第8章液固-液液色谱法概述.ppt

第八章 高效液相色谱法 液－固吸附色谱 液－液分配色谱 主要内容 一、液－固吸附色谱法 1、液－固吸附色谱法的定义 液－固吸附色谱是最早出现的，也是最基本的一种柱色谱类型。 2、液－固吸附色谱法的固定相 优良的固定相填料应具备以下特性： 表面具有极性活性基团即吸附位点；形状适宜，最好成微米级微球形，且粒径分布均匀；多孔性且比表面积大，载样量大；化学性质稳定；机械强度高；价格合理 。 在吸附色谱中，最常用的吸附剂是硅胶，其次是氧化铝，此外还有高分子多孔微球（有机胶）、分子筛及聚酰胺等。 固定相按极性大小分类如下： 硅胶的性质 硅胶表面主要存在着硅羟基（Silanol，或称硅醇基）和暴露于表面的Si－O－Si键，另外还有一些硅醇基可能与水以氢键键合。硅羟基的表面浓度在液－固吸附色谱中很重要，因为人们通常认为硅羟基是强吸附位点，而Si－O－Si则是疏水性的。 硅胶表面的活性作用点 硅胶按结构类型分类如下： （1）无定形全多孔硅胶 无定形全多孔的填料容易制备、价格低、粒径一般为5 μm～10 μm，粒度分布较均匀，理论塔板数可达50000 /m，比表面积约300 m2/g，载样量大，但涡流扩散大，渗透性差，比较难填装出稳定的柱床，一般用来做制备柱。 （2）球形全多孔硅胶 球形全多孔填料外形为球形，常用粒径为3 μm～5 μm，下图为中国科学院兰州化学物理研究所生产的高纯度多孔球形硅胶电镜照。 （2）球形全多孔硅胶 球形全多孔填料具有涡流扩散小，渗透性好的优点；如果是硅胶先做成珠子再堆积而成的话，即堆积硅珠，则具有传质阻抗小、载样量大的优点，柱效也更高。球形填料外形对称，比较容易填装出稳定的柱床，是化学键合相的理想载体。 氧化铝 氧化铝与硅胶相似，但对水溶液、酸性或碱性水溶液更加不稳定，所以，极少用作键合固定相的基质。 氧化铝适宜分离溶于有机溶剂的极性、弱极性的非强离解型的化合物，尤其适合于分离芳香族化合物。 当样品为碱性化合物时，用硅胶分离会造成严重吸附，此时可选用氧化铝进行分离，但酸性易离解的化合物容易在氧化铝上形成死吸附。 氧化铝分离几何异构体能力优于硅胶。 3、液－固吸附色谱法的保留机理 两种模型 在吸附色谱体系中，溶剂分子和溶质分子均能被吸附于吸附剂的活性位点上，当流动相流过固定相时，样品组分分子与流动相分子竞争吸附剂表面吸附中心，同时，样品中不同组分分子也在竞争吸附中心。 一是由Snyder和Soczewinski提出的竞争模式（competition model）。 二是由Scott和Kucera提出的溶剂作用模式（solvent initeraction model）——“双层吸附模型” 。 竞争模式 竞争模式认为在被溶剂平衡的色谱柱中，弱极性或中等极性的溶剂分子先被吸附剂吸附，覆盖于吸附剂表面形成单分子层，当溶质分子进入色谱体系后，便竞争置换（或顶替）溶剂分子而形成吸附。 双层吸附模型 双层吸附模型假定吸附剂表面先被流动相中极性较强的组分以双层溶剂分子的形式所完全覆盖，双层的结构及形成的程度取决于流动相中极性溶剂的浓度，溶质通过柱子时与双层溶剂的第二层发生取代或缔合而使溶质保留。 组分分子中的极性官能团与固定相表面上活性作用点（如硅羟基）之间的相互作用强弱决定了它的竞争能力，即保留程度的大小，这种极性相互作用的强弱归纳如下表所示。 硅胶上各类化合物或官能团吸附强弱的分类 一般保留规律 F化物＜Cl化物＜Br化物＜I化物； 顺式几何异构体比反式几何异构体保留值大； 官能团之间的分子内氢键将使保留值减小； 极性基团旁边有庞大烷基存在时，保留值减小； 环己烷衍生物和甾体化合物的中位取代基比轴端取代基有更强的保留。 4、液－固吸附色谱法的流动相 液－固吸附色谱中使用的流动相为各种有机溶剂，主要为非极性的烃类（如己烷、庚烷），某些有机溶剂（如二氟甲烷、甲醇、三乙胺等）作为缓和剂加入其中以调节流动相的溶剂强度、极性及pH值，即进行所谓正相色谱。流动相溶剂极性越大，洗脱能力越强，溶质保留越小；流动相溶剂极性越小，洗脱能力越弱，溶质保留越大。 （1）混合溶剂 液固色谱中广泛使用混合溶剂（二元、三元体系等），这是因为虽然不同的纯溶剂有不同的溶剂强度。但他们不一定是进行液－固吸附色谱的最佳溶剂强度，我们可以利用不同组成的混合溶剂获得任意需要的溶剂强度。 （2）水的影响 硅胶及氧化铝为良好的干燥剂。水的含量对该类吸附剂的活度有很大的影响，即使有极微量的水吸附在其表面上，也会使吸附剂活性大大降低。 5、液－固吸附色谱的应用 随着HPLC技术的发展，虽然原来许多使用液－固吸附色谱模式的分离分析被更方便、稳定的化学键合相所代替，但在以下几个方面仍有其独特的意义。 （1）