所谓点板法,是个俗称,书面一点的名称是薄层色谱法。
其原理和液相色谱法类似,是以涂布于支持板上的支持物作为固定相(比如硅胶板上的硅胶),以合适的溶剂为流动相(层析液),对混合样品进行分离、鉴定和定量的一种层析分离技术;
两者的不同之处,是点板法中层析液是从下而上移动的,而液相色谱法通常是从上而下。
“师兄,那我去准备层析瓶和层析液吧。”韩嘉莹顿了顿,“对了,层析液怎么配制呢?”
“石油醚:二氯甲烷1:1体积比吧。”许秋随口说道,因为是第一次摸索,所以他也不是很清楚。
说完,他找来实验室中的硅胶板,也就是涂布着硅胶的玻璃板,然后用玻璃刀将其裁成2厘米乘5厘米的长条状,接着用铅笔在硅胶板上下距离边缘1厘米左右的距离,用直尺和铅笔轻轻画一道线。
接着,他取来几个一次性离心管,各装1毫升左右的二氯甲烷,然后用干净的毛细管,也就是内径等于或小于1毫米的细管,在反应瓶中取出适量产物,并将其溶解至离心管中,再用记号笔标注样品名称。
完成这两步后,学妹也已经准备好了两个层析瓶和层析液。
这点板法的成本很低,和液相色谱法十万块的仪器相比,看起来比较是丐了一点,可里面的门道却不小。
如果选用层析液溶剂的极性过高,样品会爬升过快,难以分离;
如果溶剂的极性过低,样品会无法爬升,亦难以分离;
如果样品浓度过高,会形成拖尾,影响判断;
如果样品浓度过低,可能无法检出,亦影响判断。
总之,是门手艺活。
好在许秋之前特意去了趟老化楼,找到教他《有机化学实验》的钱行全副教授,复制了对方五阶50%的有机化学实验技能,这也是他目前为止见到技能熟练度最高的老师。
钱老师现在的年龄已经五十多,他的人很不错,至少在教学方面很负责,也许是自知科研能力不够,没有坚持在一线做科研,而是转为实验课程的教学,这一教就是十多年。
有了五阶50%熟练度的系统教学,面对点板这样的小实验,许秋丝毫不慌。
一切准备就绪,他用干净的毛细管在离心管中吸取样品溶液,再用毛细管垂直在之前画好的铅笔线上间隔点样,最后将硅胶板垂直放入层析液中。
层析液接触硅胶板,开始自下而上的爬升,经过下划钱后,溶剂带动着上面的样品点中的样品爬升。
“还不错,层析液配的刚刚好。”看着初步结果,许秋满意点点头。
“好呢,我也来试试。”韩嘉莹也学着许秋的样子,挑了一块硅胶板,开始点样。
当层析液到达上划钱后,许秋立刻将硅胶板取出,待上面吸附的溶剂挥发,用紫外灯照射硅胶板表面,再用铅笔标记产生荧光的位置。
像带有苯环之类的芳香族化合物、大共轭体系、含硝基物质,都会在紫外灯下显色。
用肉眼虽然有时候也能够判断,但用紫外灯可以把部分含量较少的、无色的样品也检测出来。
最终结果,两个样品点,一深一浅,一前一后。
表明有一个主产物,一个副产物,而且产率不低,分离效果也还不错。
很快,四个反应产物的点板结果都出来了,除了许秋这个外,另外三个分别为:
一深一浅,一前一后;
一深一浅,但两个点上升很慢,部分重叠;
两深,一前一后。
很显然,后面两个点板结果是有问题的。
上升很慢的那个倒还好说,只需要加大层析液的极性就好,许秋便配了一个石油醚:二氯甲烷1:2体积比的层析液,重新点板、层析,结果重新变为一深一浅,一前一后。
两深的那个就比较难办了,这意味着反应的主要产物有两个,虽然不难分离,但是产率可能就堪忧了,可能只有不到50%。
这是学妹的一个体系,显然她也知道这代表着什么,苦着脸说道:“师兄,怎么办呀?”
