第五章色谱分离法新.ppt
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1、第五章色谱分离法新现在学习的是第1页,共97页吸附色谱吸附色谱排阻色谱排阻色谱(凝胶色谱)(凝胶色谱)分配色谱分配色谱离子交换色谱离子交换色谱吸附能力的差异吸附能力的差异分子尺寸的大小不同分子尺寸的大小不同两相中分配系数的不同两相中分配系数的不同亲和力的差异亲和力的差异Adsorption chromatographyExclusion chromatographyGel-permeation chromatographyPartition chromatographyIon-exchange chromatography色谱分离法的分类(原理)色谱分离法的分类(原理)现在学习的是第2页,共9
2、7页551 1 纸色谱法纸色谱法纸色谱法纸色谱法:以:以滤滤纸吸附的水作固纸吸附的水作固定相,有机溶剂定相,有机溶剂作流动相的一种作流动相的一种色谱法。色谱法。现在学习的是第3页,共97页551 1 纸色谱法纸色谱法一、基本原理和特点一、基本原理和特点二、定性分析二、定性分析三、操作技术三、操作技术四、应用四、应用现在学习的是第4页,共97页一、基本原理和特点一、基本原理和特点基本原理:基本原理:它和萃取一样,它也是根据不同它和萃取一样,它也是根据不同物质在两相间的分配比不同而进行分离的物质在两相间的分配比不同而进行分离的(相当于逆流萃取)(相当于逆流萃取)特点特点:操作简单、分离效率高,但分
3、离速度:操作简单、分离效率高,但分离速度慢。慢。现在学习的是第5页,共97页1.层析缸层析缸123456732.滤纸滤纸3.原点原点4.展开剂展开剂5.前沿前沿6.7.斑点斑点现在学习的是第6页,共97页二、定性分析二、定性分析 组分分离后,它们在滤纸上的位置用组分分离后,它们在滤纸上的位置用比移值比移值来表示,它也是色谱定性分析的依据。来表示,它也是色谱定性分析的依据。aABbl 将标准和样品的将标准和样品的 Rf 值进行比较,值进行比较,可以对样品进行定性分析。可以对样品进行定性分析。定性分析方法:定性分析方法:现在学习的是第7页,共97页二、定性分析二、定性分析影响比移值的因素:影响比移
4、值的因素:1)欲分离物的本性欲分离物的本性:物质在两相的分配系数物质在两相的分配系数,决定了它的决定了它的Rf大小大小2)层析溶剂层析溶剂:同一组分在不同溶剂中同一组分在不同溶剂中Rf不同。通常应选这不同。通常应选这样的层析剂,使溶质的样的层析剂,使溶质的Rf在在0.05 0.85之间之间,不同组分不同组分的的Rf差值差值0.05.3)pH:影响它们的存在状态影响它们的存在状态现在学习的是第8页,共97页二、定性分析二、定性分析4)滤纸滤纸:质地均一、厚薄适当、具有一定机械强度、质地均一、厚薄适当、具有一定机械强度、不含杂质不含杂质5)温度温度:温度会影响溶质的分配系数及流动相的扩散速温度会影
5、响溶质的分配系数及流动相的扩散速度。层析操作应在恒温下进行,温度不超过度。层析操作应在恒温下进行,温度不超过 0.5oC6)展开方式展开方式:展开方式不同展开方式不同,Rf也不同。下行法的也不同。下行法的Rf最大,最大,上行法的上行法的Rf较小,环行法的较小,环行法的 Rf也不大。也不大。现在学习的是第9页,共97页三、操作技术三、操作技术1.1.滤纸的选择和处理滤纸的选择和处理2.2.固定相的选择固定相的选择3.3.试样的制备和点样试样的制备和点样4.4.展开展开5.5.显色显色现在学习的是第10页,共97页1.滤纸的选择与处理滤纸的选择:滤纸的选择:a.要求滤纸质地均匀、平整无折痕边缘整齐
6、要求滤纸质地均匀、平整无折痕边缘整齐 b.要求滤纸的纤维松紧适宜要求滤纸的纤维松紧适宜 c.滤纸的杂质含量少滤纸的杂质含量少 以以0.1 0.4 mol/L HCl(或或 2 mol/L HAc)浸泡数小时浸泡数小时,除去无机杂质后除去无机杂质后,取出用蒸馏水洗净取出用蒸馏水洗净,再将滤纸放在丙酮再将滤纸放在丙酮-乙醇乙醇(1:1)中浸泡一周时间中浸泡一周时间,除去有机杂质除去有机杂质,再取出风再取出风干备用干备用.滤纸的处理滤纸的处理现在学习的是第11页,共97页2.固定相的选择n 纸层析纸层析以吸着在纤维素上的水作固以吸着在纤维素上的水作固定相。定相。n 反相纸层析反相纸层析用甲酰胺、二甲
7、基甲酰用甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇等作固定相。胺、丙二醇等作固定相。n 若分离芳香油等非极性物,以石蜡油、若分离芳香油等非极性物,以石蜡油、硅油作固定相。硅油作固定相。现在学习的是第12页,共97页3.试样的制备和点样A.试样的制备试样的制备 固体试样尽量不用水来溶解,而多采用乙醇、丙酮、氯仿固体试样尽量不用水来溶解,而多采用乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂来溶解,最好采用与展开剂极性相似的溶剂。等有机溶剂来溶解,最好采用与展开剂极性相似的溶剂。液体试样可直接点样。液体试样可直接点样。)先用铅笔在距纸条一端)先用铅笔在距纸条一端2 3 cm处划一条直线(起始处划一条直线(起始线)并在线上隔一定距离
8、划一线)并在线上隔一定距离划一“x”号表示点样位置;见下号表示点样位置;见下示意图:示意图:B.点样方法点样方法现在学习的是第13页,共97页3.试样的制备和点样现在学习的是第14页,共97页3.试样的制备和点样)点样工具:点样工具:微量注射器、毛细滴管微量注射器、毛细滴管(0.5 mm);)点样方法:点样方法:用点样工具吸取试液轻轻与用点样工具吸取试液轻轻与“x”号接号接触,使点样的斑点直径为触,使点样的斑点直径为0.2 0.5 cm,每次点样每次点样2 20 L于滤纸上,以冷风吹干;于滤纸上,以冷风吹干;)干后,将纸的两边用线缝好,以圆筒形式置)干后,将纸的两边用线缝好,以圆筒形式置于层析
9、缸中展开。于层析缸中展开。现在学习的是第15页,共97页4.展开n欲分离物在两相中的溶解度;欲分离物在两相中的溶解度;n展开剂的极性展开剂的极性n展开剂与欲分离物间应无化学反应展开剂与欲分离物间应无化学反应n欲分离物在展开剂中的分配系数最好不受温度的影响欲分离物在展开剂中的分配系数最好不受温度的影响n欲分离物在两相间的分配平衡瞬间达到欲分离物在两相间的分配平衡瞬间达到A.展开剂的选择展开剂的选择现在学习的是第16页,共97页4.展开B.展开方法展开方法 展开展开前,前,层析缸与已点样滤纸必须预先经水蒸汽、溶剂层析缸与已点样滤纸必须预先经水蒸汽、溶剂蒸气饱和蒸气饱和。方法:将溶剂和水置于分液漏斗
10、中充分振荡,分层后,。方法:将溶剂和水置于分液漏斗中充分振荡,分层后,将水层放入小烧杯内,置于层析缸中平衡一段时间,使滤纸吸饱将水层放入小烧杯内,置于层析缸中平衡一段时间,使滤纸吸饱蒸汽,然后移去小烧杯,将溶剂倒入溶剂槽中,立即将点好样的蒸汽,然后移去小烧杯,将溶剂倒入溶剂槽中,立即将点好样的滤纸的一端浸入溶剂槽内展层。滤纸的一端浸入溶剂槽内展层。展开方式可分为展开方式可分为上行法、下行法上行法、下行法和和环行法环行法及及双向展开法双向展开法等。等。现在学习的是第17页,共97页4.展开B.展开方法(上行法)展开方法(上行法)将点有试样的滤纸条的下端浸入溶将点有试样的滤纸条的下端浸入溶剂(但不
11、能浸没点样处)上端固定剂(但不能浸没点样处)上端固定在层析缸的上部,保持垂直,将缸在层析缸的上部,保持垂直,将缸密闭,使溶剂沿下端上升而展层。密闭,使溶剂沿下端上升而展层。待溶液上升到距离纸上端待溶液上升到距离纸上端3 4 cm 3 4 cm 时,将滤纸取出,用铅笔在溶剂时,将滤纸取出,用铅笔在溶剂前沿处画线作记号(见右图)前沿处画线作记号(见右图)现在学习的是第18页,共97页4.展开B.展开方法(下行法)展开方法(下行法)溶剂自纸的溶剂自纸的上端向下降上端向下降(借助于重力(借助于重力的作用),具的作用),具有分离速度快有分离速度快及连续挥发色及连续挥发色谱的优点。谱的优点。玻皿玻皿玻片玻
12、片玻璃棒玻璃棒原点原点剪成锯齿状,便剪成锯齿状,便于溶剂滴下于溶剂滴下现在学习的是第19页,共97页4.展开B.展开方法(环行法)展开方法(环行法)取一张圆形滤纸在直径取一张圆形滤纸在直径的两边各画两根平行线,的两边各画两根平行线,用剪刀沿这两根线剪至用剪刀沿这两根线剪至圆心处,在纸的中央滴圆心处,在纸的中央滴上试液,干后,将滤纸上试液,干后,将滤纸夹在两个大小相同培养夹在两个大小相同培养皿之间,使剪开的纸条皿之间,使剪开的纸条的尾端浸入流动相。的尾端浸入流动相。现在学习的是第20页,共97页4.展开B.展开方法(双向展开法)展开方法(双向展开法)有时用一种溶剂不能将样品有时用一种溶剂不能将样
13、品中组份分开时,可以试用双向展中组份分开时,可以试用双向展开法。该法是用正方形或长方形开法。该法是用正方形或长方形滤纸,在纸的一角上点样,先用滤纸,在纸的一角上点样,先用一种展开剂朝一个方向展开,展一种展开剂朝一个方向展开,展开完毕,待溶剂挥发后,再用另开完毕,待溶剂挥发后,再用另一种展开剂朝与原来垂直的方向一种展开剂朝与原来垂直的方向进行第二次展层。进行第二次展层。现在学习的是第21页,共97页4.显色a.有色物:直接观察各个色斑有色物:直接观察各个色斑b.无色物:无色物:n物理法显色物理法显色:用紫外灯照,观察有无吸收或发出各种不同颜色的:用紫外灯照,观察有无吸收或发出各种不同颜色的荧光斑
14、点,并用铅笔画下斑点的位置及大小。荧光斑点,并用铅笔画下斑点的位置及大小。n化学法显色化学法显色:利用各种物质的特性反应,喷洒适当的显色剂。:利用各种物质的特性反应,喷洒适当的显色剂。如若被分离的物质含有氨基酸,则可喷茚三酮,多数氨基酸如若被分离的物质含有氨基酸,则可喷茚三酮,多数氨基酸呈紫色,个别氨基酸呈黄色。其它化合物所用显色剂可从手呈紫色,个别氨基酸呈黄色。其它化合物所用显色剂可从手册里查阅。册里查阅。现在学习的是第22页,共97页四、应用四、应用例氨基酸的分离(固定相为水)例氨基酸的分离(固定相为水)流动相流动相分离情况分离情况正丁醇:正丁醇:2 mol/L HAc =1 :1酪氨酸、
15、二碘酪氨酸酪氨酸、二碘酪氨酸用水饱和的苄醇用水饱和的苄醇亮氨酸、异亮氨酸亮氨酸、异亮氨酸叔丁醇:甲乙酮:甲叔丁醇:甲乙酮:甲酸:水酸:水16 :16:0.1 :3.9亮氨酸、异亮氨酸亮氨酸、异亮氨酸现在学习的是第23页,共97页四、应用四、应用例例2.糖的分离糖的分离(固定相为水固定相为水)流动相流动相分离情况分离情况醋酸乙脂醋酸乙脂:吡啶吡啶:水水=2:1:1木糖、阿拉伯糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖葡萄糖丁醇丁醇:吡啶吡啶:水水=45:25:40乳糖、半乳糖、葡萄糖乳糖、半乳糖、葡萄糖丁醇丁醇:乙醇乙醇:水水:NH3=40:10 :49:1尿中葡萄糖尿中葡萄糖丁醇丁醇:乙醇乙醇
