[スポンサーリンク]

chemglossary

分取薄層クロマトグラフィー PTLC (Preparative Thin-Layer Chromatography)

[スポンサーリンク]

最近マスターの学生に分取薄層クロマトグラフィー (Preparative Thin-Layer Chromatography) PTLCの仕方を教える機会があったので、何度も同じ事を毎年教えるのが面倒臭いので今回はその手法について書いてみたいと思います。研究室によって流儀はかなり違うようようなので、ここでは私が使ってきた方法を紹介します。もっと簡便な方法をご存知であればコメント頂けると幸いです。

特徴

PTLCは通常のTLCより厚いPTLCで展開したスポットをシリカゲルごと掻き取って、溶媒抽出する精製法です。以下に欠点と利点をまとめました。

欠点

  • シリカゲル上での分解やシリカゲルの回収不足により収率が低下する場合がある。
  • シリカゲル上で不安定な化合物の精製に向かない(二次元TLCで要確認)。
  • 得られる量が限られ、スケールアップに適さない。
  • UV吸収のある官能基を持たない化合物の精製は可能ではあるが適さない。

利点

  • 簡便である。
  • 適切な溶媒を用いれば確実にきれいに精製できる。
  • 時にはカラムクロマトグラフィーに比べてシリカゲルの粒度などの問題から分離が良い場合がある。
  • 一回のカラムクロマトグラフィーで分けられない場合、PTLCの方が早いことがある。

準備するもの

清潔な実験机(汚いとコンタミします。安全上の観点からも机はきれいにしておきましょう。)、PTLC 例えば、0.5 mm、10 x 20 cmまたは20 x 20 cm、チャージに用いる極性溶媒、先をとがらせたパスツールピペット、展開溶媒 (50 mL程度)、TLC展開槽、抽出溶媒、古いカッター、掻き取り用スパチュラ、グラスフィルターもしくはパスツールピペットなど。

展開槽の準備とサンプル調整

TLCでRf値0.4ー0.5程度となる混合溶媒を50 mL程度用意し展開層に入れ(溶媒量は展開槽に1 cmもあれば充分。あまりにも多すぎると原点に漬かってしまうので注意。)、展開層を溶媒蒸気で満たす。展開槽に濾紙を入れておくと展開が速くなる。

サンプルはできるだけ小さいフラスコで濃縮し、最小量の溶媒で溶かす。(一枚のプレートに載せるために約0.4 mLの溶媒に溶かし、アプライ時に二回程度プレートを反復できる量が最適かと思います。)

PTLCの選択

PTLCは主にMerck Milliporeから市販されている、0.5 mm、1.0 mm、2.0 mmのものが汎用されます。購入時には蛍光剤入りかそうでないか用途に合わせて選択してください。もちろんPTLCは結構お高いですので、F254 インディケーター入りのシリカゲルとガラス板を用いてPTLCを自作することもできます。さらに良い分離を求める場合、粒度の整ったシリカゲルベースのHPTLC (High Perfromance Thin-Layer Chromatography) も市販されているので試してみても良いかもしれません。(実際にはHPTLCはPTLCに比べてさらに高価だし、厚さは0.2 mmなので量的な供給の意味でもあまり現実的では無いので、PTLCでうまく別れなかった場合は逆層HPLC、順層HPLCで分離するのがセオリーかと思われます。最悪、Chiralカラムを使うと逆相カラムよりも優れた分離が可能である倍もあるので、利用できるかもしれません。)そのほか、ある程度量が必要で良い分離を求めたい場合はBiotageのSNAP Ultraカラムなど、粒度の揃ったカラムで分けるという方法もあるので、どの方法を利用するかは実験室の設備、と分離次第かと思われます。

TLCの厚さ及び枚数の選択します。Merck Milliporeのwebsiteによると、0.5 mmのものならば50 mgチャージできるらしいですが、実際にはそれだけ載せると絶対に別れないので、シビアな分離には載せる化合物の量を減らすべきです。載せてもせいぜい0.5 mmで20 mg、1.0 mmで40 mg程度、通常は0.5 mmで10 mg以下、1.0 mmで20 mg以下です。私の所属していた研究室では、展開が早く、分離も良いので0.5 mmのPTLCを半分に切り使っていました。

実際の実施例を下に示します。[0.5 mm PTLC (10 x 20 cm半分のサイズ) に5 mgのサンプルをチャージして展開した場合。この際展開の高さは10 cm。この実施例の場合かなり厳しい分離なので、量を減らし低極性混合溶媒で二度展開している。]

