色譜法薄層色譜和柱色譜

《有機化學(xué)實驗》色譜法（薄層色譜、柱色譜）一.實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)薄層色譜和柱色譜技術(shù)的原理和應(yīng)用；掌握用薄層色譜和柱色譜分離和鑒定化合物的操作技術(shù)。二.實驗原理和實驗技術(shù)色譜法：分離、提純和鑒定有機化合物的重要方法之一。色譜法基本原理：利用混合物中各組分在某一物質(zhì)中的吸附或溶解性能（即分配）的不同，或其它親和作用性能的差異，使混合物的溶液流經(jīng)該物質(zhì)時進行反復(fù)的吸附或分配等作用，從而將各組分分開。流動的體系稱為流動相（氣體或液體）；固定不動的物質(zhì)稱為固定相（可以是固體或液體＊）。根據(jù)組分在固定相中的作用原理不同，可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、排阻色譜等；根據(jù)操作條件不同，可分為薄層色譜、柱色譜、紙色譜、氣相色譜及高效液相色譜等類型。二.實驗原理和實驗技術(shù)薄層色譜（TLC，薄層層析）固定相的選擇：硅膠和氧化鋁是薄層色譜常用的固定相，兩者都屬于極性吸附劑。硅膠的型號：60G、600GF254、60H、60HF254和60HF254+366等薄層吸附色譜（固定相為極性吸附劑）中，化合物的吸附能力與它們的極性成正比，具有較強極性的化合物吸附較強，即Rf

值較小。無機鹽、離子型有機物磺酸、羧酸醇、酚、胺醛、酮、酯鹵代烴、醚芳香烴烯環(huán)烷烴烷烴常見有機化合物的極性大小：＞＞＞＞＞＞＞＞硅膠：（吸附性）表面的Si-OH基

（應(yīng)用）分離酸性、中性有機物氧化鋁：（吸附性）鋁原子上未成鍵的電子對

（應(yīng)用）分離堿性、中性有機物二.實驗原理和實驗技術(shù)薄層色譜（TLC，薄層層析）展開劑的選擇：選擇展開劑時，要考慮樣品各組分的極性、溶解度和吸附活性等因素。常用展開劑的極性大小順序（僅對硅膠和氧化鋁適用）：一般情況下，溶劑的展開能力與溶劑的極性成正比。溶劑的極性大溶劑對化合物的解吸能力強Rf

值大己烷、石油醚＜

環(huán)己烷＜

四氯化碳＜

三氯乙烯＜

二硫化碳＜

甲苯＜

苯＜

二氯甲烷＜

氯仿＜

乙醚＜

四氫呋喃＜

乙酸乙酯＜

丙酮＜

正丁醇＜

丙醇＜

乙醇＜

甲醇＜水＜

冰乙酸＜

吡啶＜

乙酸如果單一展開劑分離效果不顯著，可選用混合溶劑。環(huán)己烷–乙酸乙酯混合溶劑（９︰１）二.實驗原理和實驗技術(shù)柱色譜吸附柱色譜的工作原理：在色譜柱中填入表面積很大、經(jīng)過活化的多孔性粉狀固體吸附劑（硅膠、氧化鋁）。分離的混合物溶液流過吸附柱時，各種成分同時被吸附在柱的上端。當(dāng)洗脫劑流下時，由于不同化合物吸附能力不同，往下洗脫的速度也不同，即溶質(zhì)在柱中自上而下按對吸附劑親和力大小分別形成若干色帶。再用溶劑洗脫時，已經(jīng)分開的溶質(zhì)可以從柱上分別洗出收集。二.實驗原理和實驗技術(shù)柱色譜溶劑、洗脫劑的選擇：選擇原則：

取決于樣品各組分的極性；

極性小的組分用極性小的洗脫劑進行洗脫；

極性大的組分用極性大的洗脫劑△進行洗脫。極性大的洗脫劑對極性大和小的組分洗脫能力都很強。除單一溶劑外，也可采用混合溶劑，或采用梯度（開始是低極性溶劑，后面是高極性溶劑）最終選擇：

根據(jù)各組分的極性，采用TLC技術(shù)確定。

（在TLC中能使各組分分開的展開劑即可做為柱色譜的洗脫劑。）二.實驗原理和實驗技術(shù)薄層色譜和柱色譜相同點：薄層色譜和柱色譜都屬于液–固吸附色譜，都是經(jīng)過在吸附劑和展開劑（洗脫劑）之間的多次吸附–溶解作用，將混合物中各組分分離成孤立的樣點，實現(xiàn)混合物的分離。不同點：薄層色譜：是將吸附劑涂布在玻璃板上，形成薄薄的平面涂層。干燥后在涂層的一端點樣，豎直放入一個盛有少量展開劑的有蓋容器中。展開劑接觸到吸附劑涂層，借毛細作用向上移動。柱色譜：是將吸附劑裝于柱中，當(dāng)待分離的混合物溶液流過吸附柱時，各種成分同時被吸附在柱的上端。當(dāng)洗脫劑流下時，由于不同化合物吸附能力不同，往下洗脫的速度也不同，從而達到分離的目的。三.實驗裝置薄層色譜柱色譜層析缸薄層板層析柱當(dāng)溶劑液面下降至與濾紙面相近時(勿使濾紙變干△)，關(guān)閉活塞，用長的滴管將上述混合液小心△加入柱頂，打開活塞，當(dāng)液面下降與濾紙相近時，關(guān)閉活塞，再小心加入2mL95%乙醇，重復(fù)上述操作兩次，然后小心加入足量95%乙醇，打開活塞，使滴下速度為1～2滴/秒。藍色的亞甲基藍首先向柱子下端移動，甲基橙則留在柱子上端。當(dāng)藍色的亞甲基藍快從柱子里流出時，更換一個接受器立即計量收集(用量筒)。繼續(xù)洗脫，至滴出液體近無色為止（即藍色液全部流出后），再換一接受器，改用水洗脫至橙色的液體開始滴出，用另一接受器計量收集被洗脫甲基橙水溶液，直至無色為止。這樣兩種組分就被分開了。實驗結(jié)束后，將氧化鋁從柱頂?shù)怪玫钩?，把柱子洗凈歸還。四.實驗步驟（1）裝柱（濕法）安裝好色譜柱（垂直），以50mL錐形瓶作洗脫液的接受器。向柱內(nèi)倒入95%乙醇至柱高3/4處，打開活塞，控制滴出速度為l滴/秒，收集滴下的溶劑，通過干燥的長頸玻璃漏斗慢慢加入15g中性氧化鋁。用橡皮塞或手指輕輕敲打柱身△，使填裝緊密均勻，不斷補充乙醇（收集的），勿使氧化鋁柱層變干，讓溶劑保持流動一段時間，至氧化鋁頂部不再下降，將一張內(nèi)徑略小濾紙蓋在氧化鋁層頂部，以保護氧化鋁層平面。（2）展開和洗脫取甲基橙和亞甲基藍溶液各4滴于一小試管內(nèi)，混勻備用。