色谱法的基本原理

色谱的基本原理：利用样品混合物中各组分利用样品混合物中各成分的理化性质差异，将各成分的程度分配给互不相容的两相。 两相相对运动时，各组在两相中反复再分配，结果混合物被分离。两相中，没有固定的是与固定相相称的移动相。分类：根据两相物质的类型，有液体-固定色谱和液体-液相色谱两种基本的色谱方法。液固色谱固定相为粉末状或颗粒状固体，具有表面吸附活性，流动相为液体。 混合物中各成分对固定相表面的吸附强度不同，流动相流动时各成分根据流动相的移动速度而分离。 柱色谱、薄层色谱几乎属于这种色谱。液相色谱的固定相是附着在载体上的液体层，流动相是别的液体。 混合物中各成分的两液相间的分配系数不同时，两液相中的浓度不同，伴随流动相的移动速度也不同，因此实现分离。 纸色谱和薄层色谱属于这种色谱。一、液固色谱原理液固色谱是基于吸附和溶解性质的分离技术，柱色谱属于液固吸附色谱。将混合物溶液加入到固定相中，固体表面在混合物中的各成分上受到各种分子间力(包括范德瓦尔斯力和氢键)的作用，以不同的作用强度吸附在固体表面上。柱色谱分离原理放大看由于吸附剂对各成分的吸附能力不同，流动相在固体表面流动时，混合物的各成分被分配到液-固二相间。 吸附的坚固成分在流动相中分配少，吸附的弱成分在流动相中分配多。 流动相流动时，各组支部以不同的速度向下移动，吸附弱成分的速度以较快的速度向下移动。 随着流动相的移动，在新接触的固定相的表面上通过该吸附溶解过程进行新的分配，新鲜的流动相在平衡的固定相的表面流动时也重复该过程，结果，吸附弱的成分随着移动相向前面移动，吸附强的成分随着移动相不移动二、柱色谱分离条件氧化铝对有机物的作用类型放大看固定相选择柱色谱中使用的固定相材料也被称为吸附剂。吸附剂对有机物的吸附作用有各种各样的形式。 以氧化铝为固定相时，无极性或弱极性的有机物只有范德华力和固定相起作用，吸附弱的极性有机物和固定相之间有可能有偶力或氢键作用，有时也有成盐作用。 这些作用的强度如下所示盐形成作用、配位作用、氢键作用、偶极子作用、范德瓦尔斯力作用。 有机物的极性越强，对氧化铝的吸附越强。表1 :各种吸附剂对极性有机物的吸附作用强度放大看常用吸附剂有氧化铝、硅胶、活性炭等(表1 )。色谱用的氧化铝分为酸性、中性、碱性三种。 酸性氧化铝的pH值约为4-4.5，用于分离羧酸、氨基酸等酸性物质的中性氧化铝的pH值为7.5，用于分离中性物质，应用最广泛的碱性氧化铝的pH值为9-10，用于分离生物碱、胺和其他碱性化合物等。吸附剂的活性与含水量有关。 含水量越低活性越高。 脱水后的中性氧化铝叫活性氧化铝。硅胶是中性的吸附剂，是可用于分离各种有机物的最广泛的固定相材料之一。活性炭经常用于分离极性弱或非极性的有机物。吸附剂的粒度越小，比表面越大，分离效果越显着，但流动相的流动越慢，会产生分离带的重叠，有时会相反。流动相选择色谱分离使用的流动相也被称为展开剂。展开剂对选定固定相的色谱分离有重要影响。各种展开剂对极性有机物的溶解能力放大看在色谱分离过程中，混合物中的各成分在吸附剂和展开剂之间发生吸附溶解分配，强极性展开剂多溶解于极性大的有机物中，弱极性或无极性展开剂多溶解于极性小的有机物中，根据展开剂的流动，不同极性的有机物按不同顺序形成分离带。在氧化铝柱中，选择适当极性的展开剂，各种有机物以从弱到弱的顺序形成分离带，能够使优良的柱流动。如果一种溶剂不能很好地分离，可以选择使用不同极性的溶剂逐步洗脱。 当某种溶剂作为展开剂仅溶出混合物中的化合物时，其他成分不能展开，需要与极性更大的溶剂交换，进行第二次溶出。 这样分割后可以用不同的展开剂分离各组。另一方面，薄层色谱概念中最常用的薄层色谱也属于液固吸附色谱。 与柱色谱不同的是，吸附剂被涂在玻璃板上，形成了薄的平面涂层。 干燥后，在涂层的一端垂直放入装有少量展开剂的带盖容器中。 展开剂与吸附剂的涂层接触，并因毛细管力而向上移动。 与柱色谱的工艺一样，经过吸附剂和展开剂之间的多次吸附溶解作用，将混合物中的各组分离为孤立的样品点，实现混合物的分离。