第9章1-化学键合相色法_PPT课件
化学教案及课件ppt课件ppt
实验操作规范
STEP 01
实验前准备
STEP 02
实验步骤
确保实验室内环境整洁、 安全，检查实验器材和试 剂是否齐全、完好。
STEP 03
实验记录
详细记录实验过程、数据 和结果，以便后续分析和 总结。
按照规定的实验步骤进行 操作，不得随意更改或省 略实验步骤。
实验安全与防护
01
02
03
安全防护措施
酸碱反应的实质是氢离子 与氢氧根离子的结合，形 成水分子。
酸碱反应的类型
酸碱反应包括中和反应、 双水解反应、氧化还原反 应等。
酸碱反应的规律
酸碱反应遵循酸碱中和的 规律，即强酸与强碱完全 中和，生成盐和水。
氧化还原反应
氧化还原反应的本质
氧化还原反应的本质是电子的得失或 偏移。
氧化还原反应的类型
氧化还原反应的规律
配位键
一种共价键，其中一种原子提供 一对或多个电子，与另一个原子 的一对空轨道形成配位键。
化学反应与能量转化
化学反应的类型
化学反应可以分为分解、化合、置换和复分解等类型。
反应热与能量转化
化学反应伴随着能量的转化，表现为反应热或吸热或放热 。能量转化的方式包括光能、热能和电能等。
氧化还原反应
一种化学反应类型，其中电子在反应中转移，导致氧化和 还原反应的相伴发生。氧化还原反应在许多工业过程中都 有应用，如电镀和电池制造等。
土壤修复
利用化学方法对受到污染的土 壤进行修复，恢复其生态功能
。
Part
05
化学课件制作技巧
课件内容的选择与组织
内容选择
选择重点、难点内容制作课件， 突出教学重点，帮助学生理解。
组织逻辑
9-3-化学键合相色法-极性键合相
药物色谱分析课程中国药科大学药物分析教研室第九章－3化学键合相色谱极性键合相色谱中国药科大学药物色谱分析课程宋敏极性键合相•概述•分离机制•固定相•流动相主要内容中国药科大学药物色谱分析课程宋敏一、概述•极性键合相(polar bonded phase)：硅胶表面键合了极性有机基团的固定相。
•常见的极性有机基团有氰基、二醇基、氨基、硝基、醚基等。
中国药科大学药物色谱分析课程宋敏组成：键型、主体基团、极性端基。
•键型：如Si-O-Si-C或Si-O-Si-N整个极性键合基团与硅胶母体直接相连的桥梁。
•主体基团：直键烃基或醚基使硅胶表面与特定的极性基团之间保持一定距离。
•极性端基：极性基团)、氰基(-CN)、二醇基(diol)、如氨基(-NH2）硝基（-NO2中国药科大学药物色谱分析课程宋敏中国药科大学药物色谱分析课程宋敏例如•以极性基团命名的商品键合相：Lichrosorb NH 2, Lichrosorb Diol •不以极性基团命名的商品键合相：Vydac polar, Bondapak Carbohydrate中国药科大学药物色谱分析课程宋敏二、分离机理•极性键合相的分离机制有两种说法：①分配作用：把硅胶表面键合的极性基团视为一层液膜，样品组分的分子在流动相与极性液膜间分配，按分配系数的差别而分离。
②吸附作用：把极性键合相视为一种弱吸附剂，样品组分的分子与固定相的极性基团发生诱导作用、氢键作用或静电作用而实现分离。
吸附系数大的组分的保留时间长。
二、分离机理作用力：主要靠范德华作用力的定向作用力、诱导作用力或氢键作用力。
例如：用氨基键合相分离极性化合物时，主要靠被分离组分的分子与键合相的氢键作用力的强弱差别而分离，如对糖类的分离等。
若分离含有芳环等可诱导极化的非极性样品，则键合相与组分分子间的作用力，主要是诱导作用力。
中国药科大学药物色谱分析课程宋敏中国药科大学药物色谱分析课程宋敏三、固定相•氨基、氰基、芳硝基、二醇基、醚基键合相可用作正相色谱。
化学键合相色法
中国药科大学药物色谱分析课程
（2）溶剂与试剂预处理
• 硅烷化试剂对水很敏感，使用前应以蒸馏方式 进行纯化或以玻璃棉将其中的悬浮物滤去。所 使用的有机溶剂，必须进行干燥。
中国药科大学药物色谱分析课程
（3）衍生化反应
（1）Si－O－C键型
（2）Si－N或Si－C键型
（3）Si－O－Si－C键型
