19.平面色谱法.ppt

第十九章平面色谱法第十九章平面色谱法(plane chromatography)基本要求基本要求掌握薄层色谱的原理，常用的固定相和流动相掌握薄层色谱的原理，常用的固定相和流动相（展开剂）；比移值与分配系数、保留因子的（展开剂）；比移值与分配系数、保留因子的关系。吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂的选择；关系。吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂的选择；薄层色谱中薄层板的种类，显色方法薄层色谱中薄层板的种类，显色方法。熟悉平面色谱法分类，面效参数与分离参数，熟悉平面色谱法分类，面效参数与分离参数，薄层色谱的操作方法和纸色谱的原理和操作方薄层色谱的操作方法和纸色谱的原理和操作方法，定性定量分析方法。法，定性定量分析方法。了解薄层扫描法，高效薄层色谱法。了解薄层扫描法，高效薄层色谱法。平面色谱法平面色谱法在平面上进行分离的一种色谱方法，在平面上进行分离的一种色谱方法，主要包括薄层色谱法和纸色谱法。主要包括薄层色谱法和纸色谱法。纸色谱法纸色谱法薄层色谱法薄层色谱法第一节平面色谱法的分类和原理第一节平面色谱法的分类和原理分类分类薄层色谱法：薄层色谱法：吸附薄层色谱法吸附薄层色谱法分配薄层色谱法分配薄层色谱法分子排阻薄层色谱法分子排阻薄层色谱法 纸色谱法纸色谱法:分配色谱分配色谱平面色谱法参数平面色谱法参数定性参数定性参数相平衡参数相平衡参数面效参数面效参数分离参数分离参数定性参数定性参数1比移值比移值(Rf值值)溶质移动距离与流动相移动距离溶质移动距离与流动相移动距离之比。（速度之比？）之比。（速度之比？）Rf=L/L0 （定时展开）定时展开）L为原点（为原点（origin）至斑点中心的至斑点中心的距离，距离，L0为原点至溶剂前沿为原点至溶剂前沿（solvent front）的距离的距离 与组分及色谱条件有关与组分及色谱条件有关 定性参数定性参数2相对比移值相对比移值(relative Rf；Rr)Rr=Rf(i)/Rf(s)=L(i)/L(s)与组分、色谱条件、参考物质有关。与组分、色谱条件、参考物质有关。Rr值可以大于值可以大于1，也可以小于，也可以小于1。重现性和可比性均比重现性和可比性均比Rf值好，能消除系统误差值好，能消除系统误差（参考物质与组分在完全相同的条件下展开）参考物质与组分在完全相同的条件下展开）纯物质或试样中纯物质或试样中某一已知组分某一已知组分相平衡参数相平衡参数分配系数分配系数K=Cs/Cm 分配比（容量因子）分配比（容量因子）k=CsVs/CmVmK、k与与Rf值的关系：值的关系：相平衡参数相平衡参数K、k与与Rf值关系推导：值关系推导：(与定距展开比较与定距展开比较)Rf=L/L0=u/u0=R=R为保留比为保留比分离度分离度(resolution；R)：是两相邻斑点中：是两相邻斑点中心距离与两斑点平均宽度的比值，是平面色心距离与两斑点平均宽度的比值，是平面色谱法的重要参数。谱法的重要参数。分离数（分离数（separation number,SN）第二节薄层色谱法第二节薄层色谱法(thin layer chromatography；TLC)概念：概念：固定相（吸附剂或载体）涂布成固定相（吸附剂或载体）涂布成 一均匀薄层，点样，（密闭的容一均匀薄层，点样，（密闭的容 器中）展开，斑点显色，（与对器中）展开，斑点显色，（与对 照物质）比较进行定性定量。照物质）比较进行定性定量。特点：特点：快，需十至几十分钟，同时展开多个试样。快，需十至几十分钟，同时展开多个试样。试样预处理简单，对试样限制少。试样预处理简单，对试样限制少。载样量比较大，适用于制备。载样量比较大，适用于制备。仪器简单，操作方便仪器简单，操作方便。分离能力较强。分离能力较强。灵敏度较高。灵敏度较高。一、薄层色谱法的主要类型和原理一、薄层色谱法的主要类型和原理 吸附薄层色谱法吸附薄层色谱法原理：组分在薄层板上吸附、解吸附、原理：组分在薄层板上吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的过程。再吸附、再解吸附的过程。吸附系数不等实现分离吸附系数不等实现分离。一般极性强的组分一般极性强的组分K大，大，Rf值小；极性值小；极性弱的组分弱的组分 K小，小，Rf值大。