AT257545B

AT257545B - Sorptionsmittel für die präparative Schichtchromatographie

Info

Publication number: AT257545B
Application number: AT599365A
Authority: AT
Original assignee: Merck Ag E
Priority date: 1964-10-02
Filing date: 1965-07-01
Publication date: 1967-10-10

Description

Sorptionsmittel für die präparative Schichtchromatographie
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auf der Basis von Cellulosepulver setzt man den Gips zweckmässig in einer Menge von 40 bis 70%, vorzugsweise 50%, zu.

Grundsätzlich können für die neuen Sorptionsmittel nach der Erfindung als Basissorptionsmittel alle diejenigen gebraucht werden, die inder üblichen Dünnschichtchromatographie Verwendung finden. Beispielsweise verwendet man ein Kieselgel, das im allgemeinen mittelporig ist und eine spezifische Ober-
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Als Kieselgur, das für die Sorptionsmittel nach der Erfindung verwendet werden kann, kommt insbesondere ein solches in Frage, das mit Salzsäure gewaschen und geglüht wurde und das eine Korngrö- ssenverteilung besitzt, bei der etwa 85 Gew.-% der Partikel zwischen 5 und 30bol liegen.

Als Magnesiumsilikat kommt ein solches in Frage, das zirka 15, 5% MgO und zirka 84% Si02 enthält und dessen Partikel eine Grösse von unter 75/l besitzen.

Für die Sorptionsmittel nach der Erfindung wird ein Aluminiumoxyd verwendet, das üblicherweise für chromatographische Zwecke zur Anwendung kommt, das basisch, neutral oder sauer sein kann und das etwa folgende Korngrössencharakteristik hat :
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Für die Sorptionsmittel nach der Erfindung können Cellulosepulver, wie sie üblicherweise für die Chromatographie verwendet werden, zur Anwendung kommen, die einen Glührückstand von maximal 0, 08 Gew.-%, einen Durchschnittspolymerisationsgrad von zirka 400 bis 500p und eine mittlere Phasenlänge von 2 bis 20 besitzen.

Es kommen auch mikrokristalline Abbauprodukte der Cellulose in Frage, wie sie bereits heute für chromatographische Zwecke Verwendung finden und im Handel erhältlich sind. Auch alle üblicherweise für die Dünnschichtchromatographie verwendeten Magnesiumsilikate können als Sorptionsmittel eingesetzt werden.

Diesen bekannten Sorptionsmitteln kann man auch zusätzlich Haftmittel hinzufügen. wie feinteiliges Siliciumdioxyd, das z. B. durch Thermohydrolyse von Siliciumtetrachlorid hergestellt wird und das eine Oberfläche von zirka 380 m2/g und eine Teilchengrösse von 3 bis 30 mg, vorzugsweise 3 - 15 mil, besitzt. Zweckmässig setzt man dieses feinteilige Siliciumdioxyd in einer Menge von 2 bis 7%, vorzugsweise 3-5 < o, den Basissorpsionsmitteln zu.
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Kieselgel, Kieselgur und Magnesiumsilikat und auch zu den für chromatographische Zwecke benutzten Cellulosepulvern.

Verwendet man als Basissorptionsmittel Aluminiumoxyd, so kann man als zusätzliches Haftmittel Feinteiliges Aluminiumhydroxydgel verwenden, dessen Partikelchen eine Teilchengrösse kleiner als lii, vorzugsweise 0, 001 - 0.1 , besitzen. Es handelt sich hiebei um diebekanntenAluminium- hydroxydgele (Alumogele), wie sie z. B. aus Aluminiumsalzlösungen durch Fällen mit Basen, Filtrieren, Auswaschen und schonendes Trocknen hergestellt werden.

Zur besseren Erkennung von farblosen, aber im UV absorbierenden Stoffen kann den Sorptionsmitteln nach der Erfindung ein anorganischer Leuchtstoff, wie z. B. mit Mangan aktiviertes Zinksilikat, Magnesiumwolframat oder Cadmiumhalogenphosphat, mit Zinn aktiviertes Calciumphosphat, mit Mangan oder Mangan und Blei aktiviertes Calciumsilikat oder mit Antimon bzw. mit Antimon und Mangan aktiviertes Calciumhalogenphosphat zugesetzt werden. Für farblose, im UV unter 220 mg absorbierende Stoffe kann auch ein organischer Fluoreszenzindikator, wie z. B. 3-hydroxypyren-5, 8, 10-trisulfonsaures Na- trium, 3, 5-dihydroxypyren-8, 10-disulfonsaures Natrium oder Morin verwendet werden.

