薄层色谱和柱层析.ppt

1、2020/7/3，A，1，薄层色谱(TLC)，1概述色谱是目前最常用的分离技术，它利用具有不同结构或性质的物质在不混溶的两相中的不同分布。当一个相是固定的(称为固定相)，另一个相是流动的(称为流动相)，这些物质被流动相驱动，以不同的速度向前移动。经过一段时间后，不同的物质在移动距离上有明显的差异，从而实现分离。目前，该方法操作多，分离效果好，操作简单，已广泛应用于各个领域。色谱的发展可以追溯到19世纪末20世纪初的俄罗斯，这是植物学家在研究色素时首次发现的。然而，直到20世纪30年代和40年代，它才投入实际使用。1941年，马丁和辛格将溶剂萃取的一个相固定在硅胶上，放入柱中，根据色谱进行操作，

2、使另一个液相通过柱，分离成功。此后，基于分配原理的分配色谱出现了，从而获得了诺贝尔奖。在后来的发展中，使用了纤维素，然后用滤纸作为分配色谱载体，发展了纸色谱。薄层色谱的研究和发展也出现在20世纪三四十年代，现在它已经与气相色谱和液相色谱一起成为最常用的色谱分离和分析方法。为了区别于柱色谱，突出纸色谱和薄层色谱的特点，这两种方法也被称为平床色谱或平面色谱。经过多年的发展，色谱有许多操作形式和分类方法。根据固定相和流动相的物理状态，可分为以气体为流动相的气相色谱(包括气固色谱和气液色谱)和以液体为流动相的液相色谱(包括液固色谱和液液色谱)。例如，柱色谱、纸色谱和薄层色谱根据固定相的操作模式和形状进

3、行分类；在2020/7/3，A，3，2-薄层色谱中，组分的移动通常用比率偏移值Rf表示：Rf=从原点到组分点中心的距离/从原点到流动相前沿的距离也用“高比率偏移值”表示：hRf=Rf 100和“相对Rf值”，即相对于某一物质X的Rf值，它用RX表示。Rx可以小于1或大于1；HRf的范围可以从1到100，2020/7/3，A，4。在薄层色谱中，Rf值与组分的分配系数K值有关：K=Cs/CM=固定相溶质浓度/流动相溶质浓度。如果组分的移动距离为d1，则流动相的移动距离为DM，D2=DM-D1RF=D1/DM=D1/。因此，K与d1和d2的关系如下：Kd2/d1。此外，移动距离还与两相的体积比有关。

4、体积越大，分配到其中的量就越多。例如，Vs代表固定相的体积，Vm代表流动相的体积Vs/Vmd2/d1，2020/7/3，A，5，以上两个公式结合在一起：D2/D1=KVS/VMRF=D1/(D1D 2)=D1/(D1KVS/Vm)=Vm/(VMKK)RF的值可以从k的值推导出来。但是，有时纸纤维也会对某些物质产生影响，这使得测量的Rf值不同于计算的(推)Rf值。在分配色谱中，但固定液的极性大于流动相的极性，这叫做正相分布；当固定液体的极性小于流动相的极性时，称为反相分布。通常，纸色谱是正相，即有机溶剂是流动相，滤纸上吸收的水是固定相。然而，有时滤纸是用极性较低的液体(如碳氢化合物)作为固定相，

5、而极性较大的水性溶剂作为流动相是反相色谱。用二甲基甲酰胺治疗仍是正常阶段。，2020/7/3，A，6，薄层色谱和高效液相色谱的比较薄层色谱高效液相色谱系统开放式闭路开发模式开发洗脱流速控制吸附剂的毛细管作用由泵调节。平衡时间短，可以同时分析样品。样品量高，板高低(微米)30 2 5有效板号600 5000检测模式静态和动态溶剂消耗量小多种溶剂易于更换，固定相丢弃并重复使用一次。根据2020/7/3的要求，A，7，4-吸附剂和载体(1)对吸附剂(1)具有大的表面积和足够的吸附容量(2)对不同组分具有不同的吸附性能，这样，它具有良好的分离效果：(3)它不溶于所用的溶剂和展开剂；(iv)它不会与样品

6、中的每一种成分、溶剂和显影剂发生化学反应、破坏或分解；(五)2020年7月3日，A、8、()的粒度均匀，使用过程中不破坏；()具有可逆吸附性，能吸附样品成分，易于分析。常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝、聚酰胺、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙、磷酸二钙、磷酸二镁、淀粉、蔗糖等。或者因为碱度太高或者吸附太弱，活性炭的使用受到限制，因为吸附太强而变黑。(2)分配色谱法对载体的要求(1)大表面积(2)不溶于显影剂，不能与显影剂和样品组分发生化学反应或分解(3)对样品组分不吸附或弱吸附(4)对固定液体呈惰性。纤维素和硅藻土通常在2020年7月3日使用。在实际工作中，吸附剂和载体的选择取决