值大。二、吸附色谱法二、吸附色谱法分离原理 利用被分离组分对固定相利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别而实现表面吸附中心吸附能力的差别而实现分离。分离。吸附过程是试样中组分的分子吸附过程是试样中组分的分子(X)(X)与流与流动相分子动相分子(Y)(Y)争夺吸附剂表面活性中心争夺吸附剂表面活性中心的过程，即为竞争吸附过程的过程，即为竞争吸附过程。吸附系数与吸附剂的吸附系数与吸附剂的活性、组分的性质和活性、组分的性质和流动相的性质有关流动相的性质有关。吸附色谱法吸附色谱法固定相 多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。多为吸附剂，如硅胶、氧化铝。硅胶硅胶表面硅醇基为吸附中心。表面硅醇基为吸附中心。经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶经典液相柱色谱和薄层色谱：一般硅胶高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅高效液相色谱：球型或无定型全多孔硅 胶和堆积硅珠。胶和堆积硅珠。气相色谱：高分子多孔微球等气相色谱：高分子多孔微球等吸附色谱法吸附色谱法流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂）洗脱能力：主要由其极性决定。强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗脱能力强，使k值小，保留时间短。Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附能力越强，即洗脱能力越强。表一些溶剂在硅胶上的o值溶剂溶剂强度（o）溶剂溶剂强度（o）正戊烷0.00甲基特丁基醚0.48正己烷0.00醋酸乙酯0.48氯仿0.26乙腈0.52二氯甲烷0.40异丙醇0.60乙醚0.43甲醇0.70吸附色谱法洗脱顺序 ka=KaSa/Vm在色谱柱（Sa与Vm一定）时，Ka大的组分保留强，后被洗脱，Ka小的组分在吸附剂上保留弱，先被洗脱。Ka与组分的性质（极性、取代基的类型和数目、构型有关）。以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强以硅胶为吸附剂：极性强的组分吸附力强。饱和碳氢化合物为非极性化合物，不被吸附。基本母核相同，引入的取代基极性越强，则分子的极性越强，吸附能力越强；极性基团越多，分子极性越强(但要考虑其他因素的影响)。不饱和化合物的吸附力强，双键数越多，吸附力越强。分子中取代基的空间排列 薄层色谱法的主要类型和原理薄层色谱法的主要类型和原理分配薄层色谱法原理：多次分配的过程，分配系数（溶解度）不等实现分离分类：正相色谱、反相色谱正相色谱、反相色谱薄层色谱法的主要类型和原理薄层色谱法的主要类型和原理分配薄层色谱法分配薄层色谱法正相色谱正相色谱：水为固定相（硅胶载体），有机溶剂为：水为固定相（硅胶载体），有机溶剂为流动相。流动相。极性强的组分极性强的组分K大，大，Rf值小。值小。反相色谱反相色谱：烷基化学键合相为固定相，水有机溶：烷基化学键合相为固定相，水有机溶剂为流动相。剂为流动相。极性强的组分极性强的组分K小，小，Rf值大。值大。二、吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂二、吸附薄层色谱的吸附剂和展开剂吸附剂吸附剂硅胶硅胶：多孔性微粒，表面带有硅醇基，多孔性微粒，表面带有硅醇基，呈弱酸性。呈弱酸性。原理：原理：硅醇基硅醇基(吸附中心吸附中心)与极性基与极性基团形成氢键（吸附性）。团形成氢键（吸附性）。组分与硅醇基形成氢键（被吸附）组分与硅醇基形成氢键（被吸附）的能力不同而分离。的能力不同而分离。应用：应用：酸性和中性物质的分离，如酸性和中性物质的分离，如有机酸、酚类、醛类等有机酸、酚类、醛类等硅胶硅胶活度与含水量的关系：含水量高，活性级高，活度低。活度与含水量的关系：含水量高，活性级高，活度低。活化：加热至活化：加热至100左右，除去吸附水，提高活度左右，除去吸附水，提高活度。（注意温度不可过高）注意温度不可过高）分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。