Die anorganischen Fluoreszenzindikatoren bewirken bei Substanzen die im mittleren UV-Bereich ab 230 mg absorbieren, bei Bestrahlung mit kurzwelligem UV-Licht (254 m ) eine Intensitätsabnahme bzw. Löschung der Fluoreszenz, so dass sich die Adsorbatbanden dunkel von der fluoreszierenden Fläche abheben.

Die organischen Fluoreszenzindikatoren bewirken eine Intensitätszunahme der Fluoreszenz auf den

Adsorbatbändern bei Einwirkung von langwelligem UV-Licht (366 mil), so dass sie sich heller von der fluoreszierenden Fläche abheben.

Für die Herstellung der Schicht ist es notwendig, vorher die einzelnen Bestandteile (Adsorbenz, Gips, zusätzliches Haftmittel und Leuchtstoff) homogen miteinander zu vermischen, was am besten mit Hilfe eines sogenannten Intensivmischers vorgenommen wird.

Durch die Volumenausdehnung des Gipses während des Abbindens wird das beim Trocknen des Sorptionsmittels zu beobachtende Schrumpfen weitgehend kompensiert, so dass rissfreie Schichten vorliegen.

Obwohl bei derAktivierungstemperatur von etwa 130 bis 1400C bereits das bei der Abbindung des Gipses gebildete Calciumsulfatdihydrat wieder in das Halbhydrat übergeht, haben die aktivierten Schichten eine genügende Haftfestigkeit auf den Trägerplatten, so dass eine Mehrfachentwicklung auch mit wasserhaltigen Steigmitteln möglich ist. Nach der Erfindung ist es möglich, Sorptionsschichten bis zu zirka 25 mm Stärke herzustellen, die auch nach der Aktivierung keinerlei Rissbildung zeigen. Zweckmässig verwendet man die Sorptionsmittel nach der Erfindung nur in Schichtdicken von oberhalb 2 mm Stärke.

Im Vergleich zu einer Schicht von 2 mm Stärke auf 200 X 1000 mm-Platten kann bei Verwendung einer Schicht von 20 mm Stärke auf gleich grossen Platten die 10fache Substanzmenge, d. h. 100 g, aufgetragen werden. Mit den neuen Sorptionsmitteln nach der Erfindung ist es also möglich, bei Verwendung von mehreren Platten Substanzmengen in der Grössenordnung bis zu 1 kg aufzutrennen. Die Verarbeitung derartiger Mengen war bisher der Säulenchromatographie vorbehalten.

Selbstverständlich können mit den Sorptionsmitteln nach der Erfindung solche Substanzen, die schwerlösliche Calciumsalze oder schwerlösliche Sulfate bilden, nicht chromatographiert werden.

Überraschenderweise bleibt die starke Verdünnung des Sorptionsmittels mit einem für die Trennung unwirksamen Füllstoff, wie es Gips darstellt, ohne erheblichen Einfluss auf das Trennvermögen der Schichten. Tatsächlich bleibt der Charakter der Trennung (Adsorption, Verteilung mit polarer stationärer Phase, Verteilung mit unpolarer stationärer Phase) und die Arbeitsmethodik durch den Zusatz von Gips unbeeinflusst. Mit steigendem Gehalt an Gips tritt zwar im Vergleich zu dem gipsfreien Sorptionsmittel eine gewisse Verbreiterung der Sorptionsbanden ein. Sie ist jedoch geringer, als es dem prozentuellen Zusatz des indifferenten Füllstoffes entspricht. Bei adsorptionschromatographischenTren- nungen ist eine etwas unpolarere Flüssigkeitskombination zu wählen.

Mit den neuen Sorptionsmitteln nach der Erfindung ist es somit möglich, auf erheblich stärkeren Sorptionsschichten so grosse Substanzmengen aufzutrennen, wie sie bisher nur mit grossen Säulen verarbeitet bzw. getrennt werden konnten.

Beispiel l : In einem hochtourigen Mischgerät werden 640 g Kieselgel, 10 g Zinksilikat (Mn) und 350 g Stuckgips 3 min gemischt. 100 g dieser Mischung werden mit 190 ml Wasser gut verrührt und mit der feuchten Masse ein auf einer Glasplatte aufliegender Giessrahmen (8 mm hoch, 100 x 160 mm) gefüllt. Nach Entfernen des Rahmens und Trocknen an der Luft wird die Schicht auf der Glasplatte bei 1350C im Trockenschrank 3 h aktiviert.

Eine solche Schicht hält eine aufeinanderfolgende Entwicklung, wobei zwischendurch getrocknet wird, mit Chloroform, Chloroform-Methanol 50 : 50, Methanol und Methanol-Wasser 25 : 75 aus, ohne dass sie von der Trägerplatte abfällt.

