色谱分离法课件.ppt
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1、关于色谱分离法现在学习的是第1页,共74页为什么要用色谱分离法?为什么要用色谱分离法?天然药物的提取物中含有一些结构相似、性质相近的天然药物的提取物中含有一些结构相似、性质相近的化学成分,用一般分离方法无法获得分离,使用色谱化学成分,用一般分离方法无法获得分离,使用色谱分离法往往能获得较好的分离效果。分离法往往能获得较好的分离效果。色谱分离法具有试样用量少,分离效率高的特点,是色谱分离法具有试样用量少,分离效率高的特点,是目前被广泛应用的分离纯化和鉴定化合物的一种有效目前被广泛应用的分离纯化和鉴定化合物的一种有效方法。方法。现在学习的是第2页,共74页基本知识:概念基本知识:概念色谱分离法(色
2、谱分离法(ChromatographyChromatography)是一种分)是一种分离、纯化和鉴定化合物的现代理化分离分离、纯化和鉴定化合物的现代理化分离分析方法。析方法。现在学习的是第3页,共74页基本知识:分类基本知识:分类(1 1)按色谱分离)按色谱分离原理原理的不同可分为吸附色谱、分配的不同可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、电泳技术等。色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、电泳技术等。(2 2)按)按操作方式操作方式的不同分类可分为柱色谱、纸色谱、的不同分类可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱和毛细管电泳色谱等。薄层色谱和毛细管电泳色谱等。(3 3)按)按固定相或支持剂种类固定相或
3、支持剂种类的不同分类可分为氧化铝的不同分类可分为氧化铝色谱、硅胶色谱、聚酰胺色谱、凝胶色谱等。色谱、硅胶色谱、聚酰胺色谱、凝胶色谱等。(4 4)按)按移动相种类移动相种类的不同分类可分为气相色谱、液相的不同分类可分为气相色谱、液相色谱和超临界流体色谱等。色谱和超临界流体色谱等。现在学习的是第4页,共74页基本知识:原理基本知识:原理利用混合物中各成分在固定相和移动相利用混合物中各成分在固定相和移动相中中吸附吸附、分配分配及其及其亲和力亲和力的不同,当两相的不同,当两相作相对运动时,这些成分在两相间进行反作相对运动时,这些成分在两相间进行反复多次的吸附或分配,从而得到分离。复多次的吸附或分配,从
4、而得到分离。现在学习的是第5页,共74页基本知识:原理基本知识:原理利用作为固定相的吸附剂对混合物中各种成分利用作为固定相的吸附剂对混合物中各种成分吸附吸附能力能力的大小不同,使各成分得到相互分离。的大小不同,使各成分得到相互分离。常用的吸附剂有:硅胶、氧化铝、聚酰胺和活性炭。常用的吸附剂有:硅胶、氧化铝、聚酰胺和活性炭。应用吸附色谱时,需全面考虑吸附剂、溶剂及被分离成应用吸附色谱时,需全面考虑吸附剂、溶剂及被分离成分三者间相互联系又相互制约的关系,选择合适的条件,分三者间相互联系又相互制约的关系,选择合适的条件,使达到分离的目的。使达到分离的目的。吸附色谱的原理吸附色谱的原理现在学习的是第6
5、页,共74页基本知识:原理基本知识:原理如果被分离物质的极性较大,可选用活度较低如果被分离物质的极性较大,可选用活度较低的吸附剂和极性较大的移动相;如果被分离物的吸附剂和极性较大的移动相;如果被分离物质的极性较小,可选用活度较高的吸附剂和极质的极性较小,可选用活度较高的吸附剂和极性较小的移动相。性较小的移动相。常见一些化合物官能团的极性大小顺序如下常见一些化合物官能团的极性大小顺序如下吸附色谱的原理吸附色谱的原理现在学习的是第7页,共74页基本知识:原理基本知识:原理利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中分配系数分配系数的的不同而获得分离。两相溶剂中的
