平面色谱法学习指导山西医科大学.docx

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平面色谱法学习指导山西医科大学

第十九章平面色谱法

第一节内容和要求

1．基本内容本章内容包括平面色谱分类；平面色谱参数：

比移值和相对比移值、分配系数和保留因子、分离度和分离数，比移值与分配系数（保留因子）的关系；薄层色谱法的基本原理及类型，吸附薄层色谱中吸附剂和展开剂及其选择，薄层色谱操作步骤及定性定量分析；高效薄层色谱法；薄层扫描法；纸色谱法。

2．基本要求本章要求掌握薄层色谱和纸色谱的基本原理，常用的固定相和流动相，比移值和相对比移值、分配系数和保留因子、分离度和分离数，比移值与分配系数（保留因子）的关系。

吸附色谱中固定相和流动相的选择。

熟悉平面色谱法分类，薄层色谱中薄层板的种类，薄层色谱操作步骤，显色方法，影响薄层色谱比移值的因素，面效参数与分离参数，定性、定量分析方法。

了解各种类型色谱的操作方法，薄层扫描法，高效薄层色谱法，应用与示例。

第二节要点和难点

（一）平面色谱的基本术语和公式

1.定性参数：

比移值（Rf）与相对比移值（Rr）

2.Rf与分配系数（K）和保留因子（k）的关系

3.面效参数：

理论塔板数（n）与塔板高度（H）

4.分离参数：

分离度（R）与分离数（SN）

（二）主要平面色谱类型

色谱类型

分离原理

载体

固定相

流动相

Rf顺序

吸附薄层色谱

吸附

硅胶

有机溶剂

极性小的Rf值大

正相薄层色谱

分配

硅胶

水

有机溶剂

极性小的Rf值大

反相薄层色谱

分配

硅胶

硅胶键合相

水-有机溶剂

极性小的Rf值小

纸色谱

分配

滤纸

水

水-有机溶剂

极性小的Rf值大

（三）吸附薄层色谱条件的选择

被测组分的极性大，吸附剂的活度小，流动相极性大；被测组分的极性小，吸附剂的活度大，流动相极性小。

1．被分离物质的极性与结构的关系

（1）基本母核相同，基团极性愈大，分子极性愈强；极性基团数目增加，分子极性增强。

常见的取代基极性大小顺序：

烷烃<烯烃<醚类<硝基化合物<二甲胺<脂类<酮类<醛类<硫醇<胺类<酰胺<醇类<酚类<羧酸类。

（2）分子双键愈多，共轭度愈大，吸附性愈大。

（3）空间排列影响极性，如能产生分子内氢键的分子极性下降。

2．吸附剂的活度选择被分离物质的极性大，吸附剂活度要小，以免吸附太牢，不易洗脱；被分离物质的极性小，则吸附剂的活度要大，以免不被吸附，而无法分离。

可改变活化温度和时间来控制吸附剂的活度。

3．展开剂的极性

单一溶剂的极性顺序：

石油醚<环己烷<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烷<苯、甲苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<正丙醇<乙醇<甲醇<吡啶<酸<水。

4．混合溶剂选择的一般规则先用单一的中等极性展开剂试验，得出合适的极性。

再改用二元展开剂，调节比例达到预期的极性，得到混合展开剂。

目的是通过混合展开剂的极性和溶剂的强度，使各组分具有适宜的Rf值，从而达到良好的分离。

（四）分析方法

1.定性分析

（1）比移值Rf定性：

与对照品的Rf值比较定性，但重现性差。

（2）相对比移值Rr定性：

与文献Rr值或对照品的Rr值比较定性。

2.杂质检查

（1）杂质对照品比较法：

配制一定浓度的试样溶液和规定限定浓度的杂质对照品溶液，在同一板上展开，试样中杂质斑点颜色不得比杂质对照品斑点颜色深。

（2）主成分自身对照法：

首先配制一定浓度的供试品溶液，然后将其稀释一定倍数得到另一低浓度溶液，作为对照溶液。

将试样溶液和对照溶液在同一板上展开，试样溶液中杂质斑点颜色不得比对照溶液主斑点颜色深。

3.定量分析

（1）洗脱法

（2）直接定量法：

目视比较法和薄层扫描法。

第三节精选例题

1．试推测下列化合物在硅胶薄层板上，以石油醚-苯（4:

1）为流动相展开时的Rf值次序，并说明理由。

偶氮苯对甲氧基偶氮苯

苏丹黄苏丹红

对氨基偶氮苯对羟基偶氮苯

答：

根据组分在吸附色谱薄层板上展开的机理，组分的极性越大，Rf越小；组分的极性越小，Rf越大。

六种化合物的分子结构均含有偶氮苯母核，根据取代基的极性便可排列出六种化合物的极性顺序。

苏丹红、苏丹黄及对羟基偶氮苯均带有羟基官能团，他们的极性较强。

但苏丹红、苏丹黄上的羟基H易与相邻氮原子形成分子内氢键，而使它们的极性大大下降，致使其极性小于对氨基偶氮苯。

苏丹红极性大于苏丹黄，是因为苏丹红的共轭体系比苏丹黄长。

所以六种化合物的极性次序为：

偶氮苯<对甲氧基偶氮苯<苏丹黄<苏丹红<对氨基偶氮苯<对羟基偶氮苯；可推测Rf值次序为：

偶氮苯>对甲氧基偶氮苯>苏丹黄>苏丹红>对氨基偶氮苯>对羟基偶氮苯。

2．吸附薄层色谱中，欲使被分离极性组分Rf值变小，一般可采用哪些方法？

答：

（1）增加吸附剂的活度在薄层活化时，适当提高活化温度和延长活化时间，使吸附剂含水量减少，提高吸附剂的活度。

（2）降低展开剂极性选择更弱极性的有机溶剂或降低混合溶剂终极性溶剂的比例，降低展开剂极性。

对于具有酸碱性的组分，改善或调节展开剂的pH也可使组分的Rf值变小。

3．用薄层色谱法分离组分1和组分2时，当二组分存在有>，W1≈W2，试证明成立。

证明：

∵，，

由，∴

4．化合物A在薄层板上从原点迁移7.6cm，溶剂前沿距原点16.2cm。

（1）计算化合物A的Rf值；

（2）色谱条件相同时，当溶剂前沿移至距原点14.3cm时，化合物A的斑点应在此薄层板的何处？

解：

L=L0×Rf=14.3×0.47=6.7（cm）

5．已知A与B两组分的相对比移值为1.5。

当B物质在某薄层板上展开后，斑点距原点8.3cm，溶剂前沿到原点的距离为16cm，问若A在此板上同时展开，则A组分的展距为多少？

A组分的Rf值为多少？

解：

∵∴（cm）

6．在一定的薄层色谱条件下，当溶剂的移动速度为0.15cm/min时，测得A、B组分的Rf值分别为0.47和0.64。

计算A和B组分的移动速度。

解：

∵，在平面色谱中

∴（cm/min）

（cm/min）

7．用薄层扫描法在高效薄层板上测得如下数据：

L0=82mm，Rf=0的物质半峰宽为1.9mm，Rf=1的物质半峰宽为3.1mm，求该薄层板的分离数。

解：

第四节练习和自测

（一）问答题

1．简述影响薄层色谱比移值和相对比移值的因素。

2．薄层色谱法有哪些显色方法？

它们的应用范围如何？

3．简述薄层色谱板的类型。

并说明它们的异同？

4．简述平面色谱比移值和分配系数关系式（）的意义。

5．薄层色谱法展开之前先进行“饱和”一定时间，若不“饱和”就展开，可能会出现什么现象？

6．说明薄层扫描外标一点和外标两点定量方法的原理及适用条件。

7．按分离机理，纸色谱属于那种色谱？

固定相是什么？

展开剂应如何选择？

8．某组分在硅胶A板上，以苯-甲醇（1:

