薄层色谱和纸层析

薄层色谱和纸层析
薄层色谱和纸色谱按固 定相分类都属于平面色谱 平面色谱， 定相分类都属于平面色谱， 按两相状态分类均为液相色 按两相状态分类均为液相色 谱法
薄层色谱法是以铺在平面上支持 物体（如玻璃片） 物体（如玻璃片）上的吸附剂薄层为 固定相的一中液相色谱法； 固定相的一中液相色谱法；纸色谱法 的载体多为滤纸， 的载体多为滤纸，固定相是滤纸上吸 着的水分。 着的水分。
三、流动相 a.通常，以无机酸作为流动相，所用无机酸 通常，以无机酸作为流动相， 通常 的种类和浓度对分离因数影响较大， 的种类和浓度对分离因数影响较大，有时 加入无机盐以改变分离效果。 加入无机盐以改变分离效果。 b.常用： 常用： 常用 硝酸、盐酸、硫酸及这些酸与无机盐的混 硝酸、盐酸、 合溶液。 合溶液。 由于流动相为水溶液， 由于流动相为水溶液，可以改变流动相的 酸度和加入络合剂提高分离效果。 酸度和加入络合剂提高分离效果。特别是 含有某些络合物的流动相， 含有某些络合物的流动相，会使一些组分 被反萃取而实现分离。 被反萃取而实现分离。
Rf=a/b
中心到原点的距离（cm）,b为溶剂 a为斑点 中心到原点的距离（cm）,b为溶剂 前沿到原点的距离（cm）。 前沿到原点的距离（cm）。
b
a
在确定的色谱条件下， 值应为一常数， 在确定的色谱条件下，Rf值应为一常数， 其值在0 1之间 利用Rf 之间。 Rf值的特征性可对各 其值在0 ~ 1之间。利用Rf值的特征性可对各 组分进行定性鉴定。实际分离中， 组分进行定性鉴定。实际分离中，各种物质 值应控制在0.05 0.85之间 之间， 的Rf值应控制在0.05 ~ 0.85之间，两物质的 Rf值差值应大于0.05才能分离 值差值应大于0.05才能分离。 Rf值差值应大于0.05才能分离。
影响分离的主要因素
• 固定相 • 载体 • 流动相
一、固定相 a.固定相：有机萃取剂，或者有机分子以化学键与 固定相：有机萃取剂， 固定相 硅胶表面的硅羟基反反应所形成的化学键合固定相。 硅胶表面的硅羟基反反应所形成的化学键合固定相。
b.固定相的萃取剂的条件： 固定相的萃取剂的条件： 固定相的萃取剂的条件 能被载体牢固吸附，在流动相中不溶解。 能被载体牢固吸附，在流动相中不溶解。
一、方法原理
薄层色谱固定相为吸附剂 例如硅胶、活性氧化铝、 （例如硅胶、活性氧化铝、纤 维素等）， ），一般将其均匀的涂 维素等），一般将其均匀的涂 在玻璃板上制成薄层板。 在玻璃板上制成薄层板。
薄层色谱分离装置图示
1.首先把试液点在薄 1.首先把试液点在薄 层的一端离边缘一定距离 处
2.晾干
3.把点有试液的薄层板 3.把点有试液的薄层板 浸入到作为展开剂的流 动相中（ 动相中（不要把试样点 浸入）， ），流动相装在加 浸入），流动相装在加 盖的层析缸中， 盖的层析缸中，并具有 一定饱和的流动相蒸气 压。
分离过程：
把含有待测组分的试液置于色谱柱上层， 把含有待测组分的试液置于色谱柱上层， 加入流动相， 加入流动相，被分离组分从柱顶随着流动 相逐渐向下移动的同时， 相逐渐向下移动的同时，它们不断的在两 相之间进行萃取和反萃取多次分配。 相之间进行萃取和反萃取多次分配。
快 速 柱 色 谱 柱 层 析 系 统
e.色谱柱的再生 色谱柱的再生 一般有两种分离方法： 一般有两种分离方法： 1、讲附有固定相的载体取出用有机溶剂洗 、 去萃取剂，加热干燥除去残留有机溶剂， 去萃取剂，加热干燥除去残留有机溶剂， 重新用固定相浸渍载体。 重新用固定相浸渍载体。 2、在柱顶部加入萃取剂的有机溶剂溶 、 缓慢流过色谱柱， 液，缓慢流过色谱柱，柱上浸渍补充载 体附着的固定相， 体附着的固定相，再用水洗去柱内的过 量有机相。 量有机相。
4.由于固定相吸附剂的毛细 管作用，流动相沿着固定 相薄层上升，遇到试样点， 试样溶于流动相并在流动 相和固定相之间进行吸附解吸-再吸附-再解吸的多次 分配过程。易被吸附的物 质移动慢些，较难吸附的 物质移动快些，由于试样 中各组分对吸附剂的亲和 力强弱不同而得以分离。
二、比移值
在平面色谱中，通常用比移值（Rf) 在平面色谱中，通常用比移值（Rf)衡 量各组分的分离情况。根据左图得到 量各组分的分离情况。
纸色谱实验方法
纸色谱原理
滤纸由纤维素组成，通常它可以吸附20 %的水 其中约6 %的水是 的水， 滤纸由纤维素组成，通常它可以吸附20 %的水，其中约6 %的水是 与纤维素结合成复合物，构成纸色谱的固定相。 与纤维素结合成复合物，构成纸色谱的固定相。而流动相为不与水相 溶的有机溶剂。这样的纸色谱法属于分配色谱。在纸色谱分离过程中， 溶的有机溶剂。这样的纸色谱法属于分配色谱。在纸色谱分离过程中， 由于滤纸纤维素的毛细管现象 毛细管现象， 由于滤纸纤维素的毛细管现象，使溶剂在纸上渗透展开 (development)，这样样品组分在两相中作反复多次分配达到分离。 (development)，这样样品组分在两相中作反复多次分配达到分离。
优点： 优点：
分离效率高，能将各种极性相似的物质进行分离。 分离效率高，能将各种极性相似的物质进行分离。
萃取色谱分离法
方法原理： 萃取色谱是将溶剂萃取与色谱分离技术相结合的 液相分配色谱，一般在柱上进行，为柱色谱。 液相分配色谱，一般在柱上进行，为柱色谱。 固定相： 固定相： 涂渍或吸留于多孔、 涂渍或吸留于多孔、疏水的惰性载体的有机萃取 剂 流动相： 流动相： 含有合适的无机化合物的水溶液
三.固定相
• 薄层色谱的固定相除铺在玻璃板上的吸附剂硅 活性氧化铝、纤维素、及聚酰胺外， 胶、活性氧化铝、纤维素、及聚酰胺外，还有 在惰性薄层上涂的固定液，进行吸附分配分离。 在惰性薄层上涂的固定液，进行吸附分配分离。 • 固定相的要求：1.有一定的比表面积、机械强 固定相的要求：1.有一定的比表面积、 有一定的比表面积 度和稳定性；2.在流动相中不溶解；3.具有可 度和稳定性；2.在流动相中不溶解；3.具有可 在流动相中不溶解 逆吸附能力。 逆吸附能力。 • 一些化合物的吸附能力大小顺序为： 一些化合物的吸附能力大小顺序为： 饱和烃<不饱和烃< 饱和烃<不饱和烃<醚<酯<醛<酮<胺<羟基 化合物< 化合物<酸和碱
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基本概念： 基本概念：
色谱分离法，简称色谱法也称层析法和色层法。 色谱分离法，简称色谱法也称层析法和色层法。
两相： 两相：
固定相和流动相 色谱法就是基于被分离物质在两相中分配系数的微小差别进 行分离，是一种多级分离技术。 行分离，是一种多级分离技术。
基本原理： 基本原理：
当固定相和流动相作相对移动时， 当固定相和流动相作相对移动时，被测物质在两相之间进 行反复多次的分配，使原来微小的差异进一步扩大， 行反复多次的分配，使原来微小的差异进一步扩大，从而 使各组分分离。 使各组分分离。
二、载体 a.固定相载体的要求： 固定相载体的要求： 固定相载体的要求 惰性、多孔和孔径分布均匀、 惰性、多孔和孔径分布均匀、比 表面大， 表面大，有良好的物理和化学稳 定性。 定性。 b.常用的载体材料： 常用的载体材料： 常用的载体材料 硅藻土、硅胶、 硅藻土、硅胶、聚四氟乙烯及聚 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 乙酸乙烯酯共聚物、 乙烯 乙酸乙烯酯共聚物、泡沫塑 活性炭纤维等。 料、活性炭纤维等。
c.洗涤 洗涤 用同样的流速和与试液相似的水溶 液洗涤柱床， 液洗涤柱床，以洗去柱内未被萃取 的其他成分。 的其他成分。 d.洗脱分离 洗脱分离 控制一定的温度和适合的流速， 控制一定的温度和适合的流速，用流 动相洗脱被分离组分。 动相洗脱被分离组分。根据分离组分 的性质选择最佳的流动相组成， 的性质选择最佳的流动相组成，使各 组分完全分离，多采用分步洗脱方法。 组分完全分离，多采用分步洗脱方法。
11.6 色谱分离法
一、色谱分离法的历史 二、基本概念 三、萃取色谱分离法 四、薄层色谱和纸色谱 五、色谱分离法的应用
第七小组制作
色谱分离法的历史
1901年，俄国植物学家茨维特将植物色素提取液加 年 到装有碳酸钙微粒的玻璃柱子上部， 到装有碳酸钙微粒的玻璃柱子上部，继而以石油醚淋 洗柱子， 洗柱子，结果使不同的色素在在柱中得到分离而形成 不同颜色的谱带。 不同颜色的谱带。混合色素通过碳酸钙微粒被分离成 不同色带的现象， 不同色带的现象，像一束光线通过棱镜时被分离成不 同色带的光谱现象一样。 同色带的光谱现象一样。 1906年在一篇论文中将这种方法正式命名为色谱法， 年在一篇论文中将这种方法正式命名为色谱法， 年在一篇论文中将这种方法正式命名为色谱法 色谱法由此得名。 色谱法由此得名。
色谱分配系数
在色谱分离时，溶质随着流动相向前迁移，在这个过程中，它既能进 入固定相，又能进入流动相，即在两相之间进行分配。分配系数定义为
对于确定的色谱体系，K值在低浓度和一定温度下是个常数，它的大小 取决于的溶质的溶解、吸附、离子交换等性质。
在色谱分离过程中，K值大的溶质，在固定相的停留时间长，移动速度 慢。两个化合物之间的K值相差越大，越容易分离。
纸色谱
纸色谱法（ 纸色谱法（Paper Chromatography, PC）是一类以滤纸 ） 为载体的色谱法。它具有简单、分离效能较高、 为载体的色谱法。它具有简单、分离效能较高、所需仪器 设备价廉、应用范围广泛等特点，因而在有机化学、 设备价廉、应用范围广泛等特点，因而在有机化学、分析 化学、生物化学等方面得到应用。 化学、生物化学等方面得到应用。
毛细管现象
薄层色谱
薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法， 薄层色谱法是应用非常广泛的色谱方法，这种色谱 方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层， 方法将固定相图布在金属或玻璃薄板上形成薄层，用 毛细管、 其他工具将样品点染于薄板一端， 毛细管、钢笔或者 其他工具将样品点染于薄板一端， 之后将点样端浸入流动相中， 之后将点样端浸入流动相中，依靠毛细作用令流动相 溶剂沿薄板上行展开样品。 溶剂沿薄板上行展开样品。薄层色谱法成本低廉操作 简单， 简单，被用于对样品的粗 测、对有机合成反应进程的 检测等用途。 检测等用途。
萃取色谱法多用于无机分析。 萃取色谱法多用于无机分析。
操作步骤：
a.用浸渍法制备固定相并平衡 用浸渍法制备固定相并平衡 将有机萃取剂溶于挥发性溶剂中， 将有机萃取剂溶于挥发性溶剂中，配成适当浓度 的溶液， 的溶液，将适当粒度的载体加入并搅拌或振荡一 段时间，让溶剂挥发，制得固定相。然后用5~10 段时间，让溶剂挥发，制得固定相。然后用 倍于载体体积的流动相流过色谱进行平衡。 倍于载体体积的流动相流过色谱进行平衡。 装柱要求：装填均匀、致密、无气泡。 装柱要求：装填均匀、致密、无气泡。 b.进样 进样 将试样液调至萃取所需的最佳条件， 将试样液调至萃取所需的最佳条件， 上柱，并控制一定流速流经色谱柱。 上柱，并控制一定流速流经色谱柱。
c.如何选择萃取剂？ 如何选择萃取剂？ 如何选择萃取剂 有机萃取剂种类很多，根据分离对象的不同进行选择。 有机萃取剂种类很多，根据分离对象的不同进行选择。 选择萃取剂的几个要点： 选择萃取剂的几个要点： 1、溶质在萃取剂中的溶解度要远远大于在原溶剂中 、 的溶解度。 的溶解度。 2、萃取剂不能与原溶液中的溶质、溶剂反应。 、萃取剂不能与原溶液中的溶质、溶剂反应。 3、萃取剂要与原溶剂密度不同。 、萃取剂要与原溶剂密度不同。 4、萃取剂要不与原溶剂互溶 、
色谱分离原理小结 ● 不同组分性质上的微小差别是色谱 分离的必要条件 ● 不同组分在两相中进行成千上万次 的质量交换（分配）是色谱分离的充分条件 为什么说色谱法是高效分离方法？ 沉淀、萃取单级分离相比，色谱是连 续多级分离过程。物质间的分离特性差异 在色谱过程被"放大"了，因此说色谱法是 高效分离方法。
原点
影响R 影响 f的主要因素 1.展开剂的pH：弱酸和弱碱的离解受pH影响， 1.展开剂的pH：弱酸和弱碱的离解受pH影响，离 展开剂的pH pH影响 解度越大，极性越强，越易分配在极性强的一相； 解度越大，极性越强，越易分配在极性强的一相； 2.温度 温度变化会引起分配系数变化， 温度： 2.温度：温度变化会引起分配系数变化，也可能 改变展开剂的组成； 改变展开剂的组成； 3.展开距离 在相同的条件下，展开距离大， 展开距离： 3.展开距离：在相同的条件下，展开距离大，Rf 值大； 值大； 4.层析缸的饱和程度 未饱和时，Rf值可能增大 层析缸的饱和程度： 值可能增大； 4.层析缸的饱和程度：未饱和时，Rf值可能增大； 5.共存物质 共存物质。 5.共存物质。