Рис. 4.15. «Макропрепаративное» разделение реакционной смеси из рис. 4.13

4.1.9. Продукт переэтерификации – изолирование сложного метилового эфира рицинолевой кислоты

При переэтерификации триглицеридов метанолом возникают сложные метило вые эфиры кислоты жирного ряда и глицерин выделяется в свободном виде. Силь но полярный глицерин можно устранить с помощью воды. Изоляция сложного метилового эфира рицинолевой кислоты из смеси с помощью сложного метило вого эфира пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислоты не возможна ни дистилляцией (осмоление), ни экстракцией. И здесь

предлагает свои услуги адсорбционно хроматографическое разделение как ща

дящий и прежде всего мощный метод. На Сефадексе LH 20 смесь можно разде

лить очень избирательно, так как рициноловая кислота из за своей группы НО более полярная и элюирует позднее. То, что другие сложные метиловые эфиры

кислоты жирного ряда возникают в качестве пика, является только преимуществом. Оба пика, несмотря на длительное время удерживания, находятся в относительно