中国药科大学药物色谱分析课程
1、化学键合相色谱的定义
化 学 键 合 相 色 谱 借助于化学反应的方法将有机分子以 共价键连接在色谱担体上形成化学键 合相，以化学键合相为固定相的色谱 法称为化学键合相色谱（bonded phase chromatography，BPC），简 称键合相色谱。
中国药科大学药物色谱分析课程
2、化学键合相的特点
衍生化反应
端基封尾
中国药科大学药物色谱分析课程
(1)硅胶的预处理
• 在制备键合相时，首先作为担体的硅胶需要酸 处理，洗去制备、运输和保存过程中引入的污 染物；除去表面层的金属氧化物杂质，如Na+、 Ca2+、Al3+、Fe3+等；使表面的硅氧烷键打开， 形成尽可能多的自由羟基，有利于反应。
中国药科大学药物色谱分析课程
1. 与液－液分配色谱相比，使用过程中固定相 不流失，耐溶剂冲洗。 2. 与液－固吸附色谱相比，消除了担体上的表 面活性作用点，清除了某些可能的催化活性。 3. 表面改性灵活，容易获得重复性产品。 4. 化学性能稳定，耐受范围为pH2～8。 5. 热稳定性好，一般在70℃以下稳定。 • 载样量大，比硅胶约高一个数量级。 • 梯度洗脱平衡快。
+ O M Si
中国药科大学药物色谱分析课程
4、化学键合相的分类
新教材化学《化学键》优质课件1
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
化合物与化学键的关系 ①含有离子键的化合物一定是离子化合物，但离子化合物 中也可能含有共价键，如NH4Cl、Na2SO4、NaOH、Na2O2等。 ②只含共价键的化合物是共价化合物，共价化合物中一定 没有离子键。 ③离子化合物中一般既含金属元素又含非金属元素(铵盐除 外)；共价化合物中一般只含非金属元素(有些共价化合物中也 含金属元素，如AlCl3等)。
2、化学反应的本质
结论：化学反应的过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键形成的过程。
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
两者缺一不可
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
化学反应的过程：
反应物
分子原子观点
分解
原子 重新组合
旧键断裂 离子 新键生成
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”
(1)“三个一定” ①离子化合物中一定含离子键； ②含离子键的一定是离子化合物； ③共价化合物中一定不含离子键。 (2)“三个可能” ①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH； ②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3； ③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
2019版高中化学高一年级上学期第四 章第三 节 化学键pptx21
第三节 化学键
成键微粒 成键方式 表示方法
成键元素
第9章1-化学键合相色法
宋敏
中国药科大学药物色谱分析课程
(1)硅胶的预处理
酸处理
酸处理可以用 0.1 mol/L的盐 酸，于90℃下 浸泡24 h，或 以10%的盐酸 在回流状态处 理8 h 。
宋敏
中和
中和，水洗至 无Cl- ，经酸处 理后的硅胶表 面的羟基浓度 已达到理论值8 μmol/m2左右 。
干燥
在200℃以下真 空烘干除去物 理吸附水，注 意不得超过 200℃，否则硅 醇基脱水形成 硅氧烷结构。
药物色谱分析
宋敏
第九章－1 化学键合相色谱
中国药科大学药物色谱分析课程
主要内容
一 概述：特点 二 固定相的制备和性能评价 三 非极性键合相 四 新型高效化学键合固定相
宋敏
中国药科大学药物色谱分析课程
一、概 述