6、一相需作为固定相,常不同而获得分离。两相溶剂中的一相需作为固定相,常以某种惰性固体吸住该相溶剂,使之固定,这种吸着了以某种惰性固体吸住该相溶剂,使之固定,这种吸着了固定相溶剂的固体物质称为支持剂(也称载体或担体);固定相溶剂的固体物质称为支持剂(也称载体或担体);另一相溶剂则作为移动相。另一相溶剂则作为移动相。分配色谱的原理分配色谱的原理现在学习的是第8页,共74页基本知识:原理基本知识:原理利用离子交换树脂上的功能基能在水溶液利用离子交换树脂上的功能基能在水溶液中与溶液的其他离子进行可逆性交换的性中与溶液的其他离子进行可逆性交换的性质,以离子交换树脂作为固定相,使混合质,以离子交换树脂作为固
7、定相,使混合成分中成分中离子型与非离子型物质离子型与非离子型物质、或、或具有不具有不同解离度的离子化合物同解离度的离子化合物得到分离。得到分离。离子交换色谱的原理离子交换色谱的原理现在学习的是第9页,共74页基本知识:原理基本知识:原理以凝胶作为固定相,选择适当的溶剂作为移动相,随着以凝胶作为固定相,选择适当的溶剂作为移动相,随着移动相的流动,由于受凝胶颗粒中网孔半径的限制,被移动相的流动,由于受凝胶颗粒中网孔半径的限制,被分离试样中比网孔小的化合物可自由进入凝胶颗粒内部,分离试样中比网孔小的化合物可自由进入凝胶颗粒内部,而比网孔大的化合物不能进入凝胶颗粒内部被排阻,只而比网孔大的化合物不能进
8、入凝胶颗粒内部被排阻,只能通过凝胶颗粒外部的间隙,使混合物中能通过凝胶颗粒外部的间隙,使混合物中分子量大小不分子量大小不同同的化合物移动速率不同而得到分离。的化合物移动速率不同而得到分离。凝胶色谱的原理凝胶色谱的原理现在学习的是第10页,共74页色色 谱谱 技技 术术 氧化铝色谱法氧化铝色谱法氧化铝色谱法氧化铝色谱法 硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶色谱法 活性炭色谱法活性炭色谱法活性炭色谱法活性炭色谱法 聚酰胺色谱法聚酰胺色谱法聚酰胺色谱法聚酰胺色谱法 离子交换色谱法离子交换色谱法离子交换色谱法离子交换色谱法 大孔吸附树脂法大孔吸附树脂法大孔吸附树脂法大孔吸附树脂法 凝胶色谱法凝胶色谱法凝
9、胶色谱法凝胶色谱法 薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法 纸色谱法纸色谱法纸色谱法纸色谱法 电泳技术电泳技术电泳技术电泳技术 干柱色谱法干柱色谱法干柱色谱法干柱色谱法 气相色谱法气相色谱法气相色谱法气相色谱法 高效液相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法 现在学习的是第11页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法是利用作为固定相的氧化铝对混合物中各是利用作为固定相的氧化铝对混合物中各种成分吸附能力的大小不同,使各成分得种成分吸附能力的大小不同,使各成分得到相互分离的方法。到相互分离的方法。现在学习的是第12页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法氧化铝是一种吸附力很强的亲水性吸附剂,有
10、酸性、碱性、氧化铝是一种吸附力很强的亲水性吸附剂,有酸性、碱性、中性三种规格。中性三种规格。其吸附活性与含水量有关,随着含水量的增加,吸其吸附活性与含水量有关,随着含水量的增加,吸附能力减弱。附能力减弱。氧化铝的吸附能力大小,可根据含水量用不同的活氧化铝的吸附能力大小,可根据含水量用不同的活度级别来表示,通过度级别来表示,通过活化活化或或去活化去活化的操作得到不同的操作得到不同活度级别的氧化铝,一般在活度级别的氧化铝,一般在400400左右加热左右加热6 6小时,即小时,即可得可得级的氧化铝。级的氧化铝。氧化铝氧化铝现在学习的是第13页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法硅胶、氧化铝活度与含水量
