液相色谱吸附色谱.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,液相色谱吸附色谱,在吸附色谱中,t,R,=t,m,（,1,K,Vs/Vm,）,V,R,=V,m,K,V,S,其中,K,是吸附平衡常数，,Vs,为固定相，即吸附剂的吸附表面积，也可以用吸附剂的量来表示。,在吸附剂上存在着吸附平衡，即吸附 解吸附；,若组分的吸附能力强，则在吸附状态时间长，解吸附状态时间短，即,t,R,大，保留时间长，,K(K,),大。,分离机制：,吸附系数,注：,K,a,与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质,及温度有关,next,吸附平衡,X,m,+nY,a,X,a,+nY,m,分离机制：,注：,K,a,与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质,及温度有关,分离机制：,各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心,利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离,吸附解吸再吸附再解吸无数次洗脱分开,m.流动相；,a.吸附剂；,Xm.流动相中溶质分子；,Ym.流动相分子；,Xa.被吸附的溶质分子,二、吸附等温线,吸附等温线可用来描述分配系数,K,（吸附平衡常数）随组分浓度变化的规律。即在一定温度下，组分在吸附剂上达到平衡时，用组分在固定相中的量（在固定相上被吸附着的浓度）对组分在流动相中的浓度（未被吸附）作图，即得吸附等温线。,1,、线性等温线,K=tg=C,S,/C,m,特点,：,组分的,K,为一常数，不随组分的浓度而变化；,虽然组分的前沿、中心、尾部浓度不等，但由于,K,与浓度无关，是常数，所以组分的分子以相同的速度迁移，得到完全对称的峰；,组分的保留时间，不随样品的浓度而变化。,三种吸附等温线,2,、凸型等温线（,Langmuir,型等温线）,特点：,K,是浓度的函数，随浓度而变化；,当组分浓度增大时，,K,减小，组分更多地分配于流动相中；,对于组分谱带中，不同浓度区域的分子（前、中、后），因浓度不同，,K,不同；中心的浓度高，,K,小，迁移快；两头浓度低，,K,大，迁移慢，形成拖尾峰；,造成谱带不对称，,t,R,值偏移，谱带展宽。,原因：,吸附剂上常存在一些强烈的活性中心，当组分在吸附剂上被吸附时，先占据活性能力最强的活性中心，然后占据次强的、弱的、最弱的，这样，当样品量大时，少部分占据强吸附中心；其它的在弱吸附中心，则移动快，,K,值小，所以随浓度的增大，,K,减小，移动快。,克服方法：,a,、减少上样量，使之在线性容量内（线性容量，即吸附等温线为线性的区间所对应的组分的浓度区间）。,b,、覆盖强活性中心（用极性物质），增大线性容量,用某种物质覆盖强活性中心，减低其吸附能力的过程，叫减活。,3,、凹型等温线（反,langmuir,型等温线）,随浓度大，,K,大；,则浓度大的区域移动慢，形成伸舌头峰。,原因：,a,、化学吸附,b,、相对于流动相超载，即当样品量过大时，局部浓度过高，流动相对其溶液能力有限，只能洗脱少量，所以浓度低处移动快。,克服：,减少上样量。,（一）吸附剂的类型,1,、极性吸附剂,吸附剂表面是极性的，选择性吸附极性大的化合物。极性强，则保留能力强。,2,、非极性吸附剂,吸附力主要靠色散力，即大分子量的化合物、易极化的化合物。,三、常用吸附剂,多孔、微粒状物质,（二）吸附剂的吸附能力（活性）,1,、影响吸附剂吸附能力的因素：,吸附剂的表面积,吸附剂表面的化学组成及表面原子或基团的几何排列,含水量（对极性吸附剂来讲）,含水量越多，则吸附能力越弱,2,、吸附能力的定量指标,活度,活度：使吸附剂的活性标准化，它反映了吸附剂的活性与含水量的关系。