“别急,还有机会。”许秋安慰了一句,随后分析道:“苝四甲酸二酐、咪唑原料应该问题不大,因为其他反应用的也是同样的原料却很正常,那么出问题的地方大概率就是胺分子。”
“嗯嗯,估计是胺分子加少了吧,”韩嘉莹点点头,又陷入了思索:“可我当时印象中没有什么实验操作上的失误呀。”
“我倒是想到了两个可能,一个是你说的物料少加,另外还有一个可能是不同胺类的分子结构不同,反应活性也会略有差异。”许秋建议道:
“一方面再加一些胺分子进去,另一方面将反应温度提高到160摄氏度,两者同步进行,今晚离开前再点板看看,反正小分子嘛,经得起折腾。”
“好呀,还是师兄想的周全。”韩嘉莹开心点点头。
“也怪我,还是经验少了些,”许秋自责道:“要是昨天离开前点一次板,或许能够及时发现问题,提前补救的。”
“师兄不要这样想嘛,”韩嘉莹开解道:“现在已经很好啦,至少有补救的可能性,我刚刚都打算直接重新投反应了呢。”
……
韩嘉莹完全参考了许秋的建议,处理了那个点板结果为两深的反应。
随后,两人对另外三个正常的反应进行后处理。
“后处理的方法还记得吧。”
“当然记得啦,先加水,然后用二氯甲烷萃取,最后分液,旋蒸……嗯,文献上是这样写的。”
“没错,加水主要是除去咪唑,二氯甲烷可以提取产物。”虽然许秋知道学妹对这些安全知识应该都很了解,但还是下意识的提醒道:
“要用二氯甲烷的话,我们在通风橱里操作吧,注意保护好自己,不要把溶剂弄到手中,二氯甲烷一般的手套防不住的。”
“好呀。”韩嘉莹认真的点点头。
二氯甲烷的毒性和三氯甲烷相比,要低很多,因此许秋并没有选择戴防毒面具。
如果有可能的话,他也不愿意用这些带毒性的溶剂,大多数溶剂都有潜在的致癌风险。
奈何它们的性能实在是太好了,而且没有什么替代品。
这也是涉足有机合成领域,必须要承担的风险。
不过,至少现在实验中用到的试剂,都可以通过MSDS查看其理化性质,而且还开发了各种防护设备,实验人员的安全可以极大程度的获得保障。
而像早期做研究,比如居里夫人那个年代,刚发现放射性元素,对其性质一无所知。
有钱人甚至会将放射性物质当做“护身符”一类的东西贴身携带,或者是当做“奢侈品”到处显摆。
这些行为,真的是寿星公吊颈——嫌命长。
许秋在两个反应瓶中加入大约150毫升的水和150毫升的二氯甲烷,然后再把混合液体倒入500毫升的分液漏斗中。
轻微摇晃几次,便打开分液漏斗上方的瓶塞放气。
毕竟二氯甲烷的沸点实在是太低了,如果累计多次摇晃不放气的话,分液漏斗内部的压力过大,可能会导致其内部液体直接顶开塞子,喷薄而出。
充分混合多次后,他将分液漏斗放在架子上静置。
待溶液分层后,上方是微黄色透明的水溶液,下方是红色的二氯甲烷溶液。
反应产物主要溶解在二氯甲烷中,因此他打开分液漏斗下方的阀门收集溶液。
再次用水洗了两遍后,倒入一个茄形瓶中待用。
韩嘉莹只有一个反应,所以早早的结束后跑到许秋旁边围观。
“等我一下,我第二个反应马上就处理好了。”许秋主动道。
“师兄,你这个溶液红的好鲜艳啊,有点像是……”韩嘉莹顿了顿道:“雾都鲜鸭血的样子。”
许秋一愣,她这居然都能联想到食物。
“对了师兄,”韩嘉莹抬起手,扬了扬实验服的袖子,“我刚刚不小心把PDI弄到实验服上了一点点,应该没什么影响吧。”
许秋看了眼,说道:“还好是实验服,如果弄到衣服上的话,衣服基本上就废了,这是一种染料的中间体,附着力很强,不过毒性倒是非常小。”
“唔……这样啊,那就好。”
没过多久,许秋把萃取、洗涤好的溶液转移至茄形瓶内,说道:“第二个也搞定了,准备拌样吧。”
“咦,拌样是什么?”韩嘉莹好奇道:“我们不直接旋蒸拿到产物吗?”