11、关系硅胶、氧化铝活度与含水量关系 活度活度等级等级 含水量()含水量()氧化铝氧化铝 硅胶硅胶005315625103815氧化铝氧化铝现在学习的是第14页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法常采用柱色谱(常采用柱色谱(column chromatographycolumn chromatography)的操作方法。)的操作方法。柱色谱是一种将分离材料装入柱状容器中,以适当柱色谱是一种将分离材料装入柱状容器中,以适当的洗脱剂进行洗脱而使不同成分得到分离的色谱分的洗脱剂进行洗脱而使不同成分得到分离的色谱分离方法,也是色谱法最早出现的形式。离方法,也是色谱法最早出现的形式。具体操作如下:具体操作如下
12、:操作步骤操作步骤现在学习的是第15页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法1 1、色谱柱的选择、色谱柱的选择2 2、装柱、装柱3 3、上样、上样4 4、洗脱、洗脱5 5、氧化铝的再生、氧化铝的再生操作步骤操作步骤柱柱色色谱谱装装置置现在学习的是第16页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法(1 1)氧化铝适用于)氧化铝适用于碱性或中性的亲脂性成分碱性或中性的亲脂性成分的分离,的分离,如生物碱、甾体化合物、强心苷等,尤其是对生物碱的如生物碱、甾体化合物、强心苷等,尤其是对生物碱的分离应用最多。具有分离效果好,再生容易,对杂质的分离应用最多。具有分离效果好,再生容易,对杂质的吸附能力及分离试样的用量均优
13、于硅胶等优点,但由于吸附能力及分离试样的用量均优于硅胶等优点,但由于与某些酸性、酚性物质及色素等可发生异构化、氧化和与某些酸性、酚性物质及色素等可发生异构化、氧化和消除反应等次级反应,故对醛、酮、酯、内酯等类型化消除反应等次级反应,故对醛、酮、酯、内酯等类型化合物的分离不宜采用。合物的分离不宜采用。操作提示操作提示现在学习的是第17页,共74页氧化铝色谱法氧化铝色谱法(2 2)柱色谱中氧化铝用前应过筛处理,使粒度均)柱色谱中氧化铝用前应过筛处理,使粒度均匀,常以匀,常以100100目目左右大小为宜。左右大小为宜。(3 3)柱色谱中氧化铝的用量一般为样品量的)柱色谱中氧化铝的用量一般为样品量的2
14、0205050倍,如果氧化铝对样品的吸附力较弱,则适当增加用量至倍,如果氧化铝对样品的吸附力较弱,则适当增加用量至100100200200倍。倍。操作提示操作提示现在学习的是第18页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法是利用作为固定相的硅胶对混合物中各种是利用作为固定相的硅胶对混合物中各种成分吸附能力的大小不同,使各成分得到成分吸附能力的大小不同,使各成分得到相互分离的方法。相互分离的方法。现在学习的是第19页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶硅胶硅胶是一种微呈酸性的多孔性物质。硅胶是一种微呈酸性的多孔性物质。常用常用SiOSiO2 2xHxH2 2O O表示,为硅氧烷交链结构:表示,为硅氧烷交链结
15、构:现在学习的是第20页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法其骨架表面具有很多硅醇基,使硅胶能与许多化合物其骨架表面具有很多硅醇基,使硅胶能与许多化合物形成氢键而产生吸附作用。形成氢键而产生吸附作用。游离硅醇基数目的多少决定了硅胶吸附作用的强弱。游离硅醇基数目的多少决定了硅胶吸附作用的强弱。硅醇基也容易通过氢键与水结合,随着含水量的增硅醇基也容易通过氢键与水结合,随着含水量的增加,硅胶表面的游离硅醇基数目减少,硅胶吸附其加,硅胶表面的游离硅醇基数目减少,硅胶吸附其他化合物的能力便随之减弱。他化合物的能力便随之减弱。硅胶硅胶现在学习的是第21页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶的吸附能力大小可根据含水
