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实用柱层析技术


吸附剂的选择
中性、酸性物质优先试用硅胶分离,如果 效果不好可以使用氧化铝 碱性物质也可以使用硅胶分离,但需要用 三乙胺等碱性物质碱化吸附剂 如果选择氧化铝分离,需要使用氧化铝TLC 板点板,使用硅胶板不能准确选择流动相 体系

吸附剂的选择
吸附剂目数的选择 对于Rf值>0.4的杂质,可以选择目数100~200的 硅胶 对于Rf值在0.2~0.4的,一般用200~300目 对于Rf值在0.1~0.2的,用300~400目 对于Rf值<0.1的,需要更多的吸附剂用量、较小 的流动相体系、较长的时间
乙酸乙酯:石油醚—丙酮:石油醚—二氯甲 烷:(乙酸乙酯):石油醚—乙酸乙酯:正己烷(价 格贵不推荐) 甲醇:氯仿—甲醇:二氯甲烷—乙醇:二氯甲 烷
比如,有的物质在乙酸乙酯里溶解度很差, 上柱后样品不能有效的溶解在流动相中, 影响分离,可以改用丙酮、二氯甲烷、或 者三种溶剂同时混合使用 比如,使用甲醇:二氯甲烷体系极性较大 时,可以改换乙醇:二氯甲烷体系,就可 能得到较好的分离效果
塔板理论

理论塔板高度越低,在单位 长度色谱柱中就有越高的塔 板数,则分离效果就越好。 决定理论塔板高度的因素有: 固定相的材质、色谱柱的均 匀程度、流动相的理化性质 以及流动相的流速等。

塔板理论
塔板理论是基于热力学近似的理 论,在真实的色谱柱中并不存在 一片片相互隔离的塔板,也不能 完全满足塔板理论的前提假设。 塔板理论虽然能很好地解释色谱 峰的峰型、峰高,客观地评价色 谱柱地柱效,却不能很好地解释 与动力学过程相关的一些现象, 如色谱峰峰型的变形、理论塔板 数与流动相流速的关系等。
A B

基本操作程序
清洗砂芯, 检查柱子 装柱:干法, 湿法 上样:干法, 湿法
洗脱:根据TLC 情况配置洗脱液
收集:检测 方法选择
使用常压或减压蒸馏, 冻干等方法除去溶剂
装柱

干法
直接往柱子里填入硅胶,然后再轻轻敲打柱子两侧, 至硅胶界面不再下降为止,然后再填入硅胶至合适高度, 最后再用油泵直接抽,这样就会使得柱子装的很结实。 接着是用洗脱剂“走柱子”,一般洗脱剂是采用TLC 分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面 加压,下面再用油泵抽,这样可以加快速度。干法装柱较 方便,但最大的缺陷在于“走柱子”时,由于溶剂和硅胶 之间的吸附放热(可以用手摸柱子明显感觉到),容易产 生气泡,这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚,二氯甲 烷更为明显。

湿法: 先把硅胶用适当的溶剂拌匀后,再填 入柱子中,然后再加压用淋洗剂 “走柱 子”,本法最大的优点是一般柱子装的比 较结实,没有气泡。
上样

干法: 把待分离的样品用少量溶剂溶解后, 在加入少量硅胶(一般是样品的1~2倍量), 拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小 心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦,但 可以保证样品层很平整。 而且适用于溶解性差的样品,使用湿 法则需要较多的溶剂,导致上样层变厚
柱层析技术的讨论
1.基本原理及分类 2.常用吸附剂 3.流动相体系 4.层析柱的选择 5.基本操作和注意事项
基本原理

色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在 两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同 来进行分离的。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差异,与 固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同,随 着流动相的移动,混合物在两相间经过反复多次 的分配平衡,使得各组分被固定相保留的时间不 同,从而按一定次序由固定相中先后流出。与适 当的检测方法结合,实现混合物中各组分的分离 与检测。
流动相体系的选择
特殊样品:会造成拖尾,严重影响分离效果 碱性物质

先用千分之一到百分之一的氨水、三乙胺或者氨甲醇, 碱化柱子
酸性物质
洗脱剂中加千分之一的醋酸,或苯磺酸
层析柱的选择

关于柱子的尺寸,应该是粗长 的最好 :横截面/高度比 根据待分离的样品的量进行选 择:装柱太短了可能分离效果不
好,太长了也会由于扩散或拖尾导 致分离效果不好,同时浪费时间, 不稳定的物质还可能会变质。

流动相体系的选择
1.
首先从待分离物质的结构上判断
极性基团较多的,如胺基、羧基,选择极性 较大的体系。一般为甲醇:氯仿体系 可形成氢键部位较多的,应选择极性较大的 流动相体系 脂溶性集团较多的,一般乙酸乙酯:石油醚 体系就可以
2.
3.
流动相体系的选择

可替换的流动相体系 考虑到物质的溶解性和极性变化,上述 流动相体系还可以做一些变化:

吸附剂的选择
吸附剂的量的选择 一般为5~40倍 常用的为10~20倍 由流动相体系、吸附剂目数综合决定。

流动相体系

正己烷和石油醚<环己烷<四氯化碳<三氯乙烯<二 硫化碳<甲苯<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯 <丙酮<丙醇<乙醇<甲醇<水<吡啶<乙酸 极性小的用乙酸乙酯:石油醚系统(有时样品溶 解性差的可以加入二氯甲烷) 极性较大的用 甲醇:氯仿系统 极性大的用 甲醇:水:正丁醇:醋酸系统

塔板理论

基于热力学的塔板理论 它是色谱学的基础理论,塔板理 论将色谱柱看作一个分馏塔,待分离 组分在分馏塔的塔板间移动,在每一 个塔板内组分分子在固定相和流动相 之间形成平衡,随着流动相的流动, 组分分子不断从一个塔板移动到下一 个塔板,并不断形成新的平衡。一个 色谱柱的塔板数越多,则其分离效果 就越好。

流动相体系的选择

由TLC实验数据推断柱层析流动相配比:
在选择一定的流动相的前提下,调整流动相组分或比例,使目标 物的Rf值为0.5,与邻近杂质的分离度至少在0.1以上(当然是越大 越好,Rf达到0.2~0.3就很容易分离了)

根据所选的吸附剂的目数
因为TLC是高效板,硅胶柱的分离效果较差,所以一般需要在 TLC流动相的基础上放大5~10倍,甚至更多才可以得到相似的分离 度

分附剂,洗脱剂(流动相); 分配色谱柱(萃取原理):载体,固定相, 流动相; 离子交换树脂柱; 凝胶柱
吸附色谱柱较为常用,下面重点讨论
吸附剂
硅胶 中性、酸性,比较适合分离中性或酸性物质 粒度100~200目,200~300目,300~400目,更 高 氧化铝 酸性,适合分离酸性物质 中性,pH值7.5,适合分离碱性物质 碱性,pH值10,适合分离碱性物质 聚酰胺 硅藻土 活性炭
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