薄层色谱与柱层析共48页
实验六：薄层层析与柱层析
实验六薄层层析与柱层析实验目的1. 了解偶氮苯的光学异构反应，加深对光化学反应的理解。
2. 掌握薄层层析的基本操作，薄层层析分离顺、反式偶氮苯。
3. 了解柱层析分离有机化合物的原理，初步掌握层析柱装填和洗脱的操作方法4. 采用柱层析分离反式偶氮苯与靛红的混合物实验原理偶氮苯是最简单的芳香偶氮化合物，众多偶氮染料的母体结构。
含有两个苯基分别与偶氮基-N=N~两端相连的结构。
偶氮苯有毒，易燃。
偶氮苯有顺（Z） -反（巳-异构体。
反式为橙红色棱形晶体，蒸气为深红色，溶于乙醇、乙醚、醋酸和水。
反式的热力学性质稳定。
当溶于乙醇的偶氮苯用一定强度的紫外光照射时，顺式的比例逐渐增大，直至达到平衡，形成顺反异构体的混合物。
偶氮苯的光致异构是很多偶氮类功能材料光响应的基础。
顺式为橙红色片状晶体，不稳定，在加热或可见光照射下能够变成反式。
色谱方法是通过在固定相和流动相间分配的不同而将物质分离开。
待分离混合物各组分在固定相上的吸附强度不同，与流动相一起移动的速度也不同，因此被分离开。
剂在毛细管作用下能够沿着色谱板向上移动。
由于混合物中各组分对吸附剂（固定相）的吸附能力不同，当展开剂（流动相）流经吸附剂时发生无数次吸附解附过程，吸附力弱的组分随流动相迅速向前移动，吸附力强的组分滞留在后，由于薄层色谱属于固-液吸附色谱。
薄层色谱板中的固定相中的微孔结构使得溶各组分具有不同的移动速度，最终在固定相薄层析上分离。
TLC除了用于分离外，还可以通过与已知结构的的化合物比对，鉴定少量有机混合物的组成，它也是柱色谱寻求最佳展开剂的手段。
上图中红色化合物的R f等于竖直红线的长度除以竖直蓝线的长度。
柱层析也属于固-液吸附色谱。
在一根玻璃“分离柱”中进行。
管中装上适当的粉末作为国定相。
待分离或纯化物质的溶液（流动相）在重力作用下流经吸附剂时，不同物质对溶剂和吸附剂的亲和力不同，因而被吸附的程度不同，从而以不同速度流动，使化合物得以分离。
薄层色谱和柱色谱（可编辑）
薄层色谱和柱色谱薄层色谱和柱色谱色谱法是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法,有着极其广泛的用途。
色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能即分配的不同,或其它亲和作用性能的差异,使混合物的溶液流经该物质时进行反复的吸附或分配等作用,从而将各组分分开。
流动的混合物溶液称为流动相;固定的物质称为固定相可以是固体或液体。
根据组分在固定相中的作用原理不同,可分为吸附色谱、分配色谱等。
吸附色谱常用氧化铝和硅胶作固定相;分配色谱中以硅胶、硅藻土和纤维素作为支持剂,以吸收较大量的液体作固定相,而支持剂本身不起分离作用。
根据操作条件不同,可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、气相色谱及高效液相色谱等类型。
一、薄层色谱薄层色谱Thin Layer Chromatography, TLC属于固-液吸附色谱,是一种微量的分离分析方法,具有设备简单、速度快、分离效果好、灵敏度高以及能使用腐蚀性显色剂等优点。
适用于小量样品几到几十微克,甚至0.01μg的分离。
同时薄层色谱是一种非常有用的跟踪反应的手段,在进行化学反应时,常利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。
也常用作柱色谱的先导,可用于柱色谱分离中展开剂的选择,也可监视柱色谱分离状况和效果。
最常用的薄层色谱属于液-固吸附色谱,把吸附剂如氧化铝、硅胶和粘合剂如煅石膏CaSO4?H2O、羧甲基纤维素钠等均匀地铺在一块玻璃板上形成薄层,将分离样品滴加在薄层的一端,当利用毛细作用使流动相沿着吸附剂薄层固定相移动时,吸附剂借各种分子间力包括范德华力和氢键作用于混合物中各组分,各组分以不同的作用强度被吸附。
被分离组分在固定相与流动相之间进行分配或吸附,经过反复无数次的分配平衡或吸附平衡,不同组分的极性化合物就会在薄层板上移动不同的距离。
