东南大学出版社仪器分析二版八平面色谱法PPT课件.ppt

化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法第八章第八章 平面色谱法平面色谱法概述概述平面色谱法的分类与原理平面色谱法的分类与原理薄层色谱法薄层色谱法纸色谱法纸色谱法应用与示例应用与示例化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法重点掌握：重点掌握：1.1.薄层色谱法和纸色谱法原理；薄层色谱法和纸色谱法原理；2.2.薄层色谱法常用的固定相和流动相以及选择方法；薄层色谱法常用的固定相和流动相以及选择方法；分配系数与保留体积之间的关系；薄板种类显色分配系数与保留体积之间的关系；薄板种类显色方法；方法；3.3.平面色谱中比移值与分子结构关系；平面色谱中比移值与分子结构关系；4.4.理解各色谱类型中组分的流出顺序，薄层色谱操理解各色谱类型中组分的流出顺序，薄层色谱操作、定性、定量方法；正相色谱与反相色谱。作、定性、定量方法；正相色谱与反相色谱。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1 1 概述概述 色谱由来色谱由来19061906年植物学家年植物学家Tswett M.Tswett M.植物叶片石油醚浸取液植物叶片石油醚浸取液 碳酸钙柱碳酸钙柱 石油醚冲洗石油醚冲洗色带色带固定相固定相流动相流动相色谱色谱化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1 1 概述概述 一一.色谱法色谱法 (层析法层析法)利利用用各各组组分分物物理理化化学学性性质质的的不不同同，在在流流动动相相流流经经固固定定相相时时，由由于于各各组组分分在在两两相相间间的的吸吸附附、分分配配或或其其它它亲亲和和力力的的差差异异而而产产生生不不同同速速度度的的移移动动，最终达到分离的目的。最终达到分离的目的。分离基础：分离基础：差速迁移差速迁移 (例例:赛赛跑跑)化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、分类：二、分类：1 1按两相分子的聚集状态分：按两相分子的聚集状态分：流流流流动动动动相相相相 固固固固定定定定相相相相 类类类类型型型型液液液液 相相相相 色色色色 谱谱谱谱(LC)(LC)液体液体液体液体 固体固体固体固体 液液液液-固色谱固色谱固色谱固色谱液体液体液体液体 液体液体液体液体 液液液液-液色谱液色谱液色谱液色谱 气体气体气体气体 固体固体固体固体 气气气气-固色谱固色谱固色谱固色谱 气体气体气体气体 液体液体液体液体 气气气气-液色谱液色谱液色谱液色谱 气气气气 相相相相 色色色色 谱谱谱谱（GCGC）2 2按操作形式分：按操作形式分：平面色谱平面色谱平面色谱平面色谱 纸色谱纸色谱纸色谱纸色谱 薄层色谱薄层色谱薄层色谱薄层色谱柱色谱柱色谱柱色谱柱色谱 化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法 分配色谱：分配色谱：分配色谱：分配色谱：利用分配系数的不同利用分配系数的不同利用分配系数的不同利用分配系数的不同 吸附色谱：吸附色谱：吸附色谱：吸附色谱：利用物理吸附性能的差异利用物理吸附性能的差异利用物理吸附性能的差异利用物理吸附性能的差异 离子交换色谱：离子交换色谱：离子交换色谱：离子交换色谱：利用离子交换原理利用离子交换原理利用离子交换原理利用离子交换原理 分子排阻色谱：分子排阻色谱：分子排阻色谱：分子排阻色谱：利用排阻作用力的不同利用排阻作用力的不同利用排阻作用力的不同利用排阻作用力的不同3 3按分离机制分：按分离机制分：四大基本类型四大基本类型化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2 2平面色谱法的分类与原理平面色谱法的分类与原理 平平面面色色谱谱法法(plane(plane chromatography)chromatography)是是在在平平面面上上进进行行分分离离的的一一种种色色谱谱方方法法；主主要要包包括括薄薄层层色色谱谱法法、纸纸色色谱法和薄层电泳法。谱法和薄层电泳法。