有机化合物的结构分析分离技术

个人简介李洪启:67792612hongqili@3#学院楼6123室2004.9-:东华大学化学化工与生物工程学院副研究员2003.4-2004.4:Aix-MarseilleI&III大学，法国科学研究中心研究员2002.5-2003.3:日本爱媛大学应用化学系访问学者2001.3-2002.4:中国科学院兰州化学物理研究所副研究员1999.3-2001.2:京都大学，日本学术振兴会外国人特别研究员1996.1-1999.2:中国科学院兰州化学物理研究所助理研究员1991.1-1995.12:中国科学院兰州化学物理研究所研究实习员1989.7-1990.12:甘肃省药物研究所药物合成实验室研究助手1985.9-1989.6:兰州大学化学系应用化学专业本科生第1页/共75页第一页，共76页。教学与科研教授课程：《有机化学》、《有机合成》、《分离技术》、《杂环化学》、《精细化学品合成及分离提纯技术》、《有机化合物的结构分析》、《系列讲座》

科研情况：发表学术论文40余篇；《有机化学》杂志审稿人；主要研究领域为精细化学品的合成、含氟(杂环)化合物的合成及其生物活性与光电性能研究、功能性有序超薄膜、以及新型纺织印染助剂的合成。第2页/共75页第二页，共76页。近期发表论文[1]Improvedsynthesisofmestranolandethinylestradiol(EE)relateddegradationproductsasauthenticreferences,Steroids,2008，73(5)，488-494；SCI（IF2.849）[2]17α-Ethynyl-3-methoxyestra-1,3,5(10),9(11)-tetraen-17-ol,ActaCrystallogr.,2008,E64,o783[3]Methyl3,4-O-isopropylidene-2-O-[(methylsulfanyl)thiocarbonyl]-β-L-arabinoside,ActaCrystallogr.,2008,E64,o933[4]Synthesisandfluorecencespectraoftriazolylcoumarinfluorecentdyes,X.Peng,H.Li*,

J.DonghuaUniv.(Eng.Ed.),

2008,inpress[5]四硫富瓦烯作为催化剂的研究进展，化学世界，2008，49(5)，316-319[6]基于四硫富瓦烯衍生物Langmuir-Blodgett膜的研究进展,有机化学，2008,28,印刷中[7]含四硫富瓦烯大环化合物的合成与研究进展，有机化学，2007，27(10)，1220-1227[8]含全氟环丁基可溶性聚酰亚胺的合成与表征，高分子学报，2007，(2)，114-118[9]含全氟烷基磺酰基新型异黄酮化合物的合成，金叶，李洪启*，化学研究与应用，

2007，19(8)，928-932[10]含丙烯酸六氟丁酯单体的丙烯酸酯共聚乳液的合成及其在棉织物上的应用，染整助剂，2007，24(3)，31-33[11]Novelperfluorocyclobutyl(PFCB)-containingpolymersformedbyclickchemistry,

Polymer,

2006,47(18),6272;SCI(IF2.773)

[12]Formationoftheunexpected3-alkylatedflavonoidsinthealkylationofB-ringsubstituted5,7-dihydroxyflavones,TetrahedronLett.,2005,46,5399;SCI(IF2.509)

第3页/共75页第三页，共76页。主要研究方向1.新型(异)黄酮类化合物的合成及其生物活性研究2.四硫代富瓦烯衍生物的合成及其光电性能研究3.含氟(杂环)化合物的合成及生物活性与光电性能4.新型纺织品多功能整理剂的设计、合成与性能5.新型香豆素类化合物的合成与荧光性能研究6.甾体类化合物的合成第4页/共75页第四页，共76页。主要研究课题[1]利用ClickChemistry构筑四硫富瓦烯-香豆素新型多功能分子材料，上海市自然科学基金[2]硅烷桥硫杂环新型分子材料的合成与光电性能研究，教育部留学回国人员科研启动基金[3]具有Gemini结构的新型纺织品多功能整理剂的设计、合成与性能研究，教育部长江学者和创新团队发展计划子课题[4]甾体类化合物的合成第5页/共75页第五页，共76页。

有机化合物的结构分析一、有机化合物的分离与提纯（9学时）二、紫外-可见吸收光谱（3学时）三、红外吸收光谱和拉曼散射光谱（6学时）四、核磁共振基础（3学时）五、氢核磁共振谱（9学时）六、碳核磁共振谱（6学时）七、二维核磁共振谱（3学时）八、质谱（6学时）九、综合利用波谱技术测定有机化合物结构（6学时）第6页/共75页第六页，共76页。参考教材有机化合物结构分析，邹建平，王璐，曾润生著；北京：科学出版社，2005有机化合物的波谱解析，SilversteinR.M.,WebsterF.X.,KiemleD.J.著，药明康德新药开发有限公司分析部译；上海：华东理工大学出版社，2007现代有机波谱分析，张华主编，北京：化学工业出版社，2005第7页/共75页第七页，共76页。一、有机化合物的分离与提纯1.1分离技术简介1.2萃取与提取1.3蒸馏与分馏1.4结晶-沉淀与离心分离1.5吸附分离技术1.6膜分离技术1.7色谱分离技术1.8超临界流体分离技术1.9电泳分离技术第8页/共75页第八页，共76页。一、有机化合物的分离与提纯分离设备分离剂混合物原料产品残余物1.1分离技术简介第9页/共75页第九页，共76页。发展时期:经典(常规)分离—萃取与提取,蒸馏与分馏,结晶,沉淀,