Beispiel 2 : In einem hochtourigen Mischgerät werden 1216 g Kieselgel, 64 g feinteiliges Siliciumdioxyd, 20g Zinksilikat (Mn) und 700 g Stuckgips 6 min gemischt. 1 800 g dieser Mischung werden mit 3 600 ml Wasser (zirka 4 150 ml Suspension) gut durchgeschüttelt und in einen auf einer Glasplatte von 200 x 1000 mm liegenden Giessrahmen von 20 mm Höhe ausgegossen. Nach Entfernen des Giessrahmens, wenn die Masse fest geworden ist, lässt man an der Luft trocknen und aktiviert mehrere Stunden bei 1350C im Trockenschrank.

Eine solche Schicht hält die aufeinander folgende Entwicklung mit der Steigmittelreihe gemäss Beispiel 1 aus, ohne dass sie von der Glasplatte abfällt.
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Stuckgips werden gemäss Beispiel 1 gemischt und 100 g der Mischung mit 190 ml Wasser durchgeschüttelt, nach Beispiel l ausgegossen, getrocknet und aktiviert. Eine solche Schicht hält eine aufeinander folgende Entwicklung gemäss Beispiel l bis zum Methanol-Wasser-Gemisch 25 : 75 aus.

Beispiel 4 : 540 g Magnesiumsilikat, 50 g feinteiliges Siliciumdioxyd, 10 g Zinksilikat (Mn) und 400 g Stuckgips werden gemäss Beispiel 1 gemischt und 100 g der Mischung mit 200 ml Wasser durchgeschüttelt. Die Mischung wird nach Beispiel 1 ausgegossen, getrocknet und aktiviert. Die entstandene Schicht hält eine aufeinander folgende Entwicklung gemäss Beispiel 1 bis zum Methanol- WasserGemisch 25 : 75 aus.

Beispiel 5 : 590 g Aluminiumoxyd, 10 g Zinksilikat (Mn) und 400 g Stuckgips werden gemäss

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gausgegossen, getrocknet und aktiviert, so erhält man eine Schicht, die eine aufeinander folgende Entwicklung gemäss Beispiel 1 bis zum reinen Methanol aushält.

Beispiel 6 : 560 g Aluminiumoxyd, 30 g Aluminiumhydroxydgel, 10 g Zinksilikat (Mn) und 400 g Stuckgips werden gemäss Beispiel 1 gemischt und 100 g der Mischung mit 130 ml Wasser durchgeschüttelt. Wird nach Beispiel l ausgegossen, getrocknet und aktiviert, erhält man eine Schicht, die eine aufeinander folgende Entwicklung gemäss Beispiel 1 bis zum Methanol-Wasser-Gemisch aushält.

Beispiel 7 : 390 g Cellulosepulver, 10 g Zinksilikat (Mn) und 600 g Stuckgips werden mit einem hochtourigen Mischgerät 10 min gemischt. 100 g der Mischung werden mit 350 ml Wasser gut durchgeschüttelt und der in Beispiel l beschriebene Giessrahmen gefüllt. Nach dem üblichen Trocknen an der Luft bis zur Gewichtskonstanz (eine Aktivierung bei höheren Temperaturen ist bei Cellulosepulvern unzweckmässig) hält eine solche Schicht eine aufeinander liegende Entwicklung, wobei zwischendurch getrocknet wird, mit Aceton, Aceton-Wasser 75 : 25, Aceton-Wasser 50 : 50 und Essigsäureäthylester-Py- ridin- Wasser 60 : 30 : 10 aus.

B eispiel 8 : 390g Cellulosepulver, 10 g Zinksilikat (Mn), 50 g feinteiliges Siliciumdioxyd und 550 g Stuckgips werden gemäss Beispiel 7 gemischt und 100 g der Mischung mit 350 ml Wasser durchgeschüttelt. Der in Beispiel 1 beschriebene Giessrahmen wird gefüllt. Nach dem Trocknen an der Luft zur Gewichtskonstanz hält eine solche Schicht eine aufeinanderfolgende Entwicklung mit den in Beispiel 7 beschriebenen Fliessmitteln aus.

Trennbeispiele :
1. Isolierung von Coffein aus Kaffee : 100 g feingepulverter Kaffee werden mehrmals mit einem Chloroform-Methanol-Gemisch (50 + 50) extrahiert. Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels löst man den Rückstand in etwa 40 ml des gleichen Gemisches und trägt auf eine aktivierte 10 mm dicke Schicht des Sorptionsmittels nach Beispiel 1 oder 2 auf. Man verwendet entweder eine 100 cm oder fünf 20 cm lange Platten. Es wird 2-3mal mit einem Gemisch von Petroläther-Chloroform (40 + 60) bis zum Plattenrand entwickelt. Die Trennung ist beendet, sobald die Coffeinzone, die im kurzwelligen UV-Licht durch Löschung der grünen Fluoreszenz erkennbar ist, sich deutlich von den Begleitstoffen - den polaren Bestandteilen und Lipiden- ab- gehoben hat.