16、:水水=10:1:2蜜二糖、果糖、葡萄糖、蜜二糖、果糖、葡萄糖、现在学习的是第24页,共97页四、应用四、应用例脂肪酸的分离(固定相为水)例脂肪酸的分离(固定相为水)流动相流动相分离情况分离情况95%乙醇:浓氨水乙醇:浓氨水100:1同系的直链脂肪酸同系的直链脂肪酸正己醇:正己醇:1.5 mol/L 氨水氨水1:1烷氧基酸烷氧基酸流动相流动相1:乙醇:浓氨水乙醇:浓氨水:H2O=80:5:15流动相流动相2:乙二醇乙醚:桉树脑:乙二醇乙醚:桉树脑:88%甲酸甲酸=5:5:2草酸、酒石酸、柠檬酸、苹草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、羟基醋酸、顺丁烯二果酸、羟基醋酸、顺丁烯二酸、丙二酸、乳酸、琥珀酸、
17、酸、丙二酸、乳酸、琥珀酸、乌头酸、己二酸、延胡索酸、乌头酸、己二酸、延胡索酸、葵二酸葵二酸现在学习的是第25页,共97页四、应用四、应用例例4.醇、酚的分离(固定相为水)醇、酚的分离(固定相为水)流动相流动相分离情况分离情况丁醇:丁醇:5%NaHCO3 1:1甲醇、乙醇、异丙醇、异甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇、辛醇丁醇、异戊醇、辛醇己烷饱和甲醇己烷饱和甲醇乙醇、异丙醇、丙醇、异乙醇、异丙醇、丙醇、异丁醇、正丁醇丁醇、正丁醇丁醇:乙醇:水丁醇:乙醇:水 4:1.1:1.9乙二醇、丙三醇、甘露糖乙二醇、丙三醇、甘露糖醇、山梨醇、肌醇醇、山梨醇、肌醇现在学习的是第26页,共97页四、应用四、应
18、用流动相流动相分离情况分离情况正丁醇:浓氨水:水正丁醇:浓氨水:水4:1:5磺胺嘧啶、磺胺噻睉、磺胺嘧啶、磺胺噻睉、Sulfamerzine、p,p-sulfonyldianiline正丁醇:醋酸:水正丁醇:醋酸:水 4:1:5对胺基苯甲酸、维生素对胺基苯甲酸、维生素C、N甲基菸甲基菸酰胺、菸碱酰胺、菸酸、潘妥宁、泛酸、酰胺、菸碱酰胺、菸酸、潘妥宁、泛酸、VB6、VB1甲苯:石油醚:乙醇:甲苯:石油醚:乙醇:水水200:100:30:70雌酮、雌二酮、雌三酮、马烯雌酮、脱雌酮、雌二酮、雌三酮、马烯雌酮、脱氢皮质甾酮酸、孕甾酮、顺式睾丸甾酮氢皮质甾酮酸、孕甾酮、顺式睾丸甾酮例例5.其它类的分离(
19、固定相为水)其它类的分离(固定相为水)现在学习的是第27页,共97页四、应用四、应用例例6无机应用(固定相为水)无机应用(固定相为水)流动相流动相分离情况分离情况12 mol/LHCl:甲醇甲醇:丁醇丁醇:甲甲基异丁酮基异丁酮55:35:5:5K+、Rb+、Cs+乙醇:水乙醇:水80:20Li+、Na+、K+10%HCl的水饱和丁醇的水饱和丁醇Zn2+Ga3+In3+Al 3+苯酚苯酚:甲醇甲醇:HCl 5:3:2Al3+Ga3+In3+Tl 3+现在学习的是第28页,共97页四、应用四、应用例例7生物学应用生物学应用黑黑毛毛红红毛毛黄黄毛毛白白毛毛 取不同颜色兔毛取不同颜色兔毛(300 50
20、0 mg),干干法灰化法灰化,溶于稀溶于稀HCl 中中,用丙酮用丙酮:丁醇丁醇:HCl=10:4:2,展展开后开后,显色显色现在学习的是第29页,共97页Exercise 1用纸色谱分离混合物中物质用纸色谱分离混合物中物质A A和和B B,已知两者的比移值分别,已知两者的比移值分别为为0.500.50和和0.600.60,问欲使层析后斑点显著分开,斑点间至少间隔,问欲使层析后斑点显著分开,斑点间至少间隔1cm1cm,问滤纸应截取多长?,问滤纸应截取多长?设前沿为设前沿为l,原点到,原点到A、B斑点中心距离分别为斑点中心距离分别为a、b,两,两斑点间至少间隔斑点间至少间隔1cm,那么两斑点中心相
21、距为,那么两斑点中心相距为2.0cm,则可列出:,则可列出:解:解:原点应距滤纸下端原点应距滤纸下端4cm,前沿应距滤纸上端,前沿应距滤纸上端2-3cm,应截取滤纸长,应截取滤纸长20+4+2=26cm,滤纸条应截取滤纸条应截取26-27cm长。长。现在学习的是第30页,共97页Exercise 2纸色谱法分离混合离子纸色谱法分离混合离子,若混合离子极性大小顺若混合离子极性大小顺序为序为ABC,ABC,用弱极性有机溶剂展开后其用弱极性有机溶剂展开后其R Rf f值大小值大小顺序为顺序为_。C,B,A 现在学习的是第31页,共97页552 2 薄层色谱法(薄层色谱法(TLCTLC)一、基本原理和
22、特点一、基本原理和特点二、吸附剂二、吸附剂三、操作技术三、操作技术四、应用四、应用现在学习的是第32页,共97页一、基本原理和特点一、基本原理和特点原理原理:经典的薄层色谱是以吸附剂为固定相的一种液相经典的薄层色谱是以吸附剂为固定相的一种液相色谱法,利用试样组分在流动相(展开剂)和固定相色谱法,利用试样组分在流动相(展开剂)和固定相(吸附剂)之间反复(吸附剂)之间反复吸附吸附、溶解而分离。、溶解而分离。实际上,薄层色谱的固定相不仅仅局限于吸附剂,实际上,薄层色谱的固定相不仅仅局限于吸附剂,也可以在铺好的惰性薄层上均匀地再涂一种作为固也可以在铺好的惰性薄层上均匀地再涂一种作为固定液的液体,进行定
23、液的液体,进行分配分离分配分离。现在学习的是第33页,共97页一、基本原理和特点一、基本原理和特点特点特点:n 装置简单、操作方便装置简单、操作方便n 展开时间短(展开时间短(1060min)n 灵敏度高:可以检出灵敏度高:可以检出0.01gn 显色方法多于纸色谱显色方法多于纸色谱缺点:缺点:Rf值的重复性差值的重复性差定性分析:定性分析:Rf定量分析:定量分析:光度法或荧光法光度法或荧光法现在学习的是第34页,共97页二、吸附剂二、吸附剂要求:要求:n合适的吸附力合适的吸附力n与展开剂、被吸附物质均不起化学反应与展开剂、被吸附物质均不起化学反应n粒度细小而且均匀粒度细小而且均匀 常用的吸附剂
24、有常用的吸附剂有氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶。此外,硅藻土、。此外,硅藻土、硅酸盐、杂多酸盐、聚酰胺、纤维素也可用作吸附硅酸盐、杂多酸盐、聚酰胺、纤维素也可用作吸附剂。剂。根据范氏方程,减少涡根据范氏方程,减少涡流扩散项流扩散项现在学习的是第35页,共97页1.1.氧化铝氧化铝 氧化铝可分为中性、碱性和酸性三种,一般常用氧化铝可分为中性、碱性和酸性三种,一般常用碱性氧化铝碱性氧化铝。通常用于分离。通常用于分离碳氢化合物、生物碱类和碳氢化合物、生物碱类和对碱性物质比较稳定的中性和碱性物质对碱性物质比较稳定的中性和碱性物质。酸性化合物。酸性化合物可用酸性氧化铝分离。可用酸性氧化铝分离。氧化铝的活性与含
25、水量密切相关(含一定量的水份时,氧化铝的活性与含水量密切相关(含一定量的水份时,吸附剂表面的吸附中心会被水分子占据)吸附剂表面的吸附中心会被水分子占据)现在学习的是第36页,共97页1.1.氧化铝氧化铝活性活性 含水量含水量()100 150oC,除去除去Al2O3中与羟基结合的部分水份,使中与羟基结合的部分水份,使Al2O3有一定的活性有一定的活性150 300oC,Al2O3活性达活性达 级级300 400oC,Al2O3活性达活性达 级级 600oC,Al2O3进一步脱水并开始烧结进一步脱水并开始烧结一般要求薄板用的活性为一般要求薄板用的活性为 级级现在学习的是第37页,共97页 由于脱
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- 第五 色谱 分离法
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