离心,吸附,泡沫,常压柱层析现代分离技术—色谱,液膜,固膜,扩散,场流分离过程原理:重力和压力—沉降,离心,过滤电磁—电泳,电渗析,电解,磁选分子热力学—汽化,升华,蒸馏分子动力学—扩散,渗透,反渗透分子物性等—萃取,溶解,沉淀,溶剂化,重结晶分子间作用与热动力学性质差异—色谱分离过程本质:机械分离和传质分离分离过程物相:均相(速率控制)和非均相(平衡控制)第10页/共75页第十页，共76页。1.2萃取与提取1.2.1术语与原理物理萃取与化学萃取被萃取物,萃取液和萃余液,萃取剂,萃取溶剂,反萃取剂,萃合物,相比

羧酸,酚,胺和酮混合物水溶液有机相AB水相有机相水相有机相CDEF水相有机相第11页/共75页第十一页，共76页。1.2.2溶解度相似原理水溶性比较:正戊醇,正己醇,正庚醇,正辛醇乙醇,乙硫醇

第12页/共75页第十二页，共76页。1.2.3各类溶剂的互溶规律极性:极性与非极性氢键:N型(惰性)—

烷烃,苯,CCl4,CS2,煤油

A型(受电子)—

含A-H键,可与给电子溶剂形成氢键;CHCl3,CHCl2,

五氯乙烷

B型(给电子)—

含给电子原子B,可与A型溶剂形成氢键;醚,酮,醇,

酯,叔胺

AB型(给受电子)—

同时含A-H键和给电子原子B,可缔合;水,多元醇,

氨基醇,羟基羧酸,多元羧酸,多元酚AB型与N型:不互溶A型与B型:混溶第13页/共75页第十三页，共76页。常用溶剂分类及其极性与互溶性AB型B型A型N型盐水溶液苯胺二氯甲烷苯无机酸水溶液膦酸三丁酯四氯乙烷甲苯水丙酮氯仿四氯化碳乙二醇1,4-二氧六环三氯乙烷二硫化碳甲酰胺四氢呋喃二氯乙烷环己烷乙酸及其同系物吡啶己烷甲醇硝基苯庚烷乙二醇甲醚丁酮石油醚乙醇戊酮硅油丙醇乙醚石蜡油丁醇戊醇苯酚第14页/共75页第十四页，共76页。1.2.4萃取分类操作方式:间歇萃取和连续萃取料液与溶剂的接触和流动情况:单级萃取和多级萃取多级萃取:并流萃取,错流萃取,逆流萃取,分馏(双溶剂逆流)萃取微分萃取固体浸取(固液萃取):间断和连续方式间断方式:浸提,渗漉,回流连续方式:索氏提取器双水相萃取反微团萃取第15页/共75页第十五页，共76页。1.2.5萃取剂及萃取体系简单分子萃取体系中性络合萃取体系:含氧,中性含磷,酰胺萃取剂酸性络合(阳离子交换)萃取体系:磷(膦)酸酯,羧酸萃取剂鳌合萃取体系:β-二酮,双硫腙,8-羟基喹啉,羟肟萃取剂阴离子交换萃取体系:伯/仲/叔胺,季铵盐萃取剂冠醚萃取体系:(二苯并)18-冠-6,二环己基并-18-冠-6萃取剂协同萃取体系:盐析剂第16页/共75页第十六页，共76页。1.3蒸馏与分馏1.3.1蒸馏类型操作方式:间歇蒸馏和连续蒸馏实施方法:简单蒸馏平衡蒸馏(闪蒸)

恒沸点(共沸)蒸馏水蒸气蒸馏真空蒸馏分子蒸馏精馏混合液组分:二元和多元蒸馏第17页/共75页第十七页，共76页。1.3.2二元物系的气-液相平衡相平衡理想溶液:Raoult’Law—Pi=PioXi相律:f=c–Φ+2泡点露点相平衡方程:Yi=KiXi气-液平衡相图相对挥发度:α=vA/vB=(PA/XA)/(PB/XB)第18页/共75页第十八页，共76页。1.3.3恒沸点(共沸)蒸馏(Azeotropicdistillation)[例1]95%EtOH绝对EtOH