1、化学键合相色谱的定义 2、化学键合相的特点 3、化学键合相的稳定性 3、化学键合相的分类
Si OH + R3SiX
R Si O Si R + HX
R
• X 通常为－Cl、－OH、－OCH3、－OC2H5等官能团；
• R 通常为直链或支链烷基、芳香基，如－CH3、－C4H9、 －C8H17、－C18H37、苯基等，也可以是它们被不同的基 团取代后的衍生基团，如－(CH2)2CN、－(CH2)2NH2、 －(CH2)n－O－CH2－OH等。
宋敏
中国药科大学药物色谱分析课程
硅胶的性质
• 硅胶（SiO2·xH2O）之所以是理想的化学键合 相担体，主要由它的表面性质所决定。硅胶具 有良好的机械强度、容易控制的孔结构和比表 面积、较好的化学稳定性和热稳定性以及专一 的表面化学反应等优点，另外，硅胶表面存在 着足够的可反应硅羟基，因而是各种化学键合 相理想基质材料。
9-2-化学键合相色法-非极性键合相
23:321药物色谱分析中国药科大学药物色谱分析课程第九章－2化学键合相色谱非极性键合相色谱三、非极性键合相1.概述2.分离机制3.固定相4.流动相23:32223:323中国药科大学药物色谱分析课程宋敏一、概述非极性键合相色谱，又称反相HPLC(reversed phase HPLC,RP-HPLC),或反相键合相色谱（RPBC）：硅胶表面键合了非极性有机基团(烃基硅烷)的固定相。
常见的烃基有丙基、己基、辛基、十六烷基、十八烷基和苯基，其中以十八烷基键合相（简称ODS或C 18）应用最广泛。
中国药科大学药物色谱分析课程宋敏正相键合相色谱VS 反相键合相色谱键合相极性>流动相极性键合相极性<流动相极性适用于分离各种不同类型的极性化合物。
适用于分离非极性、极性或离子性化合物。
反相键合相色谱应用范围比正相键合相色谱广泛。
正相键合相色谱反相键合相色谱23:325中国药科大学药物色谱分析课程宋敏二、分离机理1、疏溶剂作用理论2、双保留机理中国药科大学药物色谱分析课程宋敏1、疏溶剂作用理论1）“分子毛”——疏溶剂作用理论认为非极性烷基键合相是在硅胶表面蒙覆了一层以Si-C 键化学键合的十八烷基（或其它烃基）的“分子毛”。
强疏水性中国药科大学药物色谱分析课程宋敏溶质分子=非极性部分+极性官能团部分2）溶质分子（分析物）3）“疏溶剂效应”——solvophobic interaction•当溶质分子的非极性部分与极性溶剂接触时，相互间产生斥力。
此现象称为“疏溶剂”。
•当键合相表面的烷基（分子毛）与极性溶剂接触时，相互间也产生斥力。
•而当溶质分子的非极性部分与键合相表面的烷基（分子毛）接触时，则相互间产生缔合作用。
这种缔合作用是可逆的。
这种缔合作用的强弱决定了溶质分子色谱保留的强弱。
•溶质分子的极性部分与极性溶剂具有亲和力。
宋敏中国药科大学药物色谱分析课程中国药科大学药物色谱分析课程宋敏当溶质进入到极性流动相中后，溶质分子（S ）被流动相推动并与固定相接触时，溶质分子的非极性部分会与非极性固定相上的烷基(L )发生缔合作用，结合形成缔合物(LS )。
化学人教版(2019)选择性必修2 2.1.1共价键-σ键和π键(共26张ppt)
H↑
1s1
H↓
1s1
Cl ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
3s2 3p5
Cl ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↓
3s2 3p5
H2
Cl2
根据共价键的定义，只能有H2、HCl、Cl2等，不可能有H3 、H2Cl和Cl3等， 这是为什么？
3.共价键的特征：饱和性 ——电子配对原理
按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和 几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。
包括静电吸引和静电排斥
比较 类型
离子键
共价键