7、于样品组分的性质，即它们的溶解度、酸度和碱度、极性、它们是否与吸附剂反应以及它们的价格和可用性。(一)样品的溶解度硅胶和氧化铝薄层可以首先考虑任何类型的化合物。如果水溶性化合物在吸附薄层上没有很好地分离，可以使用纤维素或硅藻土来分布薄层。如果正常相位失败，可以选择反向相位。(2)样品的酸碱硅胶呈弱酸性，适用于酸性和中性物质的分离；碱性物质与硅胶相互作用，铺展时容易吸附在原点或尾部。氧化铝是碱性的，适用于分离碱性和中性物质。硅胶和氧化铝以11的比例混合得到中性吸附剂，或者在制版过程中加入稀酸或碱使吸附剂变性，或者使用酸性或碱性显影剂使吸附剂显影以改变硅胶或氧化铝的原有性质。2020/7/3，A，

8、10，()样品中极性物质的极性越大，氧化铝和硅胶的吸附越强。物质的极性如下：饱和烃不饱和烃醚酯醛酮胺羟基化合物酸和碱分离太快。如果硅胶和氧化铝的吸附性太强，可以加入硅藻土或其他低吸附性物质。(3)硅胶，一种常用的吸附剂：在105 110活化，但不高于170。氧化铝：在180 200活化，聚酰胺纤维素硅藻土硅酸镁离子交换剂，多孔玻璃珠，反键合硅胶(硅烷化处理)，2020/7/3，制备一个，11，5-薄层板，将吸附剂均匀地涂在玻璃板上或其他指定尺寸的平板上，这一过程称为铺设或铺设，即制作薄层板。盘子的质量是分离成功的关键。一个好的板需要均匀的吸附剂涂层，光滑的表面和均匀的厚度。出售的现有预制板。制

9、造板材的方法主要有两种：(1)干法可用于铺设氧化铝和硅胶，干法相对简单。制得的板材铺展速度快，但铺展后无法保存，薄层不牢固，喷涂显影剂时容易吹走。方法：将吸附剂均匀地铺在薄层板上，用双手夹住两端的玻璃棒滚动，厚度为0.25 3毫米，滚动不能太快，不能停止。0.25毫米主要用于分析和分离，3毫米厚的板主要用于制备色谱。，2020/7/3，A，12，(2)湿铺。在吸附剂中加入少量粘合剂，加水制成糊状。湿法制备的半薄层牢固，不易脱落，易于储存。氧化铝和硅胶都可以用这种方法铺设，铺设好的湿板经过风干和活化后可以使用。湿法摊铺有三种方法：浇注、摊铺和摊铺。浇注方法：振动使其光滑，在105 120下活化0

10、.5 2h。石膏作为粘合剂，干燥速度快，羧甲基纤维素使用慢。平铺法：双面框架铺设法：使用厚度可调的摊铺机。使用的粘合剂包括锻造石膏、羧甲基纤维素和一些聚合物，如聚丙烯酸。锻造石膏的用量一般为吸附剂的10-15%，羧甲基纤维素一般为0.2-1.0%水溶液，淀粉一般为5%水溶液。2020/7/3，A，13，(3)除了上面提到的普通硅胶和氧化铝板之外，还有一些板适合于化合物的分离和检测：(A)荧光薄层板：通过将荧光物质加入吸附剂中可以获得荧光板，其可以检测一些在紫外光下不显示荧光的无色化合物，荧光板在紫外光下显示荧光，而化合物斑点显示暗点。无机荧光物质有：254nm紫外光下的激发荧光，如锰活化硅酸锌

11、(Zn2SiO4:Mn)，365nm紫外光下的激发荧光，如银活化硫化锌、硫化镉(ZnS2)。CdS:Ag)，有机物包括荧光素钠，桑色素加成物0.5 1.5%(在吸附剂中)，2020/7例如，硝酸银络合物薄层可用于分离一系列具有相同碳原子数但不同碳数=碳双键的化合物，如不饱和醇、酸等。因为银可以与碳=碳形成络合物，饱和吸附弱，而Rf高，但双键的数目不同。含有多羟基的长链脂肪酸、其甲酯和酚可以与硼酸和硼砂络合。酸碱薄层板和酸碱度缓冲薄层板：当一些化合物在普通板上分离不好时，可以通过改变原吸附剂的酸碱度来提高分离效果。例如，用稀酸(通常为1 4%的盐酸或0.1 0.25 mol/L的草酸溶液)代替水