16、量,用不同的活度硅胶的吸附能力大小可根据含水量,用不同的活度级别来表示。级别来表示。若含水量达若含水量达17%17%以上,硅胶的吸附能力极弱,不能用作吸以上,硅胶的吸附能力极弱,不能用作吸附剂,可作为支持剂用于分配色谱。附剂,可作为支持剂用于分配色谱。若将含水硅胶在若将含水硅胶在100100110110温度下加热温度下加热3030分钟分钟,能除,能除去大部分硅醇基吸附的水,使硅胶恢复吸附能力。去大部分硅醇基吸附的水,使硅胶恢复吸附能力。硅胶硅胶现在学习的是第22页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶色谱分离的操作基本上与氧化铝相同。硅胶色谱分离的操作基本上与氧化铝相同。柱色谱中采用湿法装柱,且最
17、好一次倾入。柱色谱中采用湿法装柱,且最好一次倾入。一般情况下,样品与硅胶的比例可为一般情况下,样品与硅胶的比例可为1:301:306060,若,若样品较难分离,可选用样品较难分离,可选用1:5001:50010001000。硅胶的再生一般可用甲醇或乙醇洗涤,挥干溶剂后硅胶的再生一般可用甲醇或乙醇洗涤,挥干溶剂后活化即得;或用活化即得;或用5 51010倍体积的倍体积的1%1%氢氧化钠煮沸半小时,氢氧化钠煮沸半小时,趁热滤过,蒸馏水洗趁热滤过,蒸馏水洗3 3次,再以次,再以3 36 6倍倍5%5%盐酸煮沸半小盐酸煮沸半小时,蒸馏水洗至中性,活化处理即可使用。时,蒸馏水洗至中性,活化处理即可使用。
18、操作步骤操作步骤现在学习的是第23页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法硅胶亦可作为支持剂,吸着液体固定相后进行分配色谱操硅胶亦可作为支持剂,吸着液体固定相后进行分配色谱操作。作。分配柱色谱是将吸着固定相的支持剂装入柱内,用适量分配柱色谱是将吸着固定相的支持剂装入柱内,用适量固定相溶解试样后上样,然后以固定相饱和后的移动相固定相溶解试样后上样,然后以固定相饱和后的移动相进行洗脱,使试样中各组分因分配系数的不同而达到分进行洗脱,使试样中各组分因分配系数的不同而达到分离的方法。离的方法。其装置与吸附柱色谱相同,具体操作如下:其装置与吸附柱色谱相同,具体操作如下:操作步骤操作步骤现在学习的是第24页,共7
19、4页硅胶色谱法硅胶色谱法1 1、装柱、装柱2 2、加样、加样3 3、洗脱、洗脱操作步骤操作步骤柱柱色色谱谱装装置置现在学习的是第25页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法(1 1)硅胶的活化不宜在较高温度下进行,当温度升)硅胶的活化不宜在较高温度下进行,当温度升至至500500时,硅胶失去吸附能力,再用水处理亦不能恢复时,硅胶失去吸附能力,再用水处理亦不能恢复其吸附活性。其吸附活性。(2 2)有时硅胶色谱具有吸附色谱和分配色谱的双)有时硅胶色谱具有吸附色谱和分配色谱的双重性质,甚至还有极弱的离子交换作用。重性质,甚至还有极弱的离子交换作用。(3 3)在分配色谱中,常用的支持剂有硅胶、硅藻土、)在分配
20、色谱中,常用的支持剂有硅胶、硅藻土、纤维素粉和滤纸等。纤维素粉和滤纸等。操作提示操作提示现在学习的是第26页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法(4 4)硅胶作为一种)硅胶作为一种酸性、亲水性酸性、亲水性的吸附剂,适用于的吸附剂,适用于中中性或酸性成分的分离性或酸性成分的分离(包括非极性化合物和极性较小(包括非极性化合物和极性较小的化合物),如挥发油、黄酮、蒽醌、强心苷、皂的化合物),如挥发油、黄酮、蒽醌、强心苷、皂苷、有机酸及酚性化合物、氨基酸等。具有吸附容苷、有机酸及酚性化合物、氨基酸等。具有吸附容量高,机械强度好,分离范围广等优点,应用最为量高,机械强度好,分离范围广等优点,应用最为广泛,但对