薄层色谱法薄层色谱法:固定相铺在玻璃板、铝箔或塑料板上成薄层固定相铺在玻璃板、铝箔或塑料板上成薄层纸色谱法：纸色谱法：以纸为载体，固定相为纸上吸附的水分，流动以纸为载体，固定相为纸上吸附的水分，流动 相为有机溶剂相为有机溶剂薄层电泳法薄层电泳法一、平面色谱法的分类一、平面色谱法的分类化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、平面色谱法参数二、平面色谱法参数（一）定性参数（一）定性参数-保留值保留值(组分与固定相作用力大小组分与固定相作用力大小)1.1.比比移移值值R Rf f(retardation(retardation factorfactor；R Rf f)溶溶质质移移动动的的距距离离与与流动相移动距离之比流动相移动距离之比 图示图示 R Rf f范围：范围：0 R0 Rf f 11 R Rf f =0.20.8 =0.20.8（最佳）（最佳）nextnext化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法L L0 0backL L1 1L L2 2化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2.2.相对比移值相对比移值R Rr r 参参考考物物与与被被测测组组分分在在完完全全相相同同条条件件下下展展开开,可可以以消消除除系系统误差统误差，大大提高重现性和可靠性；，大大提高重现性和可靠性；参考物可以是参考物可以是后加入纯物质，也可是样品中已知组分后加入纯物质，也可是样品中已知组分;相相对对比比移移值值R Rs s与与组组分分、参参考考物物性性质质及及色色谱谱条条件件有有关关，范范围可以大于或小于围可以大于或小于1 1化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（二）相平衡参数（二）相平衡参数1.1.分配系数分配系数K K和容量因子和容量因子k kK K与温度有关与温度有关分配系数分配系数K K容量因子容量因子k k质量分配系数、分配比质量分配系数、分配比化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法定时展开时定时展开时 R R R Rf f 设设R R表示单位时间内一个分子在流动相中出现的几率，表示单位时间内一个分子在流动相中出现的几率，也可以表示组分分子在平面上移动的速度也可以表示组分分子在平面上移动的速度2.K2.K、k k、RfRf的关系的关系R Rf fL/LL/L0 0=ut/u=ut/u0 0t t 化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法3.3.薄层板一定，薄层板一定，R Rf f只与组分性质有关，对于极性组分，只与组分性质有关，对于极性组分，展开剂极性展开剂极性大，大，R Rf f大大 展开剂极性展开剂极性小，小，R Rf f小小1.R1.Rf f1 K1 K或或k=0 k=0 组分在前沿组分在前沿 R Rf f0 K0 K或或k=k=组分在原点组分在原点讨论：讨论：2.R2.Rf f与与K K有关，即与组分性质（溶解度）以及薄层板和展开有关，即与组分性质（溶解度）以及薄层板和展开剂的性质有关，剂的性质有关，KK大，大，R Rf f小小化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（三）板效参数（三）板效参数1 1、理论塔板数、理论塔板数色谱分离性能指标色谱分离性能指标 n=16(L/W)n=16(L/W)2 2 L:L:原点到斑点中原点到斑点中心的距离心的距离 W W：组：组分斑点的纵向宽度分斑点的纵向宽度2 2、塔板高度、塔板高度 H=LH=L0 0/n/n L L0 0：原点原点到展开剂前沿的距离到展开剂前沿的距离 n n越大，越大，H H越小。越小。斑点移动距离相等时，斑点越集中即斑点移动距离相等时，斑点越集中即W W越小，越小，n n越大。越大。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法（四）分离参数（四）分离参数1 1、分离度、分离度(resolution;R)(resolution;R)：两相邻斑点中心：两相邻斑点中心的距离与两斑点平均宽度的比值的距离与两斑点平均宽度的比值 L L1 1 、L L2 2:分别为原点至两半斑点中心的分别为原点至两半斑点中心的距离，距离，W W1 1、W W2 2斑点的宽度。斑点的宽度。R=2(LR=2(L2 2-L-L1 1)/(W)/(W1 1+W+W2 2)=2d/(W)=2d/(W1 1+W+W2 2)化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法2.2.分离数分离数(separation number;SN)(separation number;SN)相邻斑点分离度为相邻斑点分离度为1.1771.177时，在时，在R Rf f=0(=0(原点原点)到到R Rf f=1(=1(溶剂前沿溶剂前沿)之间能容纳的色谱斑点数。之间能容纳的色谱斑点数。SN=LSN=L0 0/(b/(b0 0+b+b1 1)-1)-1 b b0 0：R Rf f=0=0组分的半峰宽；组分的半峰宽；b b1 1：R Rf f=1=1组分的半峰宽组分的半峰宽 SNSN越越大大，平平面面的的容容量量越越大大。一一般般薄薄层层板板的的分分离离数数为为 710710，高高效效薄薄层层板板可可达达10201020。SNSN是是衡衡量量分分离离容容量量的的重重要参数。要参数。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1定义定义：将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，将固定相均匀涂布在表面光滑的平板上，形形成成薄薄层层而而进进行行色色谱谱分分离离和和分分析析的方法的方法2 2操作过程：操作过程：铺铺板板 活活化化 点点样样 展展开开 定定位位(定定性性)/)/洗洗脱脱(定量定量)3分离机制：吸附分离机制：吸附*、分配、分配*、离子交换、空间排阻、离子交换、空间排阻4 4特特点点；分分离离能能力力强强、灵灵敏敏度度高高、展展开开时时间间较较短短、显显色方便。色方便。5 5应用：药物杂质检查、纯度测定、定量应用：药物杂质检查、纯度测定、定量 nextnext3 3 薄层色谱法薄层色谱法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法THANK YOUSUCCESS2024/2/24 周六19可编辑化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法一、主要类型一、主要类型（一）吸附薄层色谱（一）吸附薄层色谱 固定相为吸附剂固定相为吸附剂的薄层色谱。利用的薄层色谱。利用吸附剂对不同组分的吸附剂对不同组分的吸附能力差异吸附能力差异而实现分离。经过吸附、解吸、再吸附、再解而实现分离。经过吸附、解吸、再吸附、再解吸吸最后混合物得到分离。最后混合物得到分离。K K大，大，R Rf f值小，移动慢；值小，移动慢；K K小，小，R Rf f大，移动快。大，移动快。（二）分配薄层色谱（二）分配薄层色谱 固定相为液体，吸留在载体上的薄层色谱。利用固定相为液体，吸留在载体上的薄层色谱。利用被分离组被分离组分在固定相与流动相中的分配系数不同分在固定相与流动相中的分配系数不同而被分离。常用的是而被分离。常用的是反相薄层色谱法，固定相是反相薄层色谱法，固定相是烷基化学键合相烷基化学键合相，展开剂是，展开剂是水及水及与水相溶的有机溶剂。与水相溶的有机溶剂。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法二、吸附薄层色谱的吸附剂与展开剂二、吸附薄层色谱的吸附剂与展开剂(一）吸附剂一）吸附剂1.1.硅硅胶胶：氢氢键键吸吸附附，适适合合与与中中性性和和酸酸性性物物质质。硅硅胶胶H H、硅硅胶胶G G、硅胶硅胶F F2542542.2.氧氧化化铝铝：可可分分为为中中性性（pH7.5)pH7.5)、碱碱性性（pH9.0pH9.0）和和酸酸性性（pH4.0pH4.0）（二）展开剂二）展开剂 石油醚石油醚 环己烷环己烷 二硫化碳二硫化碳 四氯化碳四氯化碳 三氯乙烷三氯乙烷 苯苯 甲苯甲苯 二氯甲二氯甲烷烷 乙醚乙醚 氯仿氯仿 乙酸乙酯乙酸乙酯 正丁醇正丁醇 丙酮丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 吡啶吡啶 酸酸 水水活性分为活性分为5 5级，级数越大，含水量越多，吸附能力越弱，活级，级数越大，含水量越多，吸附能力越弱，活度越小。度越小。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法(三三)吸附剂与展开剂的选择吸附剂与展开剂的选择展开剂的选择：展开剂的选择：根据被测组分、吸附剂和展开剂本身的极性根据被测组分、吸附剂和展开剂本身的极性 吸附剂的选择：吸附剂的选择：根据被测物极性根据被测物极性和吸附剂的吸附能力和吸附剂的吸附能力被测物极性强被测物极性强弱极性吸附剂弱极性吸附剂被测物极性弱被测物极性弱强极性吸附剂强极性吸附剂图183化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法1.1.从被测物质的结构与性质考虑：从被测物质的结构与性质考虑：(1)(1)分子母核相同，分子中基团极性越大分子极性越大；分子母核相同，分子中基团极性越大分子极性越大；极性基团数目越多极性越大，吸附能力越强；极性基团数目越多极性越大，吸附能力越强；(2)(2)分子中双键多，极性大吸附能力强；分子中双键多，极性大吸附能力强；(3)(3)形成分子内氢键吸附能力减弱。形成分子内氢键吸附能力减弱。2.2.吸附剂的性能：吸附剂的性能：极性小的物质选用活度大的吸附剂；极性小的物质选用活度大的吸附剂；极性大的物质选择活度小的吸附剂。极性大的物质选择活度小的吸附剂。3.3.流动相的极性流动相的极性(三三)吸附剂与展开剂的选择吸附剂与展开剂的选择 相似相溶相似相溶化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法三、操作方法三、操作方法 制板制板-点样点样-展开展开-显色显色定性分析定性分析窄条窄条定量分析定量分析101020cm 20cm 硅胶硅胶G自含粘和剂自含粘和剂硅胶硅胶H不含粘和剂，铺板时另加入不含粘和剂，铺板时另加入CMC硅胶硅胶FH254含荧光剂，含荧光剂，254nm紫外光照发绿光紫外光照发绿光硅胶硅胶FH365含荧光剂，含荧光剂，365nm紫外光照发光紫外光照发光（一）薄层板的制备（一）薄层板的制备（二）点样：（二）点样：用毛细管或微量注射器，几微升，用毛细管或微量注射器，几微升，24mm24mm（三）展开：（三）展开：见续页见续页（四）显色方法：（四）显色方法：日光、紫外光日光、紫外光(254(254、365nm)365nm)显色剂等显色剂等化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法 展开：层析缸，预饱和，展开：层析缸，预饱和，防止边缘效应防止边缘效应浸入展开剂深度浸入展开剂深度0.50.5 1.0cm1.0cm，展开至整板展开至整板3/43/4距离距离,标记。标记。1,21,2样品样品 3 3 标标准品准品前沿前沿原点原点 1.5-2.0cm2.0cm1 2 3化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法四、定性和定量分析四、定性和定量分析定性分析定性分析利用利用R Rf f值，与对照品的值，与对照品的R Rf f值比较，同时值比较，同时在一块薄层板上进行。也可采用相对比移值定性。在一块薄层板上进行。也可采用相对比移值定性。定量分析定量分析洗脱法，直接定量法、薄层扫描法洗脱法，直接定量法、薄层扫描法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法五、高效薄层色谱法五、高效薄层色谱法高效薄层色谱法（高效薄层色谱法（high performance thin high performance thin layer chromatographylayer chromatography；HPTLC)HPTLC)所用的吸附剂颗所用的吸附剂颗粒很小粒很小(5m(5m或或10m)10m)，用喷雾法制成高效薄层，用喷雾法制成高效薄层板。常用的有硅胶、氧化铝、纤维素和化学键合板。常用的有硅胶、氧化铝、纤维素和化学键合相预制薄层板。相预制薄层板。化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法六、薄层扫描法六、薄层扫描法薄薄层层扫扫描描法法是是用用一一定定强强度度光光束束照照射射薄薄层层上上的的斑斑点点，用用仪仪器器测测量量照照射射前前后后光光束束强强度度的的变变化化，从从而而求求得得物质含量的方法。物质含量的方法。检测方法检测方法 吸收测定法和荧光测定法吸收测定法和荧光测定法 测量方法测量方法 投射法和反射法投射法和反射法扫描方式扫描方式 单波长和双波长单波长和双波长定量方法定量方法 外标两点法定量外标两点法定量化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法4 4 纸色谱法纸色谱法 以以纸纸做做载载体体的的色色谱谱法法，分分离离原原理理属属于于液液-液液分分配配色色谱谱法法，操操作与薄层法类似。