74%苯+18.5%EtOH+7.5%H2O67.6%苯+EtOH:bp68℃

[例2]正丁烷,1-丁烯,丁二烯氨+正丁烷+1-丁烯:bp40℃,塔顶

丁二烯:1.5Mpa,bp90℃,塔底第19页/共75页第十九页，共76页。1.4结晶-沉淀与离心分离(Centrifugalseparation)结晶的关键—

过饱和溶液(Supersaturatedsolution)的形成:

热饱和溶液冷却法(等溶剂结晶法)

溶剂蒸发法真空蒸发冷却法化学反应结晶法盐析法沉淀剂(precipitant):中性乙酸铅和碱性乙酸铅离心:离心沉降(centrifugalsettling),离心过滤(centrifugalfiltration),离心分离,超离心(supercentrifuge)第20页/共75页第二十页，共76页。1.5吸附分离技术(AdsorptionSeparationTechnology)常用吸附剂(adsorbent):活性炭(activatedcarbon),活性炭纤维

(activatedcarbonfiber),球形炭化树脂(sphericalcharringresin),

大孔网状聚合物(large-porenet-likepolymer),合成沸石

(syntheticzeolite;分子筛,molecularsieve),硅胶(silicagel),

氧化铝(alumina)[例1]利用活性炭在水溶液中吸附有机物同系物，则：

a．多肽的吸附量等于氨基酸的吸附量

b．多肽的吸附量大于氨基酸的吸附量

c．多肽的吸附量小于氨基酸的吸附量()[例2]用硅胶在非极性溶剂中吸附脂肪酸同系物，则：

a．随着脂肪酸C链增长，吸附量增大

b．随着脂肪酸C链增长，吸附量减小

c．随着脂肪酸C链增长，吸附量不变()第21页/共75页第二十一页，共76页。1.6膜分离技术(MembraneSeparationTechnology)1.6.1简介布/纤维/绢网过滤：>10µm(10-1000µm),粒子、粗粒子微孔过滤：0.05-10µm,大分子、微粒子超过滤：0.001-10µm,离子、大分子、微粒子凝胶色谱：0.01-100µm,大分子、微粒子、粒子膜分离/离子交换：0.006-0.1µm,离子、大分子蒸馏/冰冻/萃取：0.001-1µm,离子、大分子浮选：0.1-1000µm,大分子、微粒子、粒子、粗粒子超离心：0.01-1µm,大分子离心：0.1-700µm,大分子、微粒子、粒子、粗粒子第22页/共75页第二十二页，共76页。方法膜孔径推动力截留分子应用微滤0.02~10μm0~105Pa微生物、细胞碎片、DNA、病毒的截留和浓缩超滤0.001~0.02μm0~106Pa103~106蛋白质、多糖、抗生素等的分离、纯化和浓缩反渗透无孔0~107Pa<1000海水脱盐、超纯水制备、从发酵液中分离乙醇、丁醇和丙酮等溶剂、浓缩抗生素和氨基酸渗析1~3nm浓度差>0.02μm脱除低分子量组分、血液（人工肾）的解毒、实验室酶纯化电渗析电位差<200苦咸水脱盐、分离带电离子组分渗透蒸发无孔分压差气体分离气体分离无孔0~107Pa气体分离纳米过滤7~70nm0~103Pa300~1000脱除无机盐膜分离方法分类及特性常数第23页/共75页第二十三页，共76页。1.6.2电渗析(Electricdialysis)分离技术离子交换膜(Ionexchangemembrane)—电渗析心脏阳离子交换膜(Cationicexchangemembrane):强酸型(R-SO3H),中强酸型(R-PO3H2,RO-PO3H2),弱酸型(R-CO2H,R-C6H4OH)b.阴离子交换膜(Anionicexchangemembrane):强碱型(季铵),中强碱型(叔胺),弱碱型(仲/伯胺),混胺型(含季铵和叔胺)c.特种机能离子交换膜(Speciallyfunctionalionexchangemembrane):两性膜,复合膜,蛇笼膜,表面涂层膜,镶嵌膜,鳌合膜,中性膜,多孔膜,大孔膜,氧化还原膜,人工生物膜第24页/共75页第二十四页，共76页。离子交换膜的结构:化学结构:固定部分—高分子母体(基膜)

离子交换基(固定离子)

活动部分—可离解离子(反离子)物理结构:

孔隙结构交联结构接枝结构缠绕结构离子交换膜的基本原理:膜作用—孔隙作用静电作用扩散作用外力作用第25页/共75页第二十五页，共76页。用途工业应用试验阶段脱盐海水淡化、苦咸水淡化、初级纯水制备、中强放射性废水处理、脱脂乳和乳清脱盐、酱油/血清/疫苗/氨基酸脱盐糖类脱盐、液晶脱盐、蛋白质精制、海藻中提碘、铜络合物脱盐浓缩浓缩海水制盐分离电镀废液或漂洗液中Cu、Ni、Cd、Zn的分离与酸的回收、废液中碱的回收同位素分离、同符号同价离子分离、两性元素分离、显影剂废液回收、放射裂变元素铼分离、钯/金/锆分离置换果汁脱酸、无机与有机化学药品制备感光乳剂处理电泳电泳涂漆离子交换膜电渗析技术应用概况第26页/共75页第二十六页，共76页。处理水质脱水范围（mg/L）耗电(kWh/m3)原水产水直流电动力电合计海水3500050012.0~20.04.0~6.016.0~26.0苦咸水10000~300005004.0~15.03.5~5.07.5~20.0苦咸水1000~100005000.3~6.00.4~3.50.7~9.5自来水500~1000200~5000.2~0.60.3~0.60.5~1.2自来水50020~500.2~0.41.2~1.61.4~2.0电渗析法处理不同水质的耗电参考数据第27页/共75页第二十七页，共76页。1.6.3反渗透(Reverseosmosis)与超滤分离技术分离方法需要消耗的动力(kWh/m3)需要消耗的能量(kJ/m3)理论功0.722577反渗透法（回收率40%）3.512593反渗透法（回收率30%）4.716911冷冻法9.333472溶剂萃取法25.692048电渗析法32.2115863多级闪蒸法62.8225936海水淡化所需的能量第28页/共75页第二十八页，共76页。反渗透与超滤膜膜材料:醋酸纤维素(Celluloseacetate,CA):30000~60000个

β-葡糖甙单元的长链b.芳香聚酰胺:适用pH(4~10)范围大c.聚砜:可用于强碱性溶液(pH为1~11)d.动力膜(动态膜):有机和无机聚电解质,如聚丙烯酸,聚乙烯吡啶,聚苯乙烯磺酸,聚乙烯吡咯烷酮,氢氧化物第29页/共75页第二十九页，共76页。离子浓度(g/kg)离子浓度(g/kg)盐类浓度(g/kg)Cl–18.98Na+10.56CaSO43.28SO42–2.64Mg2+1.27MgSO42.10HCO3–0.14Ca2+0.47MgBr20.08Br–0.065K+0.38MgCl23.28I–0.0013Sr2+0.0133KCl0.72H2BO3–0.026NaCl26.69总阴离子21.86总阳离子12.62盐类合计34.25苦咸水:含盐量>1000ppm;或含氯化物>800ppm;

或含硫酸盐>400ppm海水中的主要成分第30页/共75页第三十页，共76页。项目原水浓缩水生产水浊度7pH值电导率(MΩ–1cm–1)1530571077M—碱度(ppm),算成CaCO352.719.98.4Na+(ppm)23088.213.8K+(ppm)14.651.00.1Cl–(ppm)468189020.3SO42–(ppm)64.42952.2SiO2(ppm)17.558.50.6总溶解物(ppm)92036803415总硬度(ppm),算成CaCO3176697<1日本鹿岛制铁反渗透苦咸水淡化装置水质分析第31页/共75页第三十一页，共76页。1.6.4纳米滤膜技术(NanofiltrationMembraneTechnology)UF:1~20nm,1000~100000,筛分NF:2nm,200~2000(300~1000),依分离对象不同(压差,渗透,扩散)RO:

无孔,<1000,溶解-扩散纳米滤膜的制备方法:L-S相转化法转化法←UF或RO

共混法复合法荷电化法纳米滤膜的应用:

不同分子量有机物的分离—多肽与氨基酸,葡萄酒脱醇含有机溶剂的废水的处理一价盐与二价及多价盐的分离酸液和碱液的处理有机物与小分子无机物的分离—染料脱色膜生化反应器的开发利用第32页/共75页第三十二页，共76页。1.6.5液膜(LiquidMembrane)分离技术液膜分离过程涉及3个液相:

料液,接受液和处于二者之间的液膜液膜分离原理:

萃取—溶质从料液进入液膜反萃取—溶质从液膜进入接受液液膜的类型:

结构—支撑型(隔膜型),单滴型(液滴型),乳状液型(乳化型)液膜组成—水包油型(O/W水膜)

油包水型(W/O油膜)

水/油/水型油膜(W/O/W乳状液):适于水溶液处理油/水/油型水膜(O/W/O乳状液):用于碳水化合物的分离液膜应用:萃取分离柠檬酸,赖氨酸和色氨酸等氨基酸和抗生素固化α-胰凝乳蛋白酶,将D,L-氨基酸甲酶转化为L-氨基酸第33页/共75页第三十三页，共76页。1.7色谱(Chromatography)分离技术1.7.1薄层色谱(ThinLayerChromatography,TLC)吸附剂:

硅胶,氧化铝,聚酰胺和纤维素

硅胶G(Type60):黏合剂为石膏,硅胶孔径为6nm

硅胶H:不含石膏黏合剂,适于分离与石膏发生作用化合物

硅胶GF254:

含石膏黏合剂及无机荧光剂,

254nm紫外光下呈现荧光展开剂的选择：单一溶剂，二元混合，多元混合四元展开剂：Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋ＤＡ—极性小，比例大，溶解性差，“输送剂”Ｂ—极性大于Ａ，可溶解样品，“分配剂”Ｃ—极性介于Ａ和Ｂ之间，“极性调节剂”Ｄ—强极性，比例很小，“活性调节剂”第34页/共75页第三十四页，共76页。TLC操作点样：样品浓度0.01%~1%,多点条形点样，间隔0.5~1cm展开：密闭层析缸，上行法，下行法，近水平，单向，双向，单次，多次显色：紫外－荧光法碘蒸气法化学(喷雾)法显色剂：磷钼酸—萜类，甾苷碘化铋钾—生物碱邻苯二甲酸与苯胺—糖

FeCl3溶液—酚类

AlCl3乙醇溶液—黄酮第35页/共75页第三十五页，共76页。特殊TLC技术：高效TLC—3~7cm↔数千理论塔板数带浓缩区高效TLC—使用预吸附剂旋转TLC技术制备TLC吸附剂点样区第36页/共75页第三十六页，共76页。1.7.2常规柱层析(ColumnChromatography)分离技术分离原理:

吸附原理—硅胶,氧化铝,聚酰胺离子交换原理—离子交换树脂分配原理—甘油，硅油，长链烷烃分子筛原理—凝胶柱层析分离操作:装柱：湿法和干法上样：湿法和干法洗脱：分子极性顺序—烷烃＜烯烃＜醚＜酰胺＜醇＜酚＜羟基酸＜磺酸＜盐第37页/共75页第三十七页，共76页。特殊柱层析分离技术：干柱色谱—色带切割或挖出,塑料柱减压液相柱色谱(真空液相色谱,VLC)快速柱色谱(加压柱色谱,flashchromatography)项目常用量配比柱内径/mm1417253552硅胶用量/g10163570150加样量/g0.20.51~248流速(mL/min)510152030每流分体积/mL2.5481525加压柱色谱常用配比量第38页/共75页第三十八页，共76页。1.7.3高效液相色谱(HPLC)特点:

分离效能高—填充柱柱效2000~50000块塔板/米选择性强—改变流动相检测灵敏度高—痕量分析速度快—几到几十分钟HPLC基本术语:流动相和固定相分配系数和吸收系数(吸附系数)保留值—保留时间和保留体积柱效参数分辨率和选择性第39页/共75页第三十九页，共76页。参数经典液相色谱HPLC填充剂颗粒大小/μm75~6005~50填充剂颗粒大小/筛目30~200300~2500填充剂规格一般标准规格特制颗粒大小分布范围20~30<5柱长/cm10~10020~200柱径/cm1~50.1~1.0柱压（表压）/MPa0.01~1.020~300柱效/理论塔板数2~501000~10000样品量/g1~1010-6~10-2分离速度/（塔板数/秒）<0.051~20分析时间/h1~200.05~1经典液相色谱与HPLC的比较第40页/共75页第四十页，共76页。项目HPLCGC进样方式样品配成溶液样品需要加热汽化流动相液体气体输送流动相的压力2~20MPa0.1~0.5MPa固定相的颗粒大小5~10μm0.1~0.5mm填充柱柱长/mm10~251~4填充柱内径/mm3~61~4填充柱柱效/理论塔板数1000~10000100~1000毛细管柱内径/mm0.01~0.030.1~0.3毛细管柱柱长/m5~1010~100毛细管柱柱效/理论塔板数10000~1000001000~10000柱温常温常温~300℃选择性检测器UVD,PDAD,FD,ECDTCD,FID通用型检测器ELSD,RIDECD,FPD,NPD应用范围可分析低分子量低沸点样品、高沸点样品、中等分子量及高分子有机物、离子型无机物、热不稳定化合物可分析低分子量低沸点样品和气体；需要程序升温以分析高沸点样品HPLC与GC的比较第41页/共75页第四十一页，共76页。高效液相色谱仪系统输液系统—高压输液泵流动相脱气:吹氦,回流,真空,超声波,在线真空程序控制器(梯度洗脱装置)进样系统—注射器,六通阀,自动进样色谱柱检测器数据处理装置第42页/共75页第四十二页，共76页。液相色谱常用检测器性能比较参数紫外吸收检测器（UVD）折光指数检测器（RID）荧光检测器（ECD）电导检测器（FD）测量参数吸光度（AU）折光指数（RIU）荧光强度（AU）电导率(μS/cm)用于梯度洗脱可以不可可以不可线形范围105104103104噪声（测量参数）10-410-710-310-3最小检测浓度/(g/mL)10-1010-710-1110-3最小检测量约1ng约1μg约1pg1mg对流速敏感性不敏感不敏感不敏感敏感对温度敏感性低±0.0001℃低±2%/℃第43页/共75页第四十三页，共76页。常用HPLC类型正相分配HPLC:固定相极性>流动相极性,