12、制成酸性板，使生物碱形成离子对并分离。(d)混合薄层板：将两种不同的吸附剂按一定比例混合制成一个板，也可以分段铺设，前段进行预处理以吸附杂质，后段进行分离。2020/7/3，A，15，(e)径向薄层板：径向板铺设方法不同于普通板，在取样前采用以下方法处理：刮、刮、和用该板铺展，具有相似Rf值的化合物可以很好地分离，灵敏度高。梯度薄板：梯度是指从一种属性到另一种属性的变化。梯度薄层不同于常规薄层，它表现出逐渐分离的性能，如两种不同吸附剂的逐渐比例(吸附梯度)；用不同的酸碱度溶液(酸碱度梯度)或硝酸银浓度(0.5 10%浓度梯度)铺层；用不同粒度(粒度梯度)的吸附剂分层。2020/7/3，A，16

13、，(g)烧结板：由玻璃粉(作为粘合剂)与硅胶或氧化铝等吸附剂按一定比例混合，高温烧结而成。这块木板可以准备多次。吸附剂粘结剂配比烧结条件：硅胶玻璃粉1: 2 5 470 770，氧化铝玻璃粉1: 1 4 470 870烧结7 10分钟，硅藻土玻璃粉1: 1 6 470 770烧结7 10分钟(h)旋转薄层板：旋转薄层色谱法称为离心薄层色谱法(I)聚酰胺薄层板：聚酰胺薄层板一般不需要添加粘结剂，聚酰胺粉末(通常粉末小于60目)可直接制成为了提高牢度，可以加入石膏或淀粉。这种板可以重复使用。再生方法是在丙酮和浓氨水(91)或丙酮和甲酸(91)中浸泡6小时，洗去污垢，用丙酮洗涤，干燥。2020/7/

14、3，A，17，(j)纤维素薄层板：薄层由短纤维素制成，带有浓缩斑点，天然纤维素长2 25微米，微晶纤维素长20 40通常，纤维素和水以15的比例混合，在105下铺砌、干燥和干燥。(k)反相薄层板：最初，反相板用石蜡处理，但现在用化学键合硅胶和乙酰化纤维素制备。(1)高效板：该板铺有细颗粒硅胶或粘结硅胶，范围较窄，常用的粒度范围为5 7微米，厚度为0.2毫米。该高效板分辨率高，灵敏度高，分析速度快。2020/7/3，A，18，采样1。样品浓度溶解样品溶剂，避免使用水，因为水溶液的斑点易于扩散且不挥发。一般来说，应尽可能使用有机溶剂，优选极性与显影剂相似的溶剂，以使溶剂在取样后快速挥发；如果是水溶

15、液，建议在用电吹风加热和干燥的同时取样；如果样品在加热时不稳定，用冷空气干燥。2.样品量与纸张或薄层的性质和厚度以及显色剂的灵敏度有关，样品量对组分的分离效果有很大影响。取样量小，斑点可能模糊或根本不出现；但是，样品量太大，斑点太大或拖尾。常用剂量为几至几十微克，剂型为毫克。2020/7/3，A，19，3。取样方法要求严格、准确和仔细的取样。斑点不能太大，否则斑点不会集中，影响分离效果和检测限；最佳光斑直径为3 5毫米，光斑可以是点状或条状，离下端约1厘米。4.取样容器(1)毛细管0.5 1.0 L样品(2)微型注射器(3)专用取样装置(国外有售):如瑞士卡玛格公司的纳马特取样装置和利诺马特线

16、性取样装置。5.铺展和点样后，应将薄层板铺展在带有适当铺展剂的封闭容器(铺展罐)中，以将待分离的组分相互分离。2020/7/3，A，20，(1)水蒸气的影响一般不单独用作显影剂，但在显影过程中，必须严格控制显影槽中空气和水蒸气的相对湿度。因为水和吸附剂之间有很强的亲和力，所以即使是少量的水也会对色谱分离结果产生很大的影响。硅胶的硅羟基优先吸附氢键形式的水，物理吸附的水阻止弱极性物质的吸附，因此硅胶的活性减弱，化合物的Rf值增加(由于水的影响，制备的板需要活化并储存在藻类干燥器中)。在取样过程中，活化板将立即吸收周围空气中的水，吸收的水量取决于取样速度和空气的相对湿度。硅胶板能快速吸水。0.2毫米厚、2020厘米厚的板在50%湿度的空气中放置3分