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Die Anwendung von SepaFlash-Chromatographiesäulen mit starkem Anionenaustausch bei der Reinigung saurer Verbindungen

Die Anwendung von SepaFlash Strong

Rui Huang, Bo Xu
Forschungs- und Entwicklungszentrum für Anwendungen

Einführung
Die Ionenaustauschchromatographie (IEC) ist eine chromatographische Methode, die üblicherweise zur Trennung und Reinigung von Verbindungen verwendet wird, die in ionischer Form in Lösung vorliegen.Entsprechend den unterschiedlichen Ladungszuständen austauschbarer Ionen kann IEC in zwei Typen unterteilt werden: Kationenaustauschchromatographie und Anionenaustauschchromatographie.Bei der Kationenaustauschchromatographie werden saure Gruppen an die Oberfläche des Trennmediums gebunden.Beispielsweise ist Sulfonsäure (-SO3H) eine häufig verwendete Gruppe beim starken Kationenaustausch (SCX), die H+ dissoziiert und die negativ geladene Gruppe -SO3- somit andere Kationen in der Lösung adsorbieren kann.Bei der Anionenaustauschchromatographie werden alkalische Gruppen an die Oberfläche des Trennmediums gebunden.Beispielsweise wird quartäres Amin (-NR3OH, wobei R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist) normalerweise beim starken Anionenaustausch (SAX) verwendet, der OH- dissoziiert und die positiv geladene Gruppe -N+R3 andere Anionen in der Lösung adsorbieren kann, was zu einem Anion führt Austauscheffekt.

Unter den Naturprodukten haben Flavonoide aufgrund ihrer Rolle bei der Vorbeugung und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen.Da die Flavonoidmoleküle aufgrund der Anwesenheit phenolischer Hydroxylgruppen sauer sind, ist die Ionenaustauschchromatographie eine alternative Option zur herkömmlichen Normalphasen- oder Umkehrphasenchromatographie zur Trennung und Reinigung dieser sauren Verbindungen.Bei der Flash-Chromatographie ist das üblicherweise verwendete Trennmedium für den Ionenaustausch eine Kieselgelmatrix, an deren Oberfläche Ionenaustauschgruppen gebunden sind.Die am häufigsten verwendeten Ionenaustauschmodi in der Flash-Chromatographie sind SCX (normalerweise Sulfonsäuregruppe) und SAX (normalerweise quartäre Amingruppe).In der zuvor veröffentlichten Anwendungsnotiz mit dem Titel „The Application of SepaFlash Strong Cation Exchange Chromatography Columns in the Purification of Alkaline Compounds“ von Santai Technologies wurden SCX-Säulen für die Reinigung alkalischer Verbindungen eingesetzt.In diesem Beitrag wurde eine Mischung aus neutralen und sauren Standards als Probe verwendet, um die Anwendung von SAX-Säulen bei der Reinigung saurer Verbindungen zu untersuchen.

experimenteller Abschnitt

Abbildung 1. Das schematische Diagramm der stationären Phase, die an die Oberfläche des SAX-Trennmediums gebunden ist.

In diesem Beitrag wurde eine SAX-Säule verwendet, die mit quaternärem Amin-gebundenem Silica vorgepackt war (wie in Abbildung 1 dargestellt).Als zu reinigende Probe wurde eine Mischung aus Chromon und 2,4-Dihydroxybenzoesäure verwendet (wie in Abbildung 2 dargestellt).Die Mischung wurde in Methanol gelöst und mit einem Injektor auf die Flash-Kartusche geladen.Der Versuchsaufbau der Flash-Reinigung ist in Tabelle 1 aufgeführt.

Abbildung 2. Die chemische Struktur der beiden Komponenten in der Probenmischung.

Instrument

SepaBean™ Maschine T

Patronen

4 g SepaFlash Standard Series Blitzkartusche (unregelmäßiges Silikat, 40 - 63 μm, 60 Å, Bestellnummer: S-5101-0004)

4 g SepaFlash Bonded Series SAX-Blitzkartusche (unregelmäßiges Siliziumdioxid, 40–63 μm, 60 Å, Bestellnummer: SW-5001-004-IR)

Wellenlänge

254 nm (Detektion), 280 nm (Überwachung)

Mobile Phase

Lösungsmittel A: N-Hexan

Lösungsmittel B: Ethylacetat

Fließrate

30 ml/min

20 ml/min

Laden der Probe

20 mg (eine Mischung aus Komponente A und Komponente B)

Gradient

Zeit (Lebenslauf)

Lösungsmittel B (%)

Zeit (Lebenslauf)

Lösungsmittel B (%)

0

0

0

0

1.7

12

14

100

3.7

12

/

/

16

100

/

/

18

100

/

/

Resultate und Diskussion

Zunächst wurde die Probenmischung durch eine Normalphasen-Flash-Kartusche, die mit normalem Siliciumdioxid vorgepackt war, getrennt.Wie in Abbildung 3 dargestellt, wurden die beiden Komponenten der Probe nacheinander aus der Kartusche eluiert.Als nächstes wurde eine SAX-Flash-Kartusche zur Reinigung der Probe verwendet.Wie in Abbildung 4 dargestellt, blieb die saure Komponente B vollständig auf der SAX-Kartusche zurück.Die neutrale Komponente A wurde mit der Elution der mobilen Phase allmählich aus der Kartusche eluiert.