21、碱性成分的分离不宜采用。广泛,但对碱性成分的分离不宜采用。操作提示操作提示现在学习的是第27页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法(5 5)以极性大的溶剂(如水或亲水性溶剂)为固)以极性大的溶剂(如水或亲水性溶剂)为固定相,极性小的溶剂为移动相的分配色谱称为正相定相,极性小的溶剂为移动相的分配色谱称为正相分配色谱,常用于分离极性较大的成分,如生物碱、分配色谱,常用于分离极性较大的成分,如生物碱、糖类、苷类、有机酸等;而以极性小的溶剂(如氯糖类、苷类、有机酸等;而以极性小的溶剂(如氯仿、石油醚等亲脂性有机溶剂)为固定相,移动相仿、石油醚等亲脂性有机溶剂)为固定相,移动相溶剂却极性较大的分配色谱则称为反
22、相分配色谱,溶剂却极性较大的分配色谱则称为反相分配色谱,常用于分离极性小的成分,如油脂、高级脂肪酸、常用于分离极性小的成分,如油脂、高级脂肪酸、游离甾体等。游离甾体等。操作提示操作提示现在学习的是第28页,共74页硅胶色谱法硅胶色谱法(6 6)选择适当的溶剂系统,可提高分离的效率。常)选择适当的溶剂系统,可提高分离的效率。常用纸色谱摸索具体的分离条件,寻找合适的溶剂系用纸色谱摸索具体的分离条件,寻找合适的溶剂系统。统。操作提示操作提示现在学习的是第29页,共74页活性炭色谱法活性炭色谱法是利用作为固定相的活性炭对混合物中各是利用作为固定相的活性炭对混合物中各种成分吸附能力的大小不同,使各成分得
23、种成分吸附能力的大小不同,使各成分得到相互分离的方法。到相互分离的方法。现在学习的是第30页,共74页活性炭色谱法活性炭色谱法活性炭是一种活性炭是一种非极性非极性吸附剂,具有较强的吸附能力,吸附剂,具有较强的吸附能力,其吸附能力受溶剂的影响,在水溶液中的吸附力最强,其吸附能力受溶剂的影响,在水溶液中的吸附力最强,在有机溶剂中吸附力较弱。在有机溶剂中吸附力较弱。在一定条件下,对不同物质的吸附力也有差别。在一定条件下,对不同物质的吸附力也有差别。活性炭活性炭现在学习的是第31页,共74页活性炭色谱法活性炭色谱法一般对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团一般对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团
24、少的化合物;对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族少的化合物;对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物;对分子量大的化合物的吸附力大于分子量化合物;对分子量大的化合物的吸附力大于分子量小的化合物。小的化合物。利用此性质,可使单糖与多糖分离,氨基酸与多肽分离,利用此性质,可使单糖与多糖分离,氨基酸与多肽分离,水溶性芳香族化合物与脂肪族化合物分离等等。实际应水溶性芳香族化合物与脂肪族化合物分离等等。实际应用时,应根据所分离物质的特性,选择吸附力适宜的活用时,应根据所分离物质的特性,选择吸附力适宜的活性炭。性炭。活性炭活性炭现在学习的是第32页,共74页活性炭色谱法活性炭色谱法色谱用活性炭常分为三类:粉末状
25、活性炭、颗粒状活色谱用活性炭常分为三类:粉末状活性炭、颗粒状活性炭和锦纶活性炭。性炭和锦纶活性炭。粉末状活性炭吸附力最强,但在色谱过程中流速极慢,粉末状活性炭吸附力最强,但在色谱过程中流速极慢,需加压或减压操作;颗粒状活性炭在色谱过程中流速易需加压或减压操作;颗粒状活性炭在色谱过程中流速易于控制,故色谱分离最常选用;锦纶活性炭吸附力最弱,于控制,故色谱分离最常选用;锦纶活性炭吸附力最弱,适于于分离用前两种活性炭不易洗脱的化合物。适于于分离用前两种活性炭不易洗脱的化合物。活性炭活性炭现在学习的是第33页,共74页活性炭色谱法活性炭色谱法1 1、装柱、装柱2 2、上样、上样3 3、洗脱、洗脱操作步
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