液相色譜吸附色譜

液相色譜吸附色譜第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)吸附色譜一、基本原理吸附色譜是根據(jù)所用的吸附劑對(duì)被分離物質(zhì)的吸附能力不同，在流動(dòng)相作用下，使各組分分離的色譜方法；其中固定相為吸附劑，一般為固體，所以又稱液固色譜。要求：固定相→吸附劑（硅膠或AL2O3）具有表面活性吸附中心

第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日在吸附色譜中

tR=tm（1＋K·Vs/Vm）

VR=Vm＋K·VS其中K是吸附平衡常數(shù)，Vs為固定相，即吸附劑的吸附表面積，也可以用吸附劑的量來表示。在吸附劑上存在著吸附平衡，即吸附解吸附；若組分的吸附能力強(qiáng)，則在吸附狀態(tài)時(shí)間長，解吸附狀態(tài)時(shí)間短，即tR’大，保留時(shí)間長，K(K’)大。第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日分離機(jī)制：吸附系數(shù)注：Ka與組分的性質(zhì)、吸附劑的活性、流動(dòng)相的性質(zhì)及溫度有關(guān)next吸附平衡Xm+nYa?Xa+nYm

第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日分離機(jī)制：注：Ka與組分的性質(zhì)、吸附劑的活性、流動(dòng)相的性質(zhì)及溫度有關(guān)分離機(jī)制：

各組分與流動(dòng)相分子爭奪吸附劑表面活性中心利用吸附劑對(duì)不同組分的吸附能力差異而實(shí)現(xiàn)分離吸附→解吸→再吸附→再解吸→無數(shù)次洗脫→分開

m.流動(dòng)相；a.吸附劑；Xm.流動(dòng)相中溶質(zhì)分子；Ym.流動(dòng)相分子；Xa.被吸附的溶質(zhì)分子第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日二、吸附等溫線

吸附等溫線可用來描述分配系數(shù)K（吸附平衡常數(shù)）隨組分濃度變化的規(guī)律。即在一定溫度下，組分在吸附劑上達(dá)到平衡時(shí)，用組分在固定相中的量（在固定相上被吸附著的濃度）對(duì)組分在流動(dòng)相中的濃度（未被吸附）作圖，即得吸附等溫線。第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日1、線性等溫線

K=tgα=CS/Cm

特點(diǎn)：組分的K為一常數(shù)，不隨組分的濃度而變化；雖然組分的前沿、中心、尾部濃度不等，但由于K與濃度無關(guān)，是常數(shù)，所以組分的分子以相同的速度遷移，得到完全對(duì)稱的峰；組分的保留時(shí)間，不隨樣品的濃度而變化。三種吸附等溫線

第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日2、凸型等溫線（Langmuir型等溫線）特點(diǎn)：K是濃度的函數(shù)，隨濃度而變化；當(dāng)組分濃度增大時(shí)，K減小，組分更多地分配于流動(dòng)相中；對(duì)于組分譜帶中，不同濃度區(qū)域的分子（前、中、后），因濃度不同，K不同；中心的濃度高，K小，遷移快；兩頭濃度低，K大，遷移慢，形成拖尾峰；造成譜帶不對(duì)稱，tR值偏移，譜帶展寬。第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日原因：吸附劑上常存在一些強(qiáng)烈的活性中心，當(dāng)組分在吸附劑上被吸附時(shí)，先占據(jù)活性能力最強(qiáng)的活性中心，然后占據(jù)次強(qiáng)的、弱的、最弱的，這樣，當(dāng)樣品量大時(shí)，少部分占據(jù)強(qiáng)吸附中心；其它的在弱吸附中心，則移動(dòng)快，K值小，所以隨濃度的增大，K減小，移動(dòng)快?？朔椒ǎ篴、減少上樣量，使之在線性容量內(nèi)（線性容量，即吸附等溫線為線性的區(qū)間所對(duì)應(yīng)的組分的濃度區(qū)間）。b、覆蓋強(qiáng)活性中心（用極性物質(zhì)），增大線性容量用某種物質(zhì)覆蓋強(qiáng)活性中心，減低其吸附能力的過程，叫減活。第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日3、凹型等溫線（反langmuir型等溫線）隨濃度大，K大；則濃度大的區(qū)域移動(dòng)慢，形成伸舌頭峰。原因：a、化學(xué)吸附b、相對(duì)于流動(dòng)相超載，即當(dāng)樣品量過大時(shí)，局部濃度過高，流動(dòng)相對(duì)其溶液能力有限，只能洗脫少量，所以濃度低處移動(dòng)快?？朔簻p少上樣量。第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（一）吸附劑的類型1、極性吸附劑吸附劑表面是極性的，選擇性吸附極性大的化合物。極性強(qiáng)，則保留能力強(qiáng)。2、非極性吸附劑吸附力主要靠色散力，即大分子量的化合物、易極化的化合物。三、常用吸附劑—

