平面色譜展開操作的展開箱與溶劑蒸氣的作用
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-29
整個(gè)展開操作包括展開箱的選擇、溶劑蒸氣的作用、展開劑的選擇、展開形式和各種展開技術(shù)等內(nèi)容。
展開箱
平面色譜的展開操作是在密閉容器中進(jìn)行的，根據(jù)薄層板或紙的大小，可選用各種形狀的容器，這種容器稱為展開箱。由于展開箱中的溶劑蒸氣對(duì)展開有很大作用。根據(jù)展開箱的飽和情況可分三種類型：
1.飽和箱 是指在展開前，溶劑蒸氣、薄層與箱內(nèi)大氣達(dá)到動(dòng)平衡。因此在展開過程中，薄層板上的溶劑不再蒸發(fā)，經(jīng)過一定的展距所需的時(shí)間不長(zhǎng)。這種飽和箱如圖14-23中的A和B所示。
圖14-23中A稱為常規(guī)飽和箱，以NS表示。由圖中可見，箱內(nèi)的溶劑蒸汽密度不均勻，且達(dá)到平衡所需時(shí)間較長(zhǎng)。圖14-23中B稱為飽和箱，以CS表示。用一張大小與箱之內(nèi)表面相當(dāng)?shù)臑V紙，經(jīng)去脂后放在展開劑中浸泡濕潤(rùn)，再將濾紙緊貼于展開箱內(nèi)壁。在板引進(jìn)之前，濾紙?jiān)俅斡谜归_劑潤(rùn)濕。
這種飽和箱對(duì)于分離△Rf較大的物質(zhì)較為有利，且有較好的重現(xiàn)性。
2.不飽和箱 當(dāng)展開箱中的大氣未與溶劑蒸氣、薄層達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)即進(jìn)行展開。這時(shí)溶劑一方面借毛細(xì)管作用在薄層上展開，另一方面在展開的同時(shí)又不斷地自薄層面上蒸發(fā)。與飽和箱比較，為達(dá)到同樣的展距，在不飽和箱中將有更多的溶劑通過薄層，展開時(shí)間較長(zhǎng)。根據(jù)SF=(Kt)1/2，說明相當(dāng)于增加了展距(實(shí)際上展距并未增加)，使得溶質(zhì)的Rf值增加，高于它在飽和箱中展開的Rf值(展距相同)。這對(duì)于分離Rf值相近的物質(zhì)是較為理想的，可使兩者的△Rf值增加，改善分離。但常因展開箱的不飽和程度不同，所得之Rf值也不同。這樣，Rf值就缺乏良好的重現(xiàn)性。為獲得較好重現(xiàn)性，常采用溶劑蒸氣壓為零的條件下即行展開(展開劑和薄層板同時(shí)放入展開箱，并立即展開)，在展開的過程中溶劑蒸氣壓逐步升高。
在不飽和箱中展開會(huì)出現(xiàn)邊緣效應(yīng)，如圖14-24所示。即同一種化合物在同一塊薄層板或紙上，因其點(diǎn)樣位置的不同而其Rf值不同。處于邊緣的點(diǎn)樣點(diǎn)，其Rf值大于中心點(diǎn)，其原因是由于溶劑在不飽和箱中不斷地蒸發(fā)，蒸發(fā)速度從薄層中央到兩邊緣逐新增加，使邊緣上升的溶劑較中央多，致使近邊緣溶質(zhì)的遷移距離比中心處大，導(dǎo)致邊緣的Rf值大。此現(xiàn)象在飽和箱中不會(huì)發(fā)生。
3.夾心板箱 是一種小體積展開箱，如圖14-23中C所示。即使事先不預(yù)飽和，由于其體積較小，在展開時(shí)靠板上溶劑的蒸發(fā)很快就會(huì)達(dá)到飽和，并使干板部分也吸附大氣中的溶劑蒸汽。這種展開箱既縮短了飽和時(shí)間，又保證了Rf值重現(xiàn)性。
溶劑蒸氣的作用
飽和展開箱與不飽和展開箱的差異引起了人們對(duì)溶劑蒸氣作用的重視。實(shí)驗(yàn)證明，干板確實(shí)能吸附適量的蒸汽而影響分離。例如以六個(gè)巴比妥類藥物作分離對(duì)象(編號(hào)：1＝5-甲基-5-苯基巴比妥；2＝苯巴比妥；3＝二烯丙基巴比妥；4＝己巴比妥；5＝5-乙基-1-甲基-5-苯基巴比妥；6＝α-溴戊酰脲；混合物＝3+4+5+6)，采用氯仿：乙醚(75：25)為展開劑，分別用飽和箱和不飽和箱展開。圖14-25和14-26說明了它們?cè)诓伙柡拖渲械姆蛛x優(yōu)于在飽和箱中的分離。
圖14-27系用氯仿作展開劑，在展開箱中另置一盛有乙醚的小槽，作不飽和展開，其展開結(jié)果可與圖14-26相比。但其展開劑中并無(wú)乙醚存在，而乙醚的作用僅能來(lái)自小槽中的乙醚蒸氣。蒸氣作用的機(jī)理可作如下解釋，在展開過程中，干板逐漸被浸潤(rùn)，而未浸潤(rùn)的干板部分則不斷吸附箱內(nèi)大氣中的溶劑蒸氣，其吸附量與溶劑極性有關(guān)，極性大的較易吸附。此外，還與吸附劑性質(zhì)及暴露時(shí)間有關(guān)，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，吸附蒸氣量越多。因此，在未被展開劑浸潤(rùn)的干板上，存在著一個(gè)自下而上漸增的蒸氣濃度梯度，從而改變了固定相(吸附劑)的性質(zhì)。這樣一個(gè)蒸氣梯度在分離中發(fā)揮其獨(dú)特作用，使在展開過程中，遷移較快的斑點(diǎn)，其所遇到的吸附劑活性隨著它向上遷移而漸漸變小，因?yàn)槠渖纤降娜軇┱魵庥?，減活愈多；而遷移較慢的斑點(diǎn)，它所遇到的吸附劑活性總比遷移較快的斑點(diǎn)所遇到的要大(在同一瞬時(shí)內(nèi))，以致使它遷移的速度與較快的斑點(diǎn)相比愈來(lái)愈慢。從分離效果來(lái)看，兩者間的距離拉大了，使△Rf值小的混合物在不飽和箱中展開能獲得較好的分離效果。這是由于循展開劑的展開方向，在薄層上有一個(gè)極性度增加的蒸氣梯度存在，這種梯度對(duì)溶質(zhì)起著一種拉力作用，加速了較快斑點(diǎn)的遷移，從而拉長(zhǎng)了各種溶質(zhì)之間的距離，使Rf值相近的溶質(zhì)獲得分離。
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.jpg "不飽和箱中之薄層層析出現(xiàn)“邊緣效應(yīng)”")
.jpg "安眠藥之分離")
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