Abbildung 3. Das Flash-Chromatogramm der Probe auf einer normalen Normalphasenkartusche.

Abbildung 4. Das Flash-Chromatogramm der Probe auf einer SAX-Kartusche.
Ein Vergleich von Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigt, dass die Peakform der Komponente A auf den beiden verschiedenen Blitzkartuschen inkonsistent ist.Um zu bestätigen, ob der Elutionspeak mit der Komponente übereinstimmt, können wir die Funktion zum Scannen der gesamten Wellenlänge nutzen, die in die Steuerungssoftware der SepaBean™-Maschine integriert ist.Öffnen Sie die experimentellen Daten der beiden Trennungen, ziehen Sie die Indikatorlinie auf der Zeitachse (CV) im Chromatogramm zum höchsten und zweithöchsten Punkt des Elutionspeaks, der der Komponente A entspricht, und zum vollständigen Wellenlängenspektrum dieser beiden Die Punkte werden automatisch unterhalb des Chromatogramms angezeigt (wie in Abbildung 5 und Abbildung 6 dargestellt).Beim Vergleich der Daten des gesamten Wellenlängenspektrums dieser beiden Trennungen weist die Komponente A in zwei Experimenten ein konsistentes Absorptionsspektrum auf.Da die Peakform der Komponente A auf zwei verschiedenen Flash-Kartuschen inkonsistent ist, wird spekuliert, dass es in der Komponente A eine spezifische Verunreinigung gibt, die auf der Normalphasenkartusche und der SAX-Kartusche eine unterschiedliche Retention aufweist.Daher ist die Elutionssequenz für die Komponente A und die Verunreinigung auf diesen beiden Flash-Kartuschen unterschiedlich, was zu einer inkonsistenten Peakform auf den Chromatogrammen führt.

Abbildung 5. Das gesamte Wellenlängenspektrum der Komponente A und der durch die Normalphasenkartusche getrennten Verunreinigung.

Abbildung 6. Das gesamte Wellenlängenspektrum der Komponente A und der durch die SAX-Kartusche abgetrennten Verunreinigung.

Wenn das zu sammelnde Zielprodukt die neutrale Komponente A ist, kann die Reinigungsaufgabe einfach abgeschlossen werden, indem nach dem Laden der Probe direkt die SAX-Kartusche zur Elution verwendet wird.Wenn andererseits das zu sammelnde Zielprodukt die saure Komponente B ist, könnte die Capture-Release-Methode mit nur geringfügigen Anpassungen in den experimentellen Schritten übernommen werden: wenn die Probe auf die SAX-Kartusche und die neutrale Komponente A geladen wurde vollständig mit organischen Lösungsmitteln der Normalphase eluiert wurde, stellen Sie die mobile Phase auf eine Methanollösung mit 5 % Essigsäure um.Die Acetationen in der mobilen Phase konkurrieren mit der Komponente B um die Bindung an die quartären Aminionengruppen in der stationären Phase der SAX-Kartusche, wodurch die Komponente B aus der Kartusche eluiert wird, um das Zielprodukt zu erhalten.Das Chromatogramm der im Ionenaustauschmodus getrennten Probe ist in Abbildung 7 dargestellt.

Abbildung 7. Das Flash-Chromatogramm der Komponente B, eluiert im Ionenaustauschmodus auf einer SAX-Kartusche.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass saure oder neutrale Proben mit einer SAX-Kartusche in Kombination mit einer Normalphasenkartusche unter Verwendung verschiedener Reinigungsstrategien schnell gereinigt werden können.Darüber hinaus konnte mit Hilfe der in die Steuerungssoftware des SepaBean™-Geräts integrierten Vollwellenlängen-Scanfunktion das charakteristische Absorptionsspektrum der eluierten Fraktionen leicht verglichen und bestätigt werden, was Forschern dabei hilft, die Zusammensetzung und Reinheit der eluierten Fraktionen schnell zu bestimmen und so zu verbessern Arbeitseffizienz.

Artikelnummer

Spaltengröße

Fließrate

(ml/min)

Maximaler Druck

(psi/bar)

SW-5001-004-IR

5,9 g

10-20

400/27,5

SW-5001-012-IR

23 g

15-30

400/27,5

SW-5001-025-IR

38 g

15-30

400/27,5

SW-5001-040-IR

55 g

20-40

400/27,5

SW-5001-080-IR

122 g

30-60

350/24,0

SW-5001-120-IR

180 g

40-80

300/20,7

SW-5001-220-IR

340 g

50-100

300/20,7

SW-5001-330-IR

475 g

50-100

250/17,2

 

Tabelle 2. SAX-Blitzkassetten der SepaFlash Bonded-Serie.Packungsmaterialien: Ultrareines unregelmäßiges SAX-gebundenes Siliziumdioxid, 40–63 μm, 60 Å.

Weitere Informationen zu den detaillierten Spezifikationen von SepaBean™Weitere Informationen zum Gerät oder Bestellinformationen zu Blitzmodulen der SepaFlash-Serie finden Sie auf unserer Website.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.11.2018