洗脱顺序同TLC反相分配HPLC:固定相极性<流动相极性化学键合相液相色谱固定相:a.含-Si-O-C-键

b.含-Si-C-或-Si-N-键

c.含-Si-O-Si-C-键第44页/共75页第四十四页，共76页。类型官能团性质色谱分离应用范围烷基C8-(CH2)7CH3非极性反相中等极性化合物、水溶性极性化合物如肽、甾醇及核苷酸C18-(CH2)17CH3非极性反相苯基-(CH2)3C6H5非极性反相非极性~中等极性化合物如脂肪酸、甾醇及萜类酚-(CH2)3C6H4OH弱极性反相稠环等中等极性化合物、极性芳香化合物环氧基-(CH2)3OCH2CH(O)CH2弱极性反相或正相酚、硝基化合物二醇-(CH2)3OCH2CHOHCH2OH弱极性正相或反相有机酸、肽硝基苯-(CH2)3C6H4NO2弱极性正相或反相含双键化合物、芳香化合物、稠环化合物腈基-CN极性正相或反相极性化合物氨基-(CH2)3NH2极性正相或反相极性化合物如糖、肽、有机酸、酚、核苷酸二甲胺-(CH2)3N(CH3)2极性正相阴离子交换极性化合物如糖、肽、有机酸、酚、核苷酸二氨基-(CH2)3NH(CH2)2NH2极性正相阴离子交换极性化合物如糖、肽、有机酸、酚、核苷酸常见键合相色谱固定相第45页/共75页第四十五页，共76页。化合物类型色谱柱流动相生物碱DynamaxNH2CH2Cl2-0.1%(NH4)2CO3-MeOH22:3:75RP-18MeOH-H2O8:2,CH2Cl2-MeOH8:2,9:1,MeOH-H2O-乙二胺35:65:0.1杂环化合物LIChrosorbRP-18MeOH-H2O9:1,4:1,3:1LIChrosorbRP-8MeOH-H2O1:1,4:1,3:1LIChrosorb-NH2MeCN-H2O4:1多酚化合物C18MeOH-H2O18:82~50:50Spherisorb-ODSMeOH-5%HCO2H4:1LIChrosorbRP-18MeOH-H2O9:1醌类化合物Develosil60-10CHCl3DevelosilODSMeCN-H2O80:20,17:3(0.1%AcOH)LIChrosorbRP-2MeOH-H2O-AcOH75:25:0.6木脂体DevelosilODS-10MeOH-H2O3:2DevelosilODS-5MeOH-H2O2:3DevelosilSI-60-5己烷-乙酸乙酯1:1HPLC在天然产物分离中的应用第46页/共75页第四十六页，共76页。续:HPLC在天然产物分离中的应用查尔酮LIChrosorbDiolMeOH-H2O55:45Spherisorb-ODSIIMeOH-H2O7:3,65:35香豆素PREP-SL环己烷-乙酸乙酯4:1DevelosilC8MeOH-H2O20:80黄酮类LIChrosorbRP-18MeCN-H2O1:4DynamaxC-18MeOH-H2O-AcOH75:25:0.6TSKgelODS-80TMMeCN-H2O-H3PO4300:700:0.5单宁类LIChrosorbRP-18MeCN-H2O-H3PO4300:700:0.5,MeCN-H2O16:84(0.1TFA)单萜LIChrosorbDiol己烷-BuOH-MeOH-H2O65:25:9:1PLC-18MeOH-H2O45:55倍半萜PhenomenexC-18MeOH-H2O9:1,1:1AlltechRsilSiD己烷-TBME9:1TSKgelODS-120TMeOH-H2O2:1二萜BondapakC-18MeCN-H2O1:3SenshuPakSi-5251-SCH2Cl2-乙酸乙酯-MeOH470:30:3ResolveC-18MeCN-H2O37:63Chemosorb5Si己烷-CH2Cl2-EtOH5:2:0.5MNNucleosil环己烷-CHCl34:1第47页/共75页第四十七页，共76页。续:HPLC在天然产物分离中的应用三萜DynamaxSi异辛烷-EtOH9:1DynamaxC-18MeOH-H2O17:3MNNucleosilCHCl3-MeOH50:1ShimpacC-18MeCN-H2O28:72PhenomenexSi己烷-异丙醇19:1甾体化合物DynamaxSi己烷-异丙醇4:1DynamaxC-18MeCN-H2O7:3DynamaxCN己烷-异丙醇4:1AlltechRsilC-18MeCN-H2O7:3DevelosilODSMeCN-H2O45:55~80:20皂苷LIChrosorbRP-8MeCN-H2O38:62TSKgelODS-120TMeCN-H2O68:32DevelosilODS-10MeOH-H2O55:45多炔化合物YMCS-343RPMeCN-THF5:1LIChrosorbCN庚烷番荔枝内酯BondapakC-18MeOH-H2O85:15DynamaxC-18己烷-MeOH-TFA93:6.3:0.7环肽SpherisorbPhMeCN-H2O-TFA梯度洗脱第48页/共75页第四十八页，共76页。其它HPLC方法液-固吸附色谱:固定相—极性非极性离子交换色谱凝胶色谱(排阻色谱)—凝胶过滤色谱(GFC)