极性强的化合物会“粘”在极性的吸附剂上,在薄板上移动的距离比较短。
而非极性的物质在薄层板上移动较大的距离。
化合物移动的距离大小用Rf值表达,是介于01之间的数值,它的定义为:如图1所示,d为点样点到溶剂前沿的距离,d1为点样点到斑点1的距离,d2为点样点到斑点2的距离。
薄层层析与柱层析
薄层层析的步骤：
点板 TLC的展开 选择展开溶剂 显示
Rf =B/A
薄层层析在有机化学中的应用
•证实两个化合物相等 •测定混合物中组分的数目 •决定适用于柱层析分离用的溶剂 •监控柱层析分离 •检查通过柱层析、结晶或萃取所达到的分 离效果 •监控一个反应的进程
各类化合物的极性
饱和烃
烯烃ห้องสมุดไป่ตู้
芳烃，卤代
物
极
硫化物
性 加
醚类
大
硝基化合物
醛、酮、酯
醇、胺
亚砜
酰胺
石油醚 环己烷 四氯化碳 苯 CH2Cl2 CHCl3 Ether Eactheytal te 吡啶 丙酮 乙醇 甲醇 水 乙酸
常用洗脱溶剂
极 性 加 大
显示法
碘 （除了饱和烃和卤代烃外） 紫外灯 硝酸银稀溶液（卤代烃） 硫酸 2，4-二硝基苯肼（醛和酮） 三氧化铬、重铬酸钾和高锰酸钾（易氧化） 对二甲氨基苯甲醛（胺类） 茚三酮（氨基酸）
实验二十五、柱层析、薄层色谱
实验二十五、柱层析、薄层色谱一、实验目的1、了解色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应用。
2、掌握柱层析、薄层层析的操作技术。
二、实验原理色谱法（Chromatography ）亦称色层法、层析法等。
色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一。
色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（分配）的不同，或其亲和性的差异，使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用，从而使各组分分离。
色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几方面:1、分离混合物 一些结构类似、理化性质也相似的化合物组成的混合物，一般应用化学方法分离很困难，但应用色谱法分离，有时可得到满意的结果。
2、精制提纯化合物 有机化合物中含有少量结构类似的杂质，不易除去，可利用色谱法分离以除去杂质，得到纯品。
3、鉴定化合物 在条件完全一致的情况，纯碎的化合物在薄层色谱或纸色谱中都呈现一定的移 动距离，称比移值（Rf 值），所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或确定两种性质相似的化合物是否为同一物质。
但影响比移值的因素很多，如薄层的厚度，吸附剂颗粒的大小，酸碱性，活性等级，外界温度和展开剂纯度、组成、挥发性等。
所以，要获得重现的比移值就比较困难。
为此，在测定某一试样时，最好用已知样品进行对照。
距离溶剂前沿至原点中心的点中心的距离溶质最高浓度中心至原=f R4、观察一些化学反应是否完成，可以利用薄层色谱或纸色谱观察原料色点的逐步消失，以证明反应完成与否。
吸附色谱主要是以氧化铝、硅胶等为吸附剂，将一些物质自溶液中吸附到它的表面上，而后用溶剂洗脱或展开，利用不同化合物受到吸附剂的不同吸附作用，和它们在溶剂中不同的溶解度，也就是利用不同化合物在吸附剂上和溶液之间分布情况的不同而得到分离。
吸附色谱分离可采用柱色谱和薄层色谱两种方式。
柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两种。
吸附色谱常用氧化铝和硅胶为吸附剂。
分配色谱以硅胶、硅藻土和纤维素为支持剂，以吸收较大量的液体作为固定相。
柱 层 析、薄 层 层 析
柱色谱、薄层色谱一、实验目的1、了解色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应用。
2、掌握柱层析、薄层层析的操作技术。
二、实验原理色谱法（Chromatography）亦称色层法、层析法等。