作与薄层法类似。选纸选纸 点样点样 展开展开 显色显色(定性定性)/)/洗脱洗脱(定量定量)固定相：纸纤维吸附的固定相：纸纤维吸附的水水流动相：与水不互溶的流动相：与水不互溶的有机溶剂有机溶剂（饱和正丁醇）（饱和正丁醇）分离机制：同液分离机制：同液-液分配色谱液分配色谱定性参数：定性参数：讨论：讨论：R Rf f与组分性质、流动相及溶解度有关与组分性质、流动相及溶解度有关 极性组分极性组分易保留，易保留，R Rf f 小（流动相极性小（流动相极性，R Rf f ）非极性组分非极性组分易流出，易流出，R Rf f大（流动相极性大（流动相极性，R Rf f ）化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例1:1:用用纸纸色色谱谱分分离离组组分分A A、B B、C C，以以乙乙醇醇：水水：冰冰醋醋酸酸（7 7：2 2：1 1）为为展展开开剂剂时时，R Rf f值值的的大大小小顺顺序序为为R RfafaR RfbfbR Rfcfc；若若改改用用苯苯：丙丙酮酮：冰冰醋醋酸酸（7.57.5：2 2：0.50.5）为为展展开开剂剂时时，则则R Rf f值值的的大大小小顺顺序序可可能能是是（）。）。A AR RfcfcR RfbfbR Rfa fa B BR RfbfbR RfcfcR Rfafa C CR RfafaR RfcfcR Rfb fb D DR RfcfcR RfafaR Rfbfb答案：答案：(A(A）化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例2 2 组组分分在在固固定定相相中中的的质质量量为为m mA A(g)(g)，在在流流动动相相中中的的质质量量为为m mB B(g)(g)，而而该该组组分分在在固固定定相相中中的的浓浓度度为为C CA A(g/ml)(g/ml)，在在流流动动相相中中的的浓浓度度为为C CB B(g/ml)(g/ml)，则则此此组分的分配系数是（组分的分配系数是（）。）。A.A.m mA A/m mB B B.B.m mB B/m mA A C C.m.mA A/（m mA A+m mB B）D.D.C CA A/C CB B E.E.C CB B/C CA A答案：答案：D D化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例3 3、三种糖类化合物，其结构如下，若用纸色谱分、三种糖类化合物，其结构如下，若用纸色谱分离，正丁醇为流动相，应（离，正丁醇为流动相，应（）R Rf f最大。最大。答案：答案：C C化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例4 4、在硅胶粘合薄层板上，用氯仿作展开剂，对、在硅胶粘合薄层板上，用氯仿作展开剂，对某极性物质进行分离，某极性物质进行分离，R Rf f值几乎为值几乎为0 0，若欲得合适，若欲得合适的的R Rf f值，则要改变展开剂的极性，可选用下列哪值，则要改变展开剂的极性，可选用下列哪种展开剂进行试验种展开剂进行试验?()?()A.A.氯仿和环己烷氯仿和环己烷 B.B.氯仿和甲醇混和溶氯仿和甲醇混和溶剂剂 C.C.环己烷环己烷 答案：答案：B B化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法例例5.5.如使用硅胶或氧化铝为固定相，其活性越高，如使用硅胶或氧化铝为固定相，其活性越高，则活度级数（则活度级数（）。）。A A 越小越小 B B 越大越大 C C 不变不变 答案：答案：A A例例6.6.甲甲乙两化合物，经同一乙两化合物，经同一TLCTLC系统展开后，它系统展开后，它们的们的R Rf f值相同，则甲乙两者值相同，则甲乙两者 (）A.A.是同一物质是同一物质 B.B.可能是同一物质可能是同一物质 C.C.不是同一物质不是同一物质 答案：答案：B B化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法作业：作业：p224 p224 思考题思考题2 2、5 5、6 6、7 7化学化工学院化学化工学院Analytical Chemistry 第第8章章 平面色谱法平面色谱法THANK YOUSUCCESS2024/2/24 周六37可编辑