凝胶渗透色谱(GPC)亲合色谱第49页/共75页第四十九页，共76页。商品名称形状粒度/μm比表面积（m2/g）平均孔径/nmYQG球形5~1030030YQG-1球形37~55300~40010LichrospherSi-100球形5~1037010ZorbaxSIL球形6~8250~3006~8VydacHs球形5,10,20300~5008~50TSKgel-310球形5~15250~3805,10,30Nucleosil球形5~10200~45010~30Supeleosil球形3,575~17010,200DG1-4球形37~7525~50010,200PorasilA-D球形37~7525~50015MicroPakSi-150球形55508Econosphere球形3,5,102006~8YWG-1无定形5,7,1030010μ-Porasil无定形104006Econosil无定形5,1045010Biosil无定形2~104006MicroPakSi-10,60无定形5,105006Polygosil无定形5,7,1035~4506,10,30常用液-固吸附色谱硅胶吸附剂型号第50页/共75页第五十页，共76页。1.7.4气相色谱(GC)特点:

定量分析—准确度98%定性分析—与标准物保留值对比,不可靠联用技术—GC-MS,GC-IRGC重要术语:色谱图基线色谱峰—峰体积峰高峰宽第51页/共75页第五十一页，共76页。GC的类型及分离机理气-固(吸附)色谱气-液分配色谱裂解气相色谱(PGC)反相GC(IGC)反应GC常用检测器:TCD,FID,ECD,NPD,FPD特殊进样方式:

分流进样与不分流进样柱头进样顶空进样热解进样第52页/共75页第五十二页，共76页。常见的硅烷化衍生试剂

名称缩写适用范围三甲基氯硅烷TMCS与其它硅烷化试剂同时使用，以增加硅烷化能力六甲基二硅氨烷HMDS常与TMCS混合使用，较适合醇和酚六甲基二硅氧烷HMDSO适合醇类N,N-二甲基三甲硅基乙酰胺MSA适于糖、胺和氨基酸N-三甲硅基二乙胺TMSDEA适于氨基酸、胺、酰胺和醇1-三甲硅基咪唑TSIM羟基的硅烷化N,O-双三甲硅基乙酰胺BSA与TMCS混合使用，适合各类有机物N,O-双三甲硅基三氟乙酰胺BSTFA与TMCS混合使用，衍生化副产物较使用BSA时易挥发除去氯甲基二甲基氯硅烷CMDMCS适于甾族、糖和酚酸类有机物第53页/共75页第五十三页，共76页。烷基化衍生反应条件及适用范围试剂衍生化反应条件适用范围重氮烷非极性溶剂酸性OH和NH（NH2）卤代烃DMSO等极性溶剂，碱催化醇、酰胺、硫醇、酚、胺季铵盐甲醇溶剂，室温柱反应硫醇、酚、酸、胺、酸性NH醇BX3、HCl或H2SO4，r.t.反应羧酸烷基氯甲酸酯吡啶酚、酸第54页/共75页第五十四页，共76页。常用的酰基化试剂及其特点

类型常用试剂特点酰卤三氟乙酰氯、五氟丙酰氯、4-乙酯基六氟丁酰氯、全氟辛酰氯反应活性高，衍生化副产物是酸，反应时应加碱中和。衍生化过程中过量的酰卤试剂必须在进样前除去，否则将腐蚀色谱柱酸酐乙酸酐、丙酸酐反应迅速，一般在吡啶、THF和二甲胺基吡啶等碱性溶剂中进行，副产物酸可被碱性溶剂中和除去酰基咪唑和酰胺三氟乙酰咪唑、双三氟乙酰胺、N-甲基双三氟乙酰胺能在较温和的条件下进行衍生化反应，克服了酰卤和酸酐衍生化试剂生成强酸可能引起衍生化产物变化的问题，应用愈来愈广泛第55页/共75页第五十五页，共76页。常用的GC衍生化试剂硅烷化衍生试剂烷基化衍生试剂酰基化衍生试剂新型衍生化试剂—成环衍生化试剂:邻二醇等羰基缩合衍生化试剂:羟胺等手性衍生化试剂GC的定性分析:

保留值定性法化学试剂定性法检测器定性法GC的定量分析:

色谱峰面积测量定量校正因子(f)的确定定量计算方法—归一化法,内标法和外标法

第56页/共75页第五十六页，共76页。1.8超临界流体(SupercriticalFluid)分离技术1.8.1超临界流体(SF)及其物理性质流体液体固体气体TABCAT,BT,CTT,C,Pc,Tc;η,D;ρ,溶解度第57页/共75页第五十七页，共76页。1.8.2超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction,SFE)特点:

萃取分离效率高适于分离热敏性物质节能无毒无污染—准确度98%应用:咖啡因的萃取植物油的萃取香料,芳香素和药物的萃取啤酒花和尼古丁的萃取污水处理第58页/共75页第五十八页，共76页。CO2萃取和正己烷萃取豆油的比较分析正己烷萃取CO2萃取产量19.018.3游离脂肪酸/%0.60.3不可皂化物/%0.60.7铁/1×10-61.40.3含磷物/1×10-650545大豆片中的残余油/%0.71.4第59页/共75页第五十九页，共76页。1.8.3超临界流体色谱(SFC)应用:天然产物的分离农药和除草剂等含N,P,S,O等杂原子的极性物质的分离手性分离聚合物中齐聚物的分离聚合物中添加剂的分离第60页/共75页第六十页，共76页。SFC常用流动相的临界性质化合物常压下沸点（℃）临界性质Tc（℃）Pc(MPa)ρc(g/cm3)CO2-78.531.37.3870.448N2O-89.026.57.2350.445NH3-33.4132.311.2770.247H2O100.0374.422.9810.344MeOH64.7240.57.9950.272EtOH78.4243.46.3830.276i-PrOH82.5235.34.7620.273第61页/共75页第六十一页，共76页。C2H6-88.032.44.8940.203n-C3H8-44.596.84.2560.220n-C4H10-0.5152.03.8000.228n-C5H1236.3196.63.8740.232n-C6H1469.0234.23.0000.254C6H680.1288.94.8940.302Cl2CF2-29.8111.73.9920.558Et2O34.6193.63.6780.267CH3OCH2CH37.6164.74.3980.272续:SFC常用流动相的临界性质

第62页/共75页第六十二页，共76页。SFC常用检测器的性能

检测器操作类型选择性灵敏度噪音检测限线性作用FID质量型有机C0.02c/g0.01pA0.5pg/s107破坏性NPD质量型N/P0.8c/g(P)0.4c/g(N)0.01pA25fg/s50fg/s104(P)105(N)破坏性FPD质量型S/P0.32c/g(P)32c/g(S)8pA0.5pg/s50pg/s105(P)103(S)破坏性RPD质量型H/S/Cl/Br/I------50~100pg/s103破坏性紫外质量型紫外吸收------5pg/s103~104非破坏性荧光质量型产生荧光------＜5pg/s103~104非破坏性第63页/共75页第六十三页，共76页。1.9电泳分离技术1.9.1简介电泳(Electrophoresis):区带离子电泳,电泳谱法,电迁移,电色谱电泳分离的主要依据:离子本性研究体系所处环境电场强度+-料液注入ABC第64页/共75页第六十四页，共76页。1.9.2常规电泳分离方法的分类和应用区带电泳:载体电泳和无载体电泳无载体电泳:自由电泳,等电点电泳,等速电泳和毛细管电泳载体电泳:粉末电泳纸电泳凝胶电泳—淀粉电泳,琼脂糖电泳,聚丙烯酰胺电泳电泳色谱聚焦电泳—等电聚焦电泳,密度梯度电泳,亲和电泳

第65页/共75页第六十五页，共76页。常规电泳的优缺点优点缺点1对样品适应性广，只要能电离的包括大分子在内都能应用1用高压2与板色谱联合应用，可提高选择性和效率2效率不太高3速度比一些同类的分离法更快些，如凝胶渗透3难以定量分析4仪器和技术常常是简单的第66页/共75页第六十六页，共76页。常规电泳条件的选择条件单位合适范围超出过度的影响低于合适范围的影响电压V/cm*5~15电内渗大，发热厉害移动速度小，易扩散缓冲剂离子强度µ~0.1#只低于低压，这样分离差，移速小缓冲容量不足，移速小试液浓度%~1##拖尾不易检出温度℃0~20蒸发加剧设备复杂支持体紧密度适中易产生吸附抗聚性太小，易扩散电流mA/cm*0.2~1.5移动太快，分离效果差*对电压，cm指纸条长度单位；对电流，指纸条长度单位；#其pH视分离组分而定，一般不宜太大或太小；##随样品种类而异

第67页/共75页第六十七页，共76页。等速电泳的应用应用领域具体对象举例金属离子Al,Be,Cd,Ce,Cr,Cs,La,Ni,Tl同位素UO22+,Na+有机离子低级和高级脂肪酸、咪唑葡萄糖、菸酸染料四磺化靛青配合物氨基酸各种氨基酸肽胰岛素、血管紧张肽、促肾上腺皮质激素抗菌素青霉素、四环素、头孢菌素蛋白质白蛋白、球蛋白、脂蛋白、免疫球蛋白细胞红细胞、白细胞、病毒