许秋之前也不知道这个操作,不过看了系统的影像后便知道了,他耐心解释道:
“等下要过柱子,需要样品均匀分布,而直接旋蒸出来的样品可能不均匀,如果混好一定比例的硅胶,这样再旋蒸就可以让样品均匀分布在硅胶中。”
“原来是这样,那么要加多少呢?”韩嘉莹点点头。
“我们按5克产物算,一般拌样的比例是1:1到1:2,取中间值,就是加入7.5克得硅胶,用100-200目的硅胶。”许秋从试剂柜中取出硅胶,称取后,加入茄形瓶中。
随后进行旋蒸,得到红色的固态粉末。
“像不像红腐乳拌饭?”许秋突然来了灵感。
“不愧是师兄啊,真形象!”
“你们两个,够了啊,等下还要吃饭呢。”
第二百零四章 被人捷足先登?(求订阅)
中午饭后,许秋意外的接到了魏老师的电话。
“有一篇审稿,PDI系列的,和你之前提的想法有点像,我发你邮箱了。”魏老师言简意赅,语气严肃。
“3维PDI分子?”许秋一惊,忙反问道。
“对,不过他们的提法不同,你仔细看看吧。”
“嗯,好。”
挂断电话后,韩嘉莹关心道:“师兄,怎么啦?”
“一篇PDI的审稿,魏老师说他们和我们的实验想法很类似。”许秋回了一句,然后打开邮件,查收审稿文件。
“唔……这样啊,我也来看看吧。”学妹将椅子搬到他的旁边,许秋往里面挪了挪,让出来一些空间。
他们投的期刊是JACS,标题是“一种星型PDI电子受体用于高效有机太阳能电池”,材料命名为TPA-3PDI,分子结构是中间三苯胺,旁边每个苯环上连接一个PDI分子。
许秋叹了口气,对方的工作确实和他的想法有很大的相似之处。
他当初是受到富勒烯衍生物的启发,富勒烯是一个球状分子,在三维空间尺度上都可以实现良好的电荷输运,而PDI分子为平面型的,只能在二维平面上传输电荷。
因此,他构想了一个分子,其中间有一个共轭的核心,外面连接若干PDI分子,即可模拟出富勒烯的结构,这也就是3D-PDI的概念。
没曾想,他的实验才刚刚起步,别人的文章都已经出来了。
接续往下翻,来到光电性能一栏——效率只有4%。
“这么低,也能叫高效?”韩嘉莹问道。
其实这也是许秋的第一反应,不过他转念一想就明白了,解释道:
“富勒烯里面8%、9%不少见,甚至他还做到了11%,但对于非富勒烯领域? 能达到6%以上的都是凤毛麟角。
在比较的时候? 通常要横向进行对比,况且这篇工作的主要卖点? 是三维或者说星型这个概念? 4%的效率虽然不高,但是至少证明器件是可以正常运转的? 这个概念是可行的。”
韩嘉莹若有所思的点点头。
又翻看了一下文章中的图片,许秋做出了初步判断? 这工作还是可以发JACS的。
那么问题来了? 该怎么处理这篇稿件呢?
‘是正常审稿,还是把稿件拖一拖,或者直接给出拒稿意见,甚至拖一拖再给拒稿意见呢?’他陷入了纠结。
在那一瞬间? 他都已经想好了拒信的模板:“工作不好? 效率太低,BALABALA……建议转投ACSAMI。”
总之,挑毛病总是能挑出来的。
纠结了没多久,许秋摇了摇头,抛开杂念? 决定正常审稿。