Nach dem Markieren und Abschaben des Bandes wird das Coffein aus dem Kieselgel mehrmals mit einem Chloroform-Methanol-Gemisch (50 + 50) extrahiert. Man verdampft das Lösungsmittel und nimmt den Rückstand in Chloroform auf, filtriert und engt erneut ein. Der Rückstand ist bereits kristalin. Zur weiteren Reinigung kann unter geringem Zusatz von Kohle aus Aceton umkristallisiert werden.

2. Isolierung von Cholesterinestern und freiem Cholesterin aus Leberextrakt :
12 g eines durch Ausziehen mit Chloroform gewonnenen Leberextraktes werden in 40ml Chloroform gelöst und auf eine aktivierte 10 mm dicke Schicht eines Kieselgels nach Beispiel 2 aufgetragen. Das Sorptionsmittel enthält Fluoreszenz-Indikatoren, die bei 254 und 366 nm absorbieren. Man verwendet entweder eine 100 cm oder fünf 20 cm lange Platten. Entwickelt wird 1-2mal mit einem Gemisch von Petroläther-Chloroform (70 + 30) bis zum Plattenrand, bis die Trennung des Bandes der Cholesterinester von Begleitstoffen im oberen Teil der Schicht erreicht ist.

Die Zonen der Cholesterinester und des Cholesterins sind an einer Aufhellung der blauen Fluoreszenz im langwelligen UV-Licht erkennbar. Man entwickelt anschliessend 1-2mal mit reinem Chloroform bis dicht unterhalb der Cholesterinesterzone.

Dann ist die Trennung des freien Cholesterins von den Begleitstoffen erreicht. Nach Extraktion der Cholesterinester mit Chloroform und Filtration über eine kurze Kieselgelsäule von 2 cm Höhe bleibt nach dem Verdampfen des Lösungsmittels ein öliger Rückstand, der allmählich kristallisiert. Das freie Cholesterin wird aus dem Kieselgel mit Chloroform-Methanol (50 + 50) extrahiert, nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels nimmt man den Rückstand in Aceton auf, filtriert über eine kurze Kieselgelsäule von 2 cm Höhe und verdampft erneut. Der bereits kristalline Cholesterinrückstand kann aus Methanol umkristallisiert werden.

3. Trennung einiger stickstoffhaltiger Arzneimittel :
Je 4 g 4 - Aminobenzoesäureäthylester, Phenacetin und Nicotinsäureamid werden in 60 ml eines Chloroform-Methanol-Gemisches (50+50) gelöst und auf eine aktivierte 10 mm dicke Schicht des Sorptionsmittels nach Beispiel 5 oder 6 aufgetragen. Man verwendet entweder eine 100 cm lange Platte oder 5 Platten von 20 cm Länge. Nach Antrocknen des Substanzgemisches entwickelt man 2 mal mit einem Chloroform-Methanol-Gemisch (95 + 5) bis zum Plattenrand. Die Substanzensind durch Löschung der grünen Fluoreszenz im kurzwelligen UV-Licht zu erkennen.

Die Trennung ist beendet, wenn die

Substanzzonen sich deutlich voneinander abgehoben haben. 4-Aminobenzoesäureäthylester ist am schwächsten, Nicotinsäureamid am stärksten polar. Nach dem Markieren der Bänder und Abschabender Zonen werden die drei Substanzen aus dem Aluminiumoxyd mit Chloroform-Methanol (50 + 50) extra- hiert. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels nimmt man jeweils den Rückstand in Aceton auf, filtriert und engt erneut ein. Die Rückstände sind kristallin, sie können aus geeigneten Lösungsmitteln noch einmal umkristallisiert werden.

Diese Trennbeispiele zeigen, dass die Ergebnisse der Dünnschichtchromatographie auch auf die dikken Schichten (bis zu 20 mm) zu übertragen sind. Das gilt nicht nur für die oben getesteten Sorptionsmittel, die neben Gips Kieselgel oder Aluminiumoxyd enthalten, sondern in gleichem Masse auch für die andern möglichen Basis-Sorptionsmittel.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Sorptionsmittel für die präparative Schichtchromatographie auf der Basis von Kieselgel, Kieselgur, Magnesiumsilikat, Aluminiumoxyd oder Cellulose und Gips als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gehalt an zo vorzugsweise zo Gips aufweist.

Claims

2. Sorptionsmittel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich noch einen Gehalt von 2 bis 7%, vorzugsweise 3 - 5%, an feinteiligem Siliciumdioxyd und/oder 2 bis 5%, vorzugsweise 3%, an feinteiligem Aluminiumhydroxydgel besitzt.