サンプルのチャージ

初めてプレパラを行う場合は、5 mm程度の高さに水平に鉛筆で線を引き、そこにめがけてサンプルを載せるとやりやすい。(慣れたら面倒くさいのでしない。)

両サイド5 mm空け、先の細いパスツールを使ってサンプル溶液を均一にPTLCに載せる。この際、手早くしないとぼたっとこぼしてしまうことがあるので(エーテルなどの低沸点溶媒を用いると蒸気圧の関係でサンプル溶液を落としやすい)、初めて行う場合は溶媒で何回か練習するとよい。場合によっては少々沸点の高いクロロホルムなどをサンプル溶液の調整に用いると乾くのに時間がかかるものの、より確実にプレートに乗せることができる。

チャージのための方法としては1、やや太めのガラスキャピラリーの毛細管現象を利用し、HPLCバイアルなどに濃縮したサンプルをアプライする方法、2、ライターであぶって先をとんがらせたパスツールピペットから直接アプライする方法、3、マメにパスツールピペットでつつく方法、4、パスツールに綿を詰め、毛細管現象を利用してアプライする方法(恐らくこれが一番主流?)、5、シリンジとニードルによりアプライする方法(ヨーロッパではコレが主流?)、など様々あるが、結局のところ均一にアプライさえできればよいので気に入ったものを使えばよい。

PTLCを乾かす。その後、別の展開槽にエーテルや酢酸エチルなどの極性溶媒を張り、溶媒前線を揃える。(もちろんアプライが一発で綺麗にうまくいけば必要ない。)しっかりと極性溶媒を乾かし、展開の準備を行う。

展開および掻き取り

溶媒蒸気で満たした展開槽の中に置いて展開する。溶媒前線が上がりきるまで待ち、到達したらバンドの分散を防ぐためすぐに展開槽から出し、乾燥させる。所要時間は溶媒により異なる。

ハロゲン系溶媒で20 cm上げる場合、溶媒の蒸発により溶媒前線が20 cmに届かない場合があるのであまり上げすぎない。さらによい分離を望む場合、Rf値の小さい展開溶媒を作成し、多重展開(展開終了後、乾燥、もう一度展開する。)するとよい結果が得られることがある。(変法として、10 cm程度上がったところで、乾燥、目的の化合物よりRfが小さい不必要な部分をTLCカッターで切り取り、さらに多重展開するといった方法もある。)

乾燥後UVでバンドの位置を確認し、鉛筆でバンドをマークする。UV吸収のない化合物の場合はPTLCの中心部を1 cm切り取り、適当な発色剤を用いて染色により目的化合物の場所を確認することができる。(UVの無い化合物でも濃度が高いとUVで見たときに薄くバンドが見えることがあるので参考にするとよい場合もある。)

目的のバンドをカッター、カミソリ、スパチュラなどを用いて掻き取る。掻き取ったシリカゲルは清潔なA4の紙または秤量紙に移す。ここで掻き取ったシリカゲルが風で飛ばないように注意する。(間違ってもドラフトを閉めた時に、、、あああああ!っとならない様に注意しましょう。)必要に応じてここでシリカゲルを粉砕し、掻き取ったシリカゲルの量に応じてフィルターなどにシリカゲルが舞わないように載せる。

生成物と思われるバンドは吸着分子の分解が起こりやすくなるため、できるだけ速やかに全て掻き取る必要がある。化合物のシリカゲル上での安定性に不安がある場合、PTLCを行う前に、二次元TLCを行い安定性を確認すべきである。

ろ過

グラスフィルターでの吸引ろ過する。この場合、あらかじめシリカゲルを粉砕する必要はなく、溶媒をゆっくりと注いだ段階でシリンジもしくはバイアルの腹でシリカゲルを潰せばシリカゲルを粉砕可能。

シリカゲルの量が少ない場合(例えば、0.5 mmプレート一枚程度でPTLCを行なった場合)はシリカゲルを粉砕後、抽出溶液に懸濁させ(場合によっては、極性溶媒に懸濁し、極性溶媒中でシリカゲルを超音波処理する方法もある。)、パスツールピペットに多めに綿を固く詰め、パスツールカラムの要領でろ過する。(懸濁液を移す際はパスツールピペットの先が太くなる様に途中で折ってから手早く、比較的たくさんの綿あらかじめ詰めたパスツールに載せるとシリカゲルで目詰まりしない。(本方法はろ過後パスツールを使い捨てにできる)化合物の極性にもよるが、シリカゲルの厚さの3回分程度抽出溶媒を通せばほぼ確実にすべての化合物を集められる。