多孔、微粒狀物質(zhì)第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（二）吸附劑的吸附能力（活性）1、影響吸附劑吸附能力的因素：吸附劑的表面積吸附劑表面的化學(xué)組成及表面原子或基團(tuán)的幾何排列含水量（對(duì)極性吸附劑來講）含水量越多，則吸附能力越弱第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日2、吸附能力的定量指標(biāo)——活度活度：使吸附劑的活性標(biāo)準(zhǔn)化，它反映了吸附劑的活性與含水量的關(guān)系。方法：Brockman法樣品：六種標(biāo)準(zhǔn)染料（0.04％w/v）10ml（石油醚溶解）色譜柱：干法裝柱，柱長5cm將樣品上柱，用20ml洗脫劑（石油醚—苯=4:1）洗脫，用染料在柱上位置來確定吸附劑的活度。第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日3、活度級(jí)別

I級(jí)→V級(jí)含水量→增大吸附能力→降低活性→下降第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日4、活化將吸附劑加熱，去除其吸附的水的過程。5、減活加入減活劑，降低吸附劑活性第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（三）常用吸附劑—硅膠、氧化鋁

1、硅膠（SiO2·xH2O）

結(jié)構(gòu)：內(nèi)部——硅氧交聯(lián)結(jié)構(gòu)→多孔結(jié)構(gòu)表面——有硅醇基→氫鍵作用→吸附活性中心

Ⅰ游離羥基Ⅱ鍵合羥基Ⅲ硅醚結(jié)構(gòu)（非極性，對(duì)極性化合物不保留）第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日特性：

1）與極性物質(zhì)或不飽和化合物形成氫鍵物質(zhì)極性↑，吸附能力↑→強(qiáng)極性吸附中心，不易洗脫

2）吸水→失活→105～110OC烘干30分鐘(可逆失水)→吸附力最大→500OC烘干(不可逆失水)→活性喪失，無吸附力適用：

分析酸性或中性物質(zhì)

第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日

含水量%

硅膠的活性

0I級(jí)

5II級(jí)

15III級(jí)

25IV級(jí)

38V

級(jí)

第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日續(xù)前2、氧化鋁：分離親脂性成分活化：400℃，6h→Ⅰ～Ⅱ級(jí)加入相應(yīng)的水→Ⅲ～Ⅳ級(jí)堿性氧化鋁pH9～10適于分析堿性、中性物質(zhì)中性氧化鋁pH～7.5適于分析酸性堿性和中性物質(zhì)酸性氧化鋁pH4～5適于分析酸性、中性物質(zhì)第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日

含水量%

氧化鋁的活性

0I級(jí)

3II級(jí)

6III級(jí)

10IV級(jí)

15V級(jí)

第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（四）極性吸附劑對(duì)化合物的選擇性1、極性吸附劑選擇性吸附極性大的化合物2、化合物的極性大小，由化合物的官能團(tuán)決定常見官能團(tuán)的極性大?。和椋枷济眩枷趸衔铮迹ǘ装罚荃ヮ悺芡苋剂虼迹及奉悾减０罚即迹挤樱剪人崤袛嗷衔飿O性大小時(shí)：基團(tuán)母核相同時(shí)，則分子中基團(tuán)的極性大，整個(gè)分子的極性大；極性基團(tuán)多，極性大分子中雙鍵多，吸附力強(qiáng)；共軛雙鍵多，吸附力強(qiáng)取代基的空間排列：同一母核中，羥基處于能形成分子內(nèi)氫鍵的位置，則吸附力弱于不能形成分子內(nèi)氫鍵的位置。3、非極性吸附劑給出相反順序。第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日四、洗脫劑（流動(dòng)相、溶劑）（一）洗脫劑的洗脫強(qiáng)度（對(duì)組分K值的影響）（二）洗脫劑的選擇性第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（一）洗脫劑（流動(dòng)相）對(duì)組分K值的影響1、在固定相上與組分分子的競爭作用溶劑極性強(qiáng)→洗脫能力強(qiáng)→溶劑強(qiáng)度（ε0）大洗脫劑極性強(qiáng)，易被吸附劑所吸附，即易將組分分子從吸附劑上置換下來，即洗脫能力強(qiáng)，稱之為強(qiáng)洗脫劑或溶劑強(qiáng)度大。2、流動(dòng)相對(duì)組分的溶解能力對(duì)組分溶解度大→洗脫能力強(qiáng)→溶劑強(qiáng)度（ε0）大吸附劑對(duì)組分的吸附能力一定時(shí)，則流動(dòng)相對(duì)組分的溶解能力越強(qiáng)，組分溶解在流動(dòng)相中越多，組分的K值越小，移動(dòng)越快。第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日3、各種溶劑的極性順序（即強(qiáng)度順序）根據(jù)溶劑的極性判斷（如前）根據(jù)文獻(xiàn)中ε0值比較實(shí)驗(yàn)確定4、混合溶劑的強(qiáng)度。P’=ΦaPa+ΦbPb其中Φ為體積分?jǐn)?shù)；P為極性參數(shù)第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（二）洗脫劑（流動(dòng)相）的選擇性1、溶劑與組分分子之間的作用力色散作用、偶極作用、氫鍵作用、介電作用2、溶劑的分類以上四種作用力中，主要考慮偶極、氫鍵作用力，按它們的大小，把常用的溶劑分類