,方法：,Brockman,法,样品：六种标准染料（,w/v,）,10ml,（石油醚溶解）,色谱柱：干法装柱，柱长,5cm,将样品上柱，用,20ml,洗脱剂（石油醚,苯,=4:1,）洗脱，用染料在柱上位置来确定吸附剂的活度。,3,、活度级别,I,级 ,V,级,含水量 增大,吸附能力 降低,活 性 下降,4,、活化,将吸附剂加热，去除其吸附的水的过程。,5,、减活,加入减活剂，降低吸附剂活性,（三）常用吸附剂,硅胶、氧化铝,1,、硅胶（,SiO,2,xH,2,O,）,结构：内部,硅氧交联结构多孔结构,表面,有硅醇基氢键作用吸附活性中心,游离羟基,键合羟基,硅醚结构（非极性，对极性化合物不保留）,特性：,1,）与极性物质或不饱和化合物形成氢键,物质极性，吸附能力强极性吸附中心，不易洗脱,2,）吸水失活,105,110,O,C,烘干,30,分钟,(,可逆失水,),吸附力最大,500,O,C,烘干,(,不可逆失水,),活性丧失，无吸附力,适用：,分析酸性或中性物质,含水量,%,硅胶的活性,0,I,级,5,II,级,15,III,级,25,IV,级,38,V,级,续前,2,、氧化铝：,分离亲脂性成分,活化：,400,，,6h ,级,加入相应的水,级,碱性氧化铝,pH 9,10,适于分析碱性、中性物质,中性氧化铝,pH,7.5,适于分析酸性碱性和中性物质,酸性氧化铝,pH 4,5,适于分析酸性、中性物质,含水量,%,氧化铝的活性,0,I,级,3,II,级,6,III,级,10,IV,级,15,V,级,（四）极性吸附剂对化合物的选择性,1,、极性吸附剂选择性吸附极性大的化合物,2,、化合物的极性大小，由化合物的官能团决定,常见官能团的极性大小：,烷烯醚硝基化合物（二甲胺）酯类酮醛硫醇胺类酰胺醇酚羧酸,判断化合物极性大小时：,基团母核相同时，则分子中基团的极性大，整个分子的极性大；极性基团多，极性大,分子中双键多，吸附力强；共轭双键多，吸附力强,取代基的空间排列：,同一母核中，羟基处于能形成分子内氢键的位置，则吸附力弱于不能形成分子内氢键的位置。,3,、非极性吸附剂给出相反顺序。,四、洗脱剂（流动相、溶剂）,（一）洗脱剂的洗脱强度（对组分,K,值的影响）,（二）洗脱剂的选择性,（一）洗脱剂（流动相）对组分,K,值的影响,1,、在固定相上与组分分子的竞争作用,溶剂极性强 洗脱能力强 溶剂强度（,0,）大,洗脱剂极性强，易被吸附剂所吸附，即易将组分分子从吸附剂上置换下来，即洗脱能力强，称之为强洗脱剂或溶剂强度大。,2,、流动相对组分的溶解能力,对组分溶解度大 洗脱能力强 溶剂强度（,0,）大,吸附剂对组分的吸附能力一定时，则流动相对组分的溶解能力越强，组分溶解在流动相中越多，组分的,K,值越小，移动越快。,及温度有关,活化：400，6h 级,若二元溶剂仍不凑效，可试用三元溶剂。,可通过实验选择不同组别的溶剂来筛选。,则浓度大的区域移动慢，形成伸舌头峰。,三、常用吸附剂 多孔、微粒状物质,硅醚结构（非极性，对极性化合物不保留）,组分的保留时间，不随样品的浓度而变化。,活度级别、活化、减活,将样品上柱，用20ml洗脱剂（石油醚苯=4:1）洗脱，用染料在柱上位置来确定吸附剂的活度。,（二）洗脱剂的选择（流动相的选择）,10 IV 级,3,、各种溶剂的极性顺序（即强度顺序）,根据溶剂的极性判断（如前）,根据文献中,0,值比较,实验确定,4,、混合溶剂的强度。