きれいなグラスフィルターが無かったり、シリカゲルの量が多い場合は、カラム管を用いるなどすればよい。カラム管を使う場合PTLCのシリカゲルは通常のカラム用の230-400 meshのものに比べて粒度が細かいので、できるだけシリカゲル層がうすくなるようにするのがポイント。海砂をカラム管に予め入れておき、その上から掻き取ったシリカゲルを載せればまずシリカゲルがコンタミすることはない。

抽出溶媒としては化合物が溶け、高いRf値をとなる極性溶媒(エーテル、酢酸エチル、30%メタノール)が用いられる。抽出溶媒としてメタノールを使用する場合、微量の炭酸カルシウム等無機物質が溶出する可能性があるので(リンクはこちら)、30%を超えないようにする等工夫が必要。また、PTLCには通常過剰量の溶出溶媒を用いるため、溶出に用いる溶媒純度は高いものを使うべきである。

溶出した溶液を濃縮して終了。

 

PTLCを6枚上げた時の例。

関連書籍

関連リンク

Gakushi

投稿者の記事一覧

東京の大学で修士を修了後、インターンを挟み、スイスで博士課程の学生として働いていました。現在オーストリアでポスドクをしています。博士号は取れたものの、ハンドルネームは変えられないようなので、今後もGakushiで通します。

関連記事

  1. NIMSフォーラム 「未来のエネルギーをつむぐ新材料・新物質、こ…
  2. 金属原子のみでできたサンドイッチ
  3. 科学ボランティアは縁の下の力持ち
  4. 第15回ケムステVシンポジウム「複合アニオン」を開催します!
  5. フッフッフッフッフッ(F5)、これからはCF3からSF5にスルフ…
  6. 【第14回Vシンポ特別企画】講師紹介:宮島 大吾 先生
  7. アノードカップリングにより完遂したテバインの不斉全合成
  8. 逐次的ラジカル重合によるモノマー配列制御法

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. きみの未来をさがしてみよう 化学のしごと図鑑
  2. ケムステ版・ノーベル化学賞候補者リスト【2016年版】
  3. NMRデータ処理にもサブスクの波? 新たなNMRデータ処理ソフトウェアが登場
  4. メルドラム酸 Meldrum’s Acid
  5. 研究者向けプロフィールサービス徹底比較!
  6. 一流化学者たちの最初の一歩
  7. デーヴィス酸化 Davis Oxidation
  8. コエンザイムQ10 /coenzyme Q10
  9. 熱分析 Thermal analysis
  10. 単分子レベルでの金属―分子接合界面構造の解明

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年9月
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

注目情報

注目情報

最新記事

イミンアニオン型Smiles転位によるオルトヒドロキシフェニルケチミン合成法の開発

第394回のスポットライトリサーチは、東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻 森研究室の神野 峻輝…

マテリアルズ・インフォマティクスで用いられる統計[超入門]-研究者が0から始めるデータの見方・考え方-

開催日:2022/07/06 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

表面酸化した銅ナノ粒子による低温焼結に成功~銀が主流のプリンテッドエレクトロニクスに、銅という選択肢を提示~

第393回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院工学院 材料科学専攻 マテリアル設計講座 先…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?

 申込みはこちら■セミナー概要本動画は、20022年5月18日に開催されたセミナー「高分…

元素のふるさと図鑑

2022年も折り返しに差し掛かりました。2022年は皆さんにとってどんな年になり…

Q&A型ウェビナー カーボンニュートラル実現のためのマイクロ波プロセス 〜ケミカルリサイクル・乾燥・濃縮・焼成・剥離〜

<内容>本ウェビナーでは脱炭素化を実現するための手段として、マイクロ波プロセスをご紹介いたします…

カルボン酸、窒素をトスしてアミノ酸へ

カルボン酸誘導体の不斉アミノ化によりキラルα-アミノ酸の合成法が報告された。カルボン酸をヒドロキシル…

海洋シアノバクテリアから超強力な細胞増殖阻害物質を発見!

第 392回のスポットライトリサーチは、慶應義塾大学大学院 理工学研究科 博士後期課…

ポンコツ博士の海外奮闘録⑧〜博士,鍵反応を仕込む②〜

ポンコツシリーズ一覧国内編:1話・2話・3話国内外伝:1話・2話・留学TiPs海外編:1…

給電せずに電気化学反応を駆動 ~環境にやさしい手法として期待、極限環境での利用も~

第391回のスポットライトリサーチは、東京工業大学物質理工学院応用化学系 稲木研究室の岩井 優 (い…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP