发布时间 : 星期二 文章有机化学实验讲义(1) - 图文更新完毕开始阅读2d0a36740912a216147929bd
便一次刮成。
[2]点样用的毛细管必须专用，不得弄混。点样时，使毛细管液面刚好接触到薄层即可，切勿点样过重而使薄层破坏。
[思考题]
(1)完成下列填空，每个空选择下面列出的一个词汇，每个词汇只能使用一次。
在 色谱中，样品的分离是基于 偶极和 偶极之间的相互作用和 。最普遍使用的 相是
和 ，后者比前者具有较高的 。高极性的化合物可以用 的溶剂和活性 的吸附剂有效地加以分离。使 相沿薄板流动的方法称为 。溶剂移动的距离与样品移动距离的 被用来计算Rf值。通常样品的极性越高，Rf值 。 和 是常用
的显色剂。TLC常用来 样品中的组分，而 TLC则用 来
样品中的组分。
吸附，吸附性，氧化铝，分析，展开，极性，荧光剂，H键，高，低，较低，分离，流动相，制备，硅胶，数目，分析，比例，固定相，纤维素，离子，偶极。
(2)在一定的操作条件下为什么可利用Rf值来鉴定化合物？ (3)在混合物薄层色谱中，如何判定各组分在薄层上的位置？ (4)展开剂的高度若超过了点样线，对薄层色谱有何影响？
(5)在硅胶G板上用三种不同的混合溶剂进行生物碱的TLC分析。溶剂1：氯仿／丙酮／二乙胺(5：4：1)；溶剂2：氯仿／二乙胺(9：1)；溶剂3：环己烷／氯仿／二乙胺(5：4：1)。不同生物碱的Rf值如下表所示。
如果你在刑警侦察实验室工作，针对下述三种情况，如何选择溶剂。 (a)刑警收缴的样品包含在走私的药品中，怀疑其中含有吗啡、可卡因和乌头碱？
(b)可卡因和利血平的混合物？ (c)一种含马钱子碱和利血平的毒品？
生物碱
溶剂1
溶剂2
溶剂3
吗啡 奎宁 可待因 可卡因 马钱子碱 乌头碱 利血平
0.10 0.19 0.38 0.73 0.53 0.68 0.72
0.08 0.26 0.53 0.90 0.76 0.90 0.80
0.00 0.07 0.16 0.65 0.28 0.35 0.20
(6)用TLC分析跟踪不同时间化学反应(A+BC)的进程，反应混合
物在0时间，15 min和30 min时取样展开后的情况如下图所示。
纯样品A和B(在相同条件下)的Rf值分别为0.2和0.8。 (a)计算所有点的Rf值。
(b)鉴定每个点，并对TLC分析的结果加以解释。 (c)在制备C时，哪种原料是限制试剂？并简述理由。 2.8.2柱色谱
柱色谱法又称柱上层析法，简称柱层析。它是提纯少量物质的有效方法。常见的有吸附色谱、分配色谱和离子交换色谱。吸附色谱常用氧化铝和硅胶为吸附剂，填装在柱中的吸附剂将混合物中各组分先从溶液中吸附到其表面上，而后用溶剂洗脱。溶剂流经吸附剂时发生无数次吸附和脱附的过程，由于各组分被吸附的程度不同，吸附强的组分移动得慢留在柱的上端，吸附弱的组分移动得快在柱的下端，从而达到分离的目的。分配色谱与液一液连续萃取法相似，它是利用混合物中各组分在两种互不相溶的液相间的分配系数不同而进行分离，常以硅
胶、硅藻土和纤维素作为载体，以吸附的液体作为固定相。离子交换色谱是基于溶液中的离子与离子交换树脂表面的离子之间的相互作用，使有机酸、碱或盐类得到分离。
1．吸附剂
常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙和活性炭等。吸附剂一般要经过纯化和活性处理，颗粒大小应当均匀。对吸附剂来说粒子小、表面积大，吸附能力就高，但是颗粒小时，溶剂的流速就太慢，因此应根据实际分离需要而定。通常使用的吸附剂颗粒大小以100~150目为宜。供柱色谱使用的氧化铝有酸性、中性和碱性3种。酸性氧化铝是用1%盐酸浸泡后，用蒸馏水洗至氧化铝的悬浮液pH为4，适用于分离有机酸类化合物；中性氧化铝pH约为7.5，适用于 醛、酮、醌及酯类化合物的分离；碱性氧化铝pH约为10，适用于胺、生物碱类碱性化合物及烃类化合物的分离。
吸附剂的活性取决于含水量的多少，最活泼的吸附剂含最少量的水。氧化铝的活性分为I～V五级，工级的吸附作用太强，分离速度太慢，V级的吸附作用太弱，分离效果不好。所以一般常采用Ⅱ或Ⅲ级。多数吸附剂都容易吸水，使其活性降低，在使用时一般需经加热活化。吸附剂的活性与含水量的关系，见表2.5。
表2.5 吸附剂活性和含水量的关系
活性等级 氧化铝加水量/% 硅胶加水量/%
I 0 0
II 3 5
III 6 15
IV 10 25
V 15 38
2．溶质的结构与吸附能力的关系
化合物的吸附性与它们的极性成正比，化合物分子中含有极性较大的基团时，吸附性也较强，氧化铝对各种化合物的吸附性按以下次序递减：
酸和碱>醇、胺、硫醇>酯、醛、酮>芳香族化合物>卤代物、醚-烯>饱和烃 非极性物质与吸附剂之间的作用主要依靠诱导力，作用力较弱。极性物质与氧化铝作用类型有偶极一偶极作用、氢键配位作用及盐的形成等几种。作用力的强度按下列次序递降：
盐的形成>配位作用>氢键作用力>偶极一偶极作用>诱导力 3.溶解样品溶剂的选择
样品溶剂的选择也是重要的一环，通常根据被分离化合物中各种成分的极性、溶解度和吸附剂活性等来考虑：①溶剂要求较纯，否则会影响样品的吸附和洗脱。②溶剂和氧化铝不能起化学反应。③溶剂的极性应比样品极性小一些，否则样品不易被氧化铝吸附。④样品在溶剂中的溶解度不能太大，否则影响吸附；也不能太小，如太小，溶液的体积增加，易使色谱分散。常用的溶剂有石油醚、甲苯、乙醇、乙醚、氯仿等，沸点不宜过高，一般在40～80℃之间。有时也可用混合溶剂。如有的成分含有较多的极性基团，在极性较小的溶剂中溶解度太小时，可先选用极性较大的氯仿溶解，而后加入一定量的甲苯，这样既降低了溶液的极性，又减少了溶液的体积。
4．洗脱剂
样品吸附在氧化铝柱上后，用合适的溶剂进行洗脱，这种溶剂称为洗脱剂。洗脱剂的选择通常是先用薄层色谱法进行探索，这样只需花较少的时间就能完成对溶剂的选择试验，然后将薄层色谱法找到的最佳溶剂或混合溶剂用于柱色谱。
层析的展开首先使用非极性溶剂，用来洗脱出极性较小的组分。然后用极性稍大的溶剂将极性较大的化合物洗脱下来。通常使用混合溶剂，在非极性溶剂中加入不同比例的极性溶剂，这样使极性不会剧烈增加，防止柱上“色带”很快洗脱下来。常用溶剂和混合溶剂的洗脱力见表2.8.7。
表2.6 溶剂、混合溶剂的极性和洗脱力
石油醚（已烷，戊烷） 环已烷 甲苯 二氯甲烷 氯仿
环已烷-乙酸乙酯（8：20） 二氯甲烷-乙醚（80：20） 二氯甲烷-乙醚（60：40） 环已烷-乙酸乙酯（20：80） 乙醚
乙醚-甲醇（99：1） 乙酸乙酯
极 性 和 洗 脱 力