薄層色譜操作中展開劑的選擇及其相關(guān)因素
實驗室k / 2019-07-29
在薄層色譜操作中，吸附劑(或其他固定相)和展開劑的選擇是分離好壞的關(guān)鍵。但常用的吸附劑種類有限，而展開劑的種類很多，不僅可用單元溶劑，而且可以選擇二元、三元等多元溶劑作展開劑。從而彌補了吸附劑種類不多的缺陷，這就突出了選擇展開劑的重要性。
在選擇展開劑時，要考慮下列幾個因素及它們之間的相互關(guān)系，如被分離化合物的性質(zhì)(酸堿性、極性、不飽和程度)、吸附劑的吸附性能(若為其他固定相，則為分配性能、離子交換性能、凝膠的特性等)、展開劑的性質(zhì)(極性和溶解度)?，F(xiàn)以薄層吸附為例，將固定相和展開劑的選擇要點歸納如下：
(1)酸性物質(zhì)一般用酸性或中性吸附劑較好，如硅膠、酸性或中性氧化鋁。堿性物質(zhì)一般用堿性氧化鋁。
(2)極性大的物質(zhì)用低活性吸附劑；極性小的化合物則用高活性吸附劑。
(3)常用吸附劑的吸附性強弱次序為：硅膠＞氧化鋁＞硅藻土。硅藻土吸附性較弱，適于分離極性物質(zhì)。
(4)展開劑的選擇，一般說來，在極性吸附劑上展開劑的極性愈大，對同一化合物的推動能力也愈大，使Rf值較大。如果用某種展開劑去展開某一化合物所得之Rf值太小，應(yīng)考慮換用一種極性較大的展開劑或在原來展開劑中加入適量強極性溶劑去展開。例如在硅膠薄層上分離生物堿時，可先試用環(huán)己烷、苯、氯仿等單元溶劑，再試用混合溶劑，如苯：氯仿(9：1或1：1)等。若兩元溶劑還不理想，再考慮三、四種組分的混合溶劑?；旌先軇┯校?/span>
環(huán)己烷：氯仿：二乙胺(5：4：1)；苯：乙酸乙酯：二乙胺(7：2：1)；苯：正庚烷：氯仿：二乙胺(60：50：10：0.2)。
新加進去的組分是為了改變展開劑的極性，調(diào)整展開劑的酸堿性，以及增大化合物的溶解度等目的。
當(dāng)然，在選擇展開劑時，首先考慮單元溶劑，其次再考慮二元溶劑系統(tǒng)，由簡到繁。溶劑極性大小的次序如下：
石油醚＜環(huán)己烷＜二硫化碳＜四氯化碳＜三氯乙烯＜苯＜甲苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜乙酸＜甲酯＜丙酮＜正丙醇＜乙醇＜甲醇＜吡啶＜酸
現(xiàn)在常用一種圖解來表示吸附劑、分離對象和展開劑三者的關(guān)系。如圖14-28所示，可供選擇色譜條件。
圖14-28中，被分離的物質(zhì)極性，吸附劑活性和展開劑極性，這三者的關(guān)系是相互關(guān)聯(lián)的，但又是相互制約的?，F(xiàn)將這三者分別在圓盤上各占三分之一的位置，并以箭號表示它們極性增加的方向和活性減低的方向，圓盤中央有一個可轉(zhuǎn)動的正三角形指針，例如A指向極性物質(zhì)，則B就指向選用V級的吸附劑，C就指向選用極性的展開劑。如轉(zhuǎn)到A'、B'、C'的位置，則又是另一種選擇的情況。
在選用多元溶劑系統(tǒng)作展開劑時，若溶劑組分的極性相差很大，且極性大的組分所占比例又很小，則無論用飽和箱或不飽和箱展開，都會在展開薄層上出現(xiàn)溶劑脫混現(xiàn)象。這是由于溶劑在干吸附劑薄層上緩緩地展開，吸附劑對溶劑中各組分的吸附程度不相同，極性組分易被吸附，造成了沿著展開方向上有一個流動相組分的變化，即出現(xiàn)前流分析樣的流動相組分分布。如果展開劑是A+B+C的三元溶劑系統(tǒng)，吸附劑的親和力次序是C＞B＞A，展開一定距離后，溶劑前沿是單純的弱極性組分A，繼之以二元混合物A+B，然后是三元混合物A+B+C。這種溶劑脫混現(xiàn)象對展開不利，它改變了展開劑的組分及比例，造成有些物質(zhì)可以隨第二前沿或第三前沿遷移而破壞分離。這種現(xiàn)象也可以避免，如可選用其他極性相差不大的溶劑組成混合溶劑，使其洗脫強度與易產(chǎn)生脫混的展開劑相同即可。例如，含1％乙醇的庚烷在氧化鋁上分離多環(huán)芳烴化合物，由于展開劑的脫混而使分離不佳。當(dāng)改用含5％乙醚的庚烷(有相同的溶劑強度)就有很好的分離效果，因為后者沒有產(chǎn)生嚴(yán)重脫混現(xiàn)象。其他如丙酮：苯(5：8)代替乙醇：苯(1：9)；乙醚：石油醚(5：95)代替乙醇：石油醚(1：99)。
多元溶劑系統(tǒng)還存在一個問題，即各組分的揮發(fā)性不一樣。在不飽和到飽和的過程中，其蒸氣的組成比例與展開劑的組成比例不同，且連續(xù)變化，因為極性大的溶劑組分易被吸附劑吸附，就需要較多地從展開劑槽中蒸發(fā)補充，這就降低了溶劑中極性組分的比例。如果混合溶劑中的組分比例幾乎相等，那么這個因素還不重要；如果極性組分只含1～5％時，則它完全可能由于被結(jié)合到薄層上而從溶劑中除去，因而改變了溶劑組分的比例。從定性角度而言，多元溶劑一般主張只使用一次，避免重復(fù)使用。
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