阴、阳离子间通过静电 概念 作用所形成的化学键
原子间通过共用电子 对所形成的化学键。
成键微粒 成键条件
存在 （举例）
分类
阴、阳离子
得失电子 离子化合物：大多数盐、 强碱、活泼金属氧化物等 如NaCl、铵盐
原子 电子对共用
非金属单质：H2 共价化合物：HCl 某些离子化合物:Na2O2
：N ···＋ ：N··· ：N：：N：
z y
x
：
N ↑↓ ↑ ↑ ↑
2s 2px 2py 2pz
N的2p轨道示意图
“头碰头”σ键
z
z
y
y
x
x
N2中共价三键的形成过程
“肩并肩”π键
N≡N
zπ
y
z
π
y
σ
x
“头碰头”σ键
z
z
y
“肩并肩”π键
y
x
x
N2中共价三键的形成过程
2P3轨道 ↑↑↑
N2中1个p-p σ键和2个p-p π键的形成过程
2.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)
人教版高中化学必修二1.3《化学键》同步课件最新课件
[ ：O····：]2-
[：C·l·：]··
(4)离子化合物的电子式：由阴、阳离子 的电子式组成，但相同离子不能合并
AB型 A2B型 AB2型
2－ 排列的对称性
【练习1】写出下列微粒的电子式：
硫原子，溴原子， 硫离子， 溴离子
·S·····
··
B··r···
【练习2】
[：S····：]2-
[：B·r·：]··
(两个或多个)直接相邻原
子之间强烈的相互作用
化学键
一、化学键
1. 概念：相邻的两个或多个原子之间 强烈的相互作用，叫做化学键。
常见的化学键有： 离子键，共价键（配位键），金属键
2. 特点：直接相邻，强烈的相互作用
几个重要的实验：
点燃
2Na + Cl2
2NaCl
3 .分析氯化钠的形成过程
不稳定
*含有离子键的化合物就是离子化合物。
2. 离子离子
离
。
。 。
子
键 活泼非金属元素的原子
得 e－
。
阴。离子
（原子团）
思考
3.哪些物质能形成离子键？（成键条件）
(1)活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非 金属元素（VIA，VIIA）之间通过得失电子
如：K2S、MgCl2等 (2)NH4＋、CO32—、SO42—等原子团之间或 与活泼的非金属、金属元素之间
非金属元素的原子间可通过共用电子 对使双方最外电子层均达到稳定结构。
成键微粒：原子
相互作用：共用电子对 成键过程：原子之间通过共用电子对使 各自达到稳定结构，形成共价键。
*只含有共价键的化合物是共价化合物
2. 共价键的形成条件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（3）衍生化反应
（1）Si－O－C键型 （2）Si－N或Si－C键型 （3）Si－O－Si－C键型
③ Si－O－Si－C键型
• Si－O－Si－C键型是一类目前占绝对优势的键 合相类型，具有良好的热稳定性及化学稳定性， 能在pH 2～8的介质中使用。这类键合固定相 是硅胶上的硅羟基与有机氯硅烷或有机氧硅烷 试剂反应而得。
2、化学键合相的特点
1. 与液－液分配色谱相比，使用过程中固定相 不流失，耐溶剂冲洗。
2. 与液－固吸附色谱相比，消除了担体上的表 面活性作用点，清除了某些可能的催化活性。
3. 表面改性灵活，容易获得重复性产品。 4. 化学性能稳定，耐受范围为pH2～8。 5. 热稳定性好，一般在70℃以下稳定。 • 载样量大，比硅胶约高一个数量级。 • 梯度洗脱平衡快。
• Si-O-Si-C：不水解，热稳定性好，在pH 2~8范 围内对水稳定。
聚合层键合相
• 在硅胶表面与硅烷化试剂反应时加入一定量 的水，即形成聚合物，可以制备较致密的键 合层，从而更有效地掩蔽硅胶表面的硅羟基
• 但若反应控制不当，会产生过厚的聚合网， 而引起传质较慢，柱效降低
（4）端基封尾
原因 • 残余的硅醇基会对键合相的分离性能产生一定
合反应后再用封尾剂钝化，也可用十八烷基三 氯硅烷再键合一次。