薄层色谱电路图放大看除了固定相的形状和展开剂的移动方向不同外，薄层色谱和柱色谱的分离原理基本相同。 薄层色谱法操作简单，样品和展开剂用量少，展开速度快，常用于柱色谱分离条件的探索和柱色谱的监测。二、薄层色谱条件固定相选择柱色谱中提到的吸附剂均可作为薄层色谱的固定相使用，分离性能和柱色谱的选择原则相同(各种吸附剂见柱色谱表1 )。一般用于薄层色谱时，要求吸附剂的粒度更小。 商品吸附剂分为色谱级(柱色谱法用)和薄层色谱级(薄层色谱用)。展开剂的选择与薄层色谱展开剂的选择和柱色谱一样，主要基于样品中各成分的极性、溶剂在样品中各成分中的溶解度等因素来考虑。 展开剂的极性越大，对化合物的溶出力也越大。 (各种溶剂的极性参照柱色谱表2 )。选择展开剂时，除了参照表的溶剂的极性进行选择以外，还采用更多的试验方法，对一张片材进行试验选择的展开剂将混合物中的所有成分点移动到溶剂的前端时，该溶剂的极性太强所选择的展开剂不能移动混合物中的成分点，如果留在原点，则该溶剂的极性过弱。一种溶剂不能很好地展开各组时，总是选择混合溶剂作为展开剂。 首先，以极性小的溶剂为基础溶剂展开混合物，展开差时，用极性大的溶剂与前面的溶剂混合，调整极性，再次进行试验，直到选择适当的展开剂组合。 适当的混合展开剂在很多情况下，必须慎重选择才能确定。相对移动值从点样原点到展开后的溶剂前端，溶剂的移动距离、lo、混合物中各成分的移动距离分别为l1、l2、l3 (移动值的示意图)。放大看移动值图像在不同的展开条件下，各化合物的移动距离不同，但在相同条件下，对于展开剂的移动距离，各化合物有可比较的展开数据，称为相对移动值或比移动值Rf=li/lo在相同条件下测定的比位移值可以与化合物的薄层色谱特征量进行比较对照。发色如果分离的化合物有颜色，就容易识别各种各样的点。 但是，化合物往往没有颜色，要识别样品点，必须使样品点发色。 一般的显色方法有碘蒸汽显色和紫外线显色。碘蒸汽发色：挥发展开的薄层板后，放入装有碘结晶的密闭容器中，升华产生的碘蒸汽与有机物分子形成有色缔合物，完成发色。紫外线显色：用配合了荧光剂的固定相材料(硅胶f、氧化铝f等)制作板，对展开的干燥片照射紫外线，板上的有机物吸收紫外线，在板上出现相应的色点，能够观察到。特殊的有机物有时使用专用的显色剂显色。 此时，加入了显色剂溶液的喷雾器经常会显色。三、薄层色谱操作(见视频色谱装置和操作)制板(以硅板为例)选择合适的玻璃板(经常使用显微镜上的载玻片)，用水和乙醇清洗，晾干。 取适量薄层色谱用的硅胶，加入适量蒸馏水制成糊。 调制时慢慢搅拌，以免产生气泡。 把胶水倒在玻璃板上，摇平晾干。 使用前放入烤箱，在105-115oC左右干燥40-50分钟。 冷却后使用。点花纹用最少量的展开剂溶解试料，把试料溶液涂在毛细管上，点在薄层板上。 在样品点上轻轻地画一条平行于玻璃板底边的细线。 薄层色谱法限制了基板的样品量，请不要增加点的样品量。展开吹干点，垂直放入装有展开剂的带盖展开瓶中。 展开剂必须接触吸附剂的下端，但不要接触样品点。 盖上盖子展开。 展示剂上升到一定高度(通过试验决定适当的展开高度)，取出薄层片材，画出展示剂的前线。显色，计算Rf值挥发干展开剂选择适当的发色方法发色。 测定展开剂和各成分的移动距离，计算各成分的相对移动值。四、薄层色谱的应用可以用于判断两个化合物是否相同(在相同展开条件下是否有相同的迁移值)可以用于确定混合物中包含的分组得分可以为柱色谱选择合适的展开剂，用于监测柱色谱的分离情况和效果可以用于检测反应过程。纸色谱属于一液分配色谱。用于纸色谱法的滤纸是载体，附着在纸上的水是固定相。 样品溶液点在纸上，作为展开剂的有机溶剂从下向上移动，样品混合物中的各成分溶解分配到水-有机溶剂两相中，随着有机溶剂的移动而展开，达到了分离的目的。选择纸色谱的条件主要是选择合适的展开剂。合适的展开剂一般具有一定的极性，但难溶于水。 有机溶剂和水的两相间，根据有机物的不同，分配特性不同。 水溶性大或能形成氢键的化合物多分配在水相中，有机相中少极性弱的化合物多分配在有机相中。 展开剂在毛细管的作用下沿着滤纸上升的