色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一。
色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（分配）的不同，或其亲和性的差异，使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用，从而使各组分分离。
色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几方面:1、分离混合物一些结构类似、理化性质也相似的化合物组成的混合物，一般应用化学方法分离很困难，但应用色谱法分离，有时可得到满意的结果。
2、精制提纯化合物有机化合物中含有少量结构类似的杂质，不易除去，可利用色谱法分离以除去杂质，得到纯品。
3、鉴定化合物在条件完全一致的情况，纯粹的化合物在薄层色谱或纸色谱中都呈现一定的移动距离，称比移值（Rf值），所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或确定两种性质相似的化合物是否为同一物质。
但影响比移值的因素很多，如薄层的厚度，吸附剂颗粒的大小，酸碱性，活性等级，外界温度和展开剂纯度、组成、挥发性等。
所以，要获得重现的比移值就比较困难。
为此，在测定某一试样时，最好用已知样品进行对照。
4、观察一些化学反应是否完成，可以利用薄层色谱或纸色谱观察原料色点的逐步消失，以证明反应完成与否。
吸附色谱主要是以氧化铝、硅胶等为吸附剂，将一些物质自溶液中吸附到它的表面上，而后用溶剂洗脱或展开，利用不同化合物受到吸附剂的不同吸附作用，和它们在溶剂中不同的溶解度，也就是利用不同化合物在吸附剂上和溶液之间分布情况的不同而得到分离。
吸附色谱分离可采用柱色谱和薄层色谱两种方式。
柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两种。
吸附色谱常用氧化铝和硅胶为吸附剂。
分配色谱以硅胶、硅藻土和纤维素为支持剂，以吸收较大量的液体作为固定相。
柱色谱常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、氧化镁、碳酸钙和活性炭等。
薄层层析、柱层析
⑵ 流动相选择 色谱分离使用的流动相又称展开剂 。 展开剂对于选定了固定相的色谱分离有重 要的影响。
在色谱分离过程中混合物中各组分在吸附剂 和展开剂之间发生吸附-溶解分配，强极性展 开剂对极性大的有机物溶解的多，弱极性或 非极性展开剂对极性小的有机物溶解的多， 随展开剂的流过不同极性的有机物以不同的 次序形成分离带。 在氧化铝柱中，选择适当极性的展开剂能使 各种有机物按先弱后强的极性顺序形成分离 带，流出色谱柱。
柱色谱装置图
【柱色谱操作步骤】
1、装柱 用镊子取少许脱脂棉放于干净的色谱柱底部， 轻轻塞紧，关闭活塞，通过一干燥的玻璃漏 斗向柱中慢慢加入色谱柱用中性氧化铝10g， 并用橡皮塞轻轻敲打色谱柱下部，使填装紧 密，在上面加一片小圆滤纸或脱脂棉使表面 水平。用滴管沿管壁加入酒精，使酒精顺柱 体向下展开，打开活塞，控制流出速度为1滴 /秒。
以上划分无严格界限有些名称相互交叉如亲和层析应属于一种特殊的吸附层析纸层析是一种分配层析柱层析可做各种层吸附色谱主要是以氧化铝硅胶等为吸附剂将一些物质自溶液中吸附到它的表面上而后用溶剂洗脱或展开利用不同化合物受到吸附剂的不同吸附作用和它们在溶剂中不同的溶解度也就是利用不同化合物在吸附剂上和溶液之间分布情况的不同而得到分离
⑶相对移动值 从点样原点开始到展开后的溶剂 前沿，是溶剂的移动距离，记为l0，混合物中各 组分的移动距离分别记为l1，l2，l3 …（移动值 示意图）。
在不同的展开条件下，各 化合物的移动距离不会相 同，而在同一条件下，相 对于展开剂的移动距离， 各化合物有可比较的展开 数据，称为相对移动值， 或比移值： Rf=l1/l0 在相同条件下测得的比移 值可以作为化合物的薄层 色谱特征值进行比较对照。
3.薄层色谱应用
薄层色谱和柱层析
2-薄层色谱中，组分的移动情况常用比移值Rf来表示：
Rf = 原点至组分点中心的距离/原点至流动相前沿的距离
也有用“高比移值”表示： hRf = Rf × 100 和“相对比移值”表示，即相对于某一物质X的Rf值，用 Rx表示： Rx= Rf/Rx （原点至组分点中心距离与原点至物质X点中心的距离的比值） Rf总小于1； Rx可小于1，也可大于1；hRf可在1～100之间
12:25:49
（g）烧结板：由玻璃粉（作粘合剂）与硅胶或氧化铝等吸附 剂按一定比例混匀后，经高温烧结而成，该板可一此制备多 次使用。 吸附剂 粘合剂 配 比 烧结条件 硅胶 玻璃粉 1：2～5 470～770 ℃，7～10min 氧化铝 玻璃粉 1：1～4 470～870 ℃，7～10min 硅藻土 玻璃粉 1：1～6 470～770 ℃，7～10min （h）旋转薄层板：旋转薄层色谱由称离心薄层色谱，用于快 速分离、提纯、制备。
（ Ⅵ ）具有可逆的吸附性，既能吸附样品组分，又易于解析 （ Ⅶ ）为便于观察分离结果，吸附剂最好为白色。
常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、聚酰胺、硅酸镁、而 CaO 、 MgO、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4、Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2、 淀粉、蔗糖等，或因碱性太大，或吸附性太弱，用途有限，活 性炭因吸附性太强和黑色，使应用受到限制。
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（3）薄层板类型
除上述正常的硅胶、氧化铝板外，还有一些板适用于化 合物的分离和检出：
（ a）荧光薄层板：吸附剂中加入荧光物质即得荧光板，可检 出一些本身无色、在紫外光下也不显荧光的化合物，荧光板 在紫外光照射下显荧光，而化合物斑点呈现暗点。
无机荧光物质有：在254nm紫外光下激发荧光，如锰激活 的硅酸锌（Zn2SiO4:Mn），在365nm紫外光激发荧光，如银 激活的硫化锌.硫化镉（ZnS2.CdS:Ag） 有机物有荧光素钠、桑色素 加入量为0.5～1.5%（吸附剂中）
柱层析法和薄层层析法简介
柱层析法和薄层层析法简介柱层析法1. 原理流动相流过时各组分会以不同的速率向下移动，吸附弱的组分以较快的速率向下移动。
随着流动相的移动，在新接触的固定相表面上又依这种吸附-溶解过程进行新的分配，新鲜流动相流过已趋平衡的固定相表面时也重复这一过程，结果是吸附弱的组分随着流动相移动在前面，吸附强的组分移动在后面，吸附特别强的组分甚至会不随流动相移动，各种化合物在色谱柱中形成带状分布，实现混合物的分离。
2. 柱色谱分离条件⑴固定相选择柱色谱使用的固定相材料又称吸附剂吸附剂对有机物的吸附作用有多种形式。
以氧化铝作为固定相时，非极性或弱极性有机物只有范德华力与固定相作用，吸附较弱；极性有机物同固定相之间可能有偶极力或氢键作用，有时还有成盐作用。
这些作用的强度依次为：成盐作用> 配位作用> 氢键作用> 偶极作用> 范德华力作用。
有机物的极性越强，在氧化铝上的吸附越强。
常用吸附剂有氧化铝、硅胶、活性炭等色谱用的氧化铝可分酸性、中性和碱性三种。
酸性氧化铝pH约为4-4.5，用于分离羧酸、氨基酸等酸性物质；中性氧化铝pH值为7.5，用于分离中性物质，应用最广；碱性氧化铝pH为9-10，用于分离生物碱、胺和其它碱性化合物等。
吸附剂的活性与其含水量有关。
含水量越低，活性越高。
脱水的中性氧化铝称为活性氧化铝。
硅胶是中性的吸附剂，可用于分离各种有机物，是应用最为广泛的固定相材料之一。
活性炭常用于分离极性较弱或非极性有机物。
吸附剂的粒度越小，比表面越大，分离效果越明显，但流动相流过越慢，有时会产生分离带的再重叠，适得其反。
⑵流动相选择色谱分离使用的流动相又称展开剂。
展开剂对于选定了固定相的色谱分离有重要的影响。
在色谱分离过程中混合物中各组分在吸附剂和展开剂之间发生吸附-溶解分配，强极性展开剂对极性大的有机物溶解的多，弱极性或非极性展开剂对极性小的有机物溶解的多，随展开剂的流过不同极性的有机物以不同的次序形成分离带。