分离效率：与其粒度、孔径及表面积等有关。常用硅胶：常用硅胶：硅胶硅胶H H，不含黏合剂不含黏合剂硅胶硅胶G G，含煅石膏含煅石膏硅胶硅胶GFGF254254，含煅石膏和一种无机荧光剂，即锰激活的硅酸锌，含煅石膏和一种无机荧光剂，即锰激活的硅酸锌，在在254nm254nm紫外光下呈强烈黄绿色荧光背景。紫外光下呈强烈黄绿色荧光背景。吸附剂吸附剂氧化铝氧化铝碱性氧化铝碱性氧化铝(pH9.0)分离中性或碱性化分离中性或碱性化合合 物，如生物碱、脂溶性维生素等；物，如生物碱、脂溶性维生素等；中性氧化铝中性氧化铝(pH7.5)分离酸性及对碱不分离酸性及对碱不稳稳 定的化合物；定的化合物；酸性氧化铝酸性氧化铝(pH4.0)酸性化合物的分离。酸性化合物的分离。活度也与含水量有关。活度也与含水量有关。展开剂展开剂(流动相流动相)同吸附柱色谱同吸附柱色谱极性强的溶剂洗脱能力强极性强的溶剂洗脱能力强常用溶剂的极性强弱顺序：常用溶剂的极性强弱顺序：水酸吡啶甲醇乙醇正水酸吡啶甲醇乙醇正丙醇丙酮乙酸乙酯乙醚氯仿丙醇丙酮乙酸乙酯乙醚氯仿二氯甲烷甲苯苯三氯乙烷二氯甲烷甲苯苯三氯乙烷四氯化碳四氯化碳 环己烷环己烷 石油醚。石油醚。展开剂展开剂选择原则：选择原则：根据被分根据被分离物质的极性离物质的极性StahlStahl简图：极性物简图：极性物质质活度低（活性活度低（活性级大）的吸附剂级大）的吸附剂-极性展开剂极性展开剂 展开剂展开剂混合溶剂混合溶剂 a.a.先用单一溶剂展开，先用单一溶剂展开，b.b.若若R Rf f值太小，则加入一定量极性强的溶剂，如乙醇、值太小，则加入一定量极性强的溶剂，如乙醇、丙酮等，丙酮等，c.c.如果如果R Rf f值太大，则加入适量极性弱的溶剂值太大，则加入适量极性弱的溶剂(如环己如环己烷、石油醚等烷、石油醚等)，以降低极性。，以降低极性。d.d.可加入一定比例的酸或碱可加入一定比例的酸或碱,使斑点集中。使斑点集中。三、薄层色谱操作方法三、薄层色谱操作方法制板制板均匀均匀点样点样集中集中展开展开(多种方式多种方式)预饱和预饱和显色显色自学，实验课讲自学，实验课讲四、定性和定量分析四、定性和定量分析定性分析定性分析 比较比较Rf值或值或Rr值值、斑点颜色或荧光斑点颜色或荧光常采用已知标准物质对照（同一板上展开）常采用已知标准物质对照（同一板上展开）多种展开系统的多种展开系统的Rf值与对照品一致值与对照品一致。定量分析定量分析洗脱法洗脱法直接定量法直接定量法1.1.目视比较法（目视比较法（如杂质限度检查方法如杂质限度检查方法）2.2.薄层扫描法薄层扫描法第三节纸色谱法第三节纸色谱法一、纸色谱法的分离原理一、纸色谱法的分离原理纸纤维为载体，吸着在其上的水为固定相纸纤维为载体，吸着在其上的水为固定相属于属于正相分配色谱正相分配色谱依据分配系数的不同而达到分离依据分配系数的不同而达到分离极性或亲水性强的组分，极性或亲水性强的组分，K大，大，Rf值小，值小，极性弱或亲脂性强的组分，极性弱或亲脂性强的组分，K小，小，Rf值大。值大。二、纸色谱法的实验条件二、纸色谱法的实验条件色谱纸的选择色谱纸的选择对对Rf值相差很小的化合物，宜采用慢速滤纸值相差很小的化合物，宜采用慢速滤纸对对Rf值相差较大的化合物，则可用快速滤纸值相差较大的化合物，则可用快速滤纸固定相固定相水水或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇或甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇 或缓冲溶液。（酸、碱）或缓冲溶液。（酸、碱）纸色谱法的实验条件纸色谱法的实验条件展开剂的选择展开剂的选择增加展开剂中极性溶剂的增加展开剂中极性溶剂的比例量，可以增大比例量，可以增大Rf值；增加展开剂中非极值；增加展开剂中非极性溶剂的比例量，可以减少性溶剂的比例量，可以减少Rf值。值。常用的展开剂常用的展开剂水饱和的有机溶剂，如水水饱和的有机溶剂，如水饱和的正丁醇、正戊醇、酚等饱和的正丁醇、正戊醇、酚等操作步骤操作步骤 点样、展开、显色、定性定量点样、展开、显色、定性定量分析分析 主要内容：主要内容：比移值比移值Rf及其与及其与K和和k的关系、相对比移值的关系、相对比移值吸附薄层色谱法：原理，吸附剂、展开剂吸附薄层色谱法：原理，吸附剂、展开剂及其选择及其选择薄层色谱定性方法薄层色谱定性方法