,P,=,a,P,a,+,b,P,b,其中,为体积分数；,P,为极性参数,（二）洗脱剂（流动相）的选择性,1,、溶剂与组分分子之间的作用力,色散作用、偶极作用、氢键作用、介电作用,2,、溶剂的分类,以上四种作用力中，主要考虑偶极、氢键作用力，按它们的大小，把常用的溶剂分类,物质极性，吸附能力强极性吸附中心，不易洗脱,吸附平衡 Xm+nYa Xa+nYm,1、极性吸附剂选择性吸附极性大的化合物,常见官能团的极性大小：,其中 为体积分数；,（一）洗脱剂的洗脱强度（对组分K值的影响）,中性氧化铝 pH7.,（二）洗脱剂的选择（流动相的选择）,（一）洗脱剂（流动相）对组分K值的影响,造成谱带不对称，tR值偏移，谱带展宽。,含水量%硅胶的活性,（一）洗脱剂（流动相）对组分K值的影响,柱管：玻璃柱、石英柱、尼龙柱，,38 V 级,以上四种作用力中，主要考虑偶极、氢键作用力，按它们的大小，把常用的溶剂分类,含水量越多，则吸附能力越弱,若二元溶剂仍不凑效，可试用三元溶剂。,常用溶剂分类,组别,溶剂名称,I,脂肪族醚、三烷基胺,II,脂肪醇,III,吡啶衍生物、,THF,、酰胺（除甲酰胺外）、乙二醇醚、亚砜,IV,乙二醇、苯甲醇、甲酰胺、乙酸,V,CH,2,Cl,2,、二氯乙烷,VI,酮、酯、腈、聚酯,VII,卤代芳氢、芳氢、芳香醚、硝基化合物,VIII,水、氯仿、间甲苯酚、氟烷醇,3,、溶剂选择性,处于同一组的溶剂，在色谱分离中具有相似的选择性；,在分组三角形中相差较远的组中的溶剂，其选择性相差较大：,组：良好的质子受体（醚、胺等），优先与含羟基化合物（如酚、羧酸等）作用；,组：既可作为质子受体，又可作为质子给体；,组：良好的质子给体溶剂（,H,2,O,、,CHCl,3,等），与碱性样品优先作用。,组（硝基化合物、腈、胺等）：与偶极矩大的组分之间的作用力大。,4,、改善选择性,根据组分的性质，选择合适的溶剂。,利用多元溶剂，既可调节,K,值，又可调节选择性。,3,、溶剂选择性,处于同一组的溶剂，在色谱分离中具有相似的选择性；,4,、改善选择性,根据组分的性质，选择合适的溶剂。,利用多元溶剂，既可调节,K,值，又可调节选择性。,吸附剂、被分离物质、流动相的选择原则,五、吸附色谱分离体系的系统选择,（一）选择固定相（吸附剂）,（二）洗脱剂的选择（流动相的选择）,（一）选择固定相（吸附剂）,1,、固定相的吸附能力,：,极性固定相：组分分子极性官能团多，则吸附作用强。分离极性组分,非极性固定相：分离非极性组分,3,、固定相的预处理,活度级别、活化、减活,（二）洗脱剂的选择（流动相的选择）,选择流动相时，需同时对固定相、流动相及组分的性质全面考虑。,1,、对溶剂的要求,:,稳定、粘度低、能溶解样品，浸润固定相、高纯度、挥发性好、安全价廉,2,、一般步骤,根据固定相和组分的性质，选择一合适强度的溶剂，使,K,值在,2,5,范围内，即选用不同溶剂调节,K,=2,5,。,若在一定,n,下，不能很好分离，则需改善系统的选择性，此时可根据组分的性质，选用二元溶剂系统来改善选择性，同时保持一定的溶剂强度，即使,K,在,2,5,。,可通过实验选择不同组别的溶剂来筛选。,若二元溶剂仍不凑效，可试用三元溶剂。,六、实验操作基本技术,经典柱色谱,图示,1,、装柱：将固定相装入柱管内,柱管：玻璃柱、石英柱、尼龙柱，,柱径,:,柱长,1:10,20,方法：,干法装柱,湿法装柱,注意事项,:,倾入时，一次性连续倾入柱子，以免由于颗粒大小不同，沉降速度不同，引起柱子出现的分层。,搅拌要均匀（除气泡），洗脱过程中不能有气泡。,固定相粒度要均匀，即装成的柱子密度要均匀，固定相粒度大小要均匀。,2,、上样：,方法：,液体上样：即将样品溶液加到色谱柱顶即可。,固体上样：用一定的固定相与样品溶液拌匀，挥干溶剂，将带样品的固定相均匀地加到柱顶。适用于干柱或大量样品分离（粗柱子）,注意事项：,要使样品谱带窄、均匀、平整,不能使柱内产生气泡,谢谢观看,谢谢观看,