最常用的封尾剂有三甲基氯硅烷（TMCS）和六甲基 乙硅氧烷（HMDS）以外，现已研制出三甲基硅咪唑 （TMSI）
三甲基氯硅烷
十八烷基
（4）端基封尾
作用
① 经封尾处理的硅胶基质固定相减小了溶质与固定相之 间的次级相互作用，使分离效果明显改善。
(1)硅胶的预处理
• 在制备键合相时，首先作为担体的硅胶需要酸 处理，洗去制备、运输和保存过程中引入的污 染物；除去表面层的金属氧化物杂质，如Na+、 Ca2+、Al3+、Fe3+等；使表面的硅氧烷键打开， 形成尽可能多的自由羟基，有利于反应。
(1)硅胶的预处理
酸处理
酸处理可以用 0.1 mol/L的盐 酸，于90℃下 浸泡24 h，或 以10%的盐酸 在回流状态处 理8 h 。
Si Si O
Si OH
+
Si O-M+
M+OH-
4、化学键合相的分类
• 化学键合相的分类可以有不同的依据。 按键合相的表面结构：单分子键合和聚合键合；
按键合有机硅烷的官能团：极性键合相、非极 性键和相和离子交换键合相三种。
二、制备与评价
1、化学键合相的制备 2、常见的官能团 3、常用的键合相商品牌号 4、化学键合相性能评价
可能性很小。三官能团化合物如RSiX3反应后的 产物可水解进一步形成硅羟基，进而形成三维
交联化合物
X
Si OH + RSiX3
Si O Si R + HX X
Si OH O +RSiX3 Si OH
Si O R
O Si
+ 2HX
Si O X
• 硅烷化试剂的反应活性为： RSiX3＞R2SiX2＞R3SiX。
② 可改善对极性化合物的吸附或拖尾； ③ 含碳量增高了，有利于不易保留化合物的分离； ④ 填料稳定性好了，组分的保留时间重现性就好； ⑤ 如果待分析的样品属酸性或碱性的化合物，最好选用
填料经端基封尾的色谱柱。
2、常见的官能团
十八烷基硅烷键合硅胶 (octyldecyl–silica)
（ODS）
苯基
氰基
氨基
P158 Table 9-4
3、常用的键合相商品牌号
一个完整的色谱柱标识包括： 色谱柱商品牌号，填料牌号，固定相种类，柱长
× 内径，填料粒径；如： Phenomenex,Gemini, C18 (150 × 4.6mm, 5um) Agilent,Zorbax, Phenyl (150 × 4.6mm, 5um)
双官能团有机硅烷
• 双官能团化合物如R2SiX2可单独形成线型或环 状有机硅氧烷。
S i O H+R 2 S iX 2
R S i OS i R+H X
X
Si OH O +R2SiX2 Si OH
Si O R O Si +2HX Si O R
三官能团有机硅烷
硅烷化试剂中三个X基团都参与硅醇基反应的
药物色谱分析Hale Waihona Puke 第九章－1 化学键合相色谱
中国药科大学药物色谱分析课程
1、化学键合相色谱的定义
化 借助于化学反应的方法将有机分子以
学 共价键连接在色谱担体上形成化学键
键 合相，以化学键合相为固定相的色谱
合 相
法称为化学键合相色谱（bonded
色 phase chromatography，BPC），简
谱 称键合相色谱。
单官能团有机硅烷
S i O H+R 3 S iX
R S i OS i R+H X
R
• X 通常为－Cl、－OH、－OCH3、－OC2H5等官能团；
• R 通常为直链或支链烷基、芳香基，如－CH3、－C4H9、 －C8H17、－C18H37、苯基等，也可以是它们被不同的基 团取代后的衍生基团，如－(CH2)2CN、－(CH2)2NH2、 －(CH2)n－O－CH2－OH等。
3、化学键合相的稳定性
1．在较低pH值条件下（pH<2）
键合相中Si―O―Si键易受Lewis酸等亲电试剂的进攻而
断裂：
Si Si O
Si OH
+
-Y +Si
Y-H+
2．化学键合固定相在较高pH值条件下的稳定性（pH>9）
键合相中Si―O―Si键很容易被KOH和NaOH这一类强碱
性亲核试剂所切断：
影响，特别是在非极性键合相的情况下，硅醇 基的存在会降低硅胶表面的疏水性