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（R f ）与相对比移值（R r ）

0f L L R = (s )

(i )(s ) f (i ) f r L L R R R == 2.R f 与分配系数（K ）和保留因子（k ）的关系

m

s f 11V /KV R += f 11R k =+ 3.面效参数：理论塔板数（n ）与塔板高度（H ）

2)(16W L n = n

L H 0= 4.分离参数：分离度（R ）与分离数（SN ）

)(2)()(2212112W W d W W L L R +=+-=

1)()(12

10210-+=W W L 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 R f 顺序 吸附薄层色谱

吸附 硅胶 有机溶剂 极性小的R f 值大 正相薄层色谱

分配 硅胶 水 有机溶剂 极性小的R f 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R f 值小 纸色谱 分配 滤纸 水 水-有机溶剂 极性小的R f 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R f值，从而达到良好的分离。

（四）分析方法

1.定性分析

（1）比移值R f定性：与对照品的R f值比较定性，但重现性差。

（2）相对比移值R r定性：与文献R r值或对照品的R r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R f值次序，并说明理由。

N N

N

N

OCH3

偶氮苯对甲氧基偶氮苯

N N H O N N

N N H O

苏丹黄 苏丹红 N N NH 2N N OH

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，R f 越小；组分的极性越小，R f 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R f 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R f 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R f 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1f R >2f R ，

W 1≈W 2，试证明2f )-R 成立。