第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日常用溶劑分類組別溶劑名稱I脂肪族醚、三烷基胺II脂肪醇III吡啶衍生物、THF、酰胺（除甲酰胺外）、乙二醇醚、亞砜IV乙二醇、苯甲醇、甲酰胺、乙酸VCH2Cl2、二氯乙烷VI酮、酯、腈、聚酯VII鹵代芳?xì)?、芳?xì)?、芳香醚、硝基化合物VIII水、氯仿、間甲苯酚、氟烷醇第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日3、溶劑選擇性處于同一組的溶劑，在色譜分離中具有相似的選擇性；在分組三角形中相差較遠(yuǎn)的組中的溶劑，其選擇性相差較大：Ⅰ組：良好的質(zhì)子受體（醚、胺等），優(yōu)先與含羥基化合物（如酚、羧酸等）作用；Ⅱ組：既可作為質(zhì)子受體，又可作為質(zhì)子給體；Ⅷ組：良好的質(zhì)子給體溶劑（H2O、CHCl3等），與堿性樣品優(yōu)先作用。Ⅴ—Ⅶ組（硝基化合物、腈、胺等）：與偶極矩大的組分之間的作用力大。4、改善選擇性根據(jù)組分的性質(zhì)，選擇合適的溶劑。利用多元溶劑，既可調(diào)節(jié)K值，又可調(diào)節(jié)選擇性。第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日3、溶劑選擇性處于同一組的溶劑，在色譜分離中具有相似的選擇性；4、改善選擇性根據(jù)組分的性質(zhì)，選擇合適的溶劑。利用多元溶劑，既可調(diào)節(jié)K值，又可調(diào)節(jié)選擇性。第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日吸附劑、被分離物質(zhì)、流動(dòng)相的選擇原則第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日五、吸附色譜分離體系的系統(tǒng)選擇

（一）選擇固定相（吸附劑）（二）洗脫劑的選擇（流動(dòng)相的選擇）第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（一）選擇固定相（吸附劑）1、固定相的吸附能力：極性固定相：組分分子極性官能團(tuán)多，則吸附作用強(qiáng)?！蛛x極性組分非極性固定相：分離非極性組分3、固定相的預(yù)處理活度級(jí)別、活化、減活

第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（二）洗脫劑的選擇（流動(dòng)相的選擇）選擇流動(dòng)相時(shí)，需同時(shí)對(duì)固定相、流動(dòng)相及組分的性質(zhì)全面考慮。1、對(duì)溶劑的要求:穩(wěn)定、粘度低、能溶解樣品，浸潤固定相、高純度、揮發(fā)性好、安全價(jià)廉2、一般步驟根據(jù)固定相和組分的性質(zhì)，選擇一合適強(qiáng)度的溶劑，使K’值在2～5范圍內(nèi)，即選用不同溶劑調(diào)節(jié)K’=2～5。若在一定n下，不能很好分離，則需改善系統(tǒng)的選擇性，此時(shí)可根據(jù)組分的性質(zhì)，選用二元溶劑系統(tǒng)來改善選擇性，同時(shí)保持一定的溶劑強(qiáng)度，即使K’在2～5?？赏ㄟ^實(shí)驗(yàn)選擇不同組別的溶劑來篩選。若二元溶劑仍不湊效，可試用三元溶劑。第三十四頁，共