3）为展开剂的Rf值为0.60；在硅胶B板上，用相同的展开剂Rf值为0.45，问A、B两块板，哪一块板的活度大？

（二）填空题

1．判断两组分能否用平面色谱法分离的依据是___值。

其值相差愈____，分离效果愈好。

2．展开剂的极性，固定相的极性，称为正相薄层色谱；展开剂的极性，固定相的极性，称为反相薄层色谱。

3．在薄层色谱中定性参数Rf值的数值在之间，而Rr。

4．在吸附薄层色谱中，常以为固定相，为流动相，极性小的组分在板上移行速度较，Rf值较。

5．薄层色谱板的“活化”作用是____、_。

6．要使二组分通过平面色谱分离的先决条件是它们的不同或

不同。

7．在平面色谱法中，色谱过程中样品与流动相的迁移时间是，但迁移距离。

在柱色谱中，样品与流动相的迁移距离是，但迁移所需时间，组分的分配系数越大，保留时间越。

8．薄层色谱法的一般操作程序是。

9．荧光薄层板与普通薄层板的区别为。

在紫外灯下，荧光薄层板呈绿色荧光底色，被检测的物质一般呈。

10．薄层色谱用于药品杂质限量检查的方法有和。

（三）选择题

1．进行纸色谱时，滤纸所起的作用是（）。

A．固定相；B．展开剂；C．吸附剂；D．惰性载体

2．薄层色谱中常用的显色剂为（）。

A．茚三酮试液；B．荧光黄试液；

C．碘；D．硫酸乙醇溶液

3．薄层色谱中，使两组分相对比移值发生变化的主要原因是（）。

A．改变薄层厚度；B．改变展开剂组成或配比；

C．改变展开温度；D．改变固定相种类

4．在薄层色谱中，以硅胶为固定相，有机溶剂为流动相，迁移速度快的组分是（）。

A．极性大的组分；B．极性小的组分；

C．挥发性大的组分D．挥发性小的组分

5．某组分在薄层色谱中展开，10min时测得比移值为Rf，20min时的展开结果是（）。

A．比移值加倍；B．Rf值不变；

C．组分移行距离增加，但小于2倍；

D．组分移行距离增加，但大于2倍

6．下列色谱参数中数值在0～1之间的是（）。

A．Rf；B．Rr；C．R´；D．k

7．三种阿片生物碱，其结构如下，若用薄层色谱法分离，硅胶为固定相，氯仿等有机溶剂为流动相，Rf值最小的是（）。

A．吗啡；B．可待因；C．蒂巴因

8．纸色谱中常用正丁醇-乙酸-水（4:

1:

5）作展开剂，展开剂正确的配制方法是（）。

A．三种溶剂按比例混合后直接用做展开剂；

B．三种溶剂按比例混合，振摇后，取上层作展开剂；

C．三种溶剂按比例混合，振摇后，取下层作展开剂；

D．依次按比例用三种溶剂作展开剂

9．使薄层色谱展开剂流速发生变化的条件是（）。

A．温度；B．展开剂种类或比例；

C．吸附剂粒度；D．薄层板厚度

10．欲用薄层色谱法分离有机碱类试样，已知其Kb在10－4~10－6之间，应选择的展开剂为（）。

A．正丁醇-醋酸-水；B．氯仿-甲醇-氨水；

C．丙酮-乙酸乙酯-水；D．正丁醇-盐酸-水

（四）判断题

1．展开剂苯、甲苯、氯仿、正丁醇、乙醇的极性顺序依次减弱。

2．吸附薄层色谱分析中，极性大的被分离物质应选择活泼性强的吸附剂，极性小的展开剂。

3．在纸色谱中，固定相是滤纸纤维，流动相是有机溶剂。

4．薄层扫描法中，定量分析结果的精密度与原点直径是否一致，点样间距是否精确无关。

5．相对比移值在一定程度上消除了测定中的系统误差，因此与比移值相比具有较高的重现性和可比性。

6．在一定分离度下，分离数SN越多，平面色谱的容量越大。

7．正相薄层色谱中组分极性越小，分配系数大，随展开剂移动的速度越慢，Rf值越小。

8．硅胶含水量越多，级数越高，吸附能力越强，同一组分在此硅胶上的Rf值越小；含水量越少，级数越低，吸附能力越弱，同一组分在此硅胶上的Rf值越小。

9．定性参数比移值Rf的数值在0~1之间，而相对比移值Rr的数值可以大于1，也可以小于1。

10．采用薄层扫描法定量时，无论校正曲线是否通过原点均可采用外标一点法。

（五）计算题

1．若某一组分在薄层色谱中的保留因子为0.2，则它在薄层的流动相中的百分率是多少？

2．在薄层板上分离A、B两组分的混合物，当原点至溶剂前沿距离为15.0cm时，两斑点质量重心至原点的距离分别为6.9cm和5.6cm，斑点直径分别为0.83cm和0.57cm，求两组分的分离度及Rf值。

3．用纸色谱分离性质相似的A和B两组分，它们的比移值Rf分别为0.44和0.66，试样的起始线和溶剂前沿各离纸边2cm。

如果要使分离斑点中心相距4cm，滤纸至少应截取多长？

。

4．已知某组分A在纸色谱上的分配系数为0.5，流动相与固定相的体积比为Vm:

Vs=0.33:

0.1，试计算该组分的比移值。

5．用薄层扫描法在高效薄层板上测得如下数据：

L0=127mm，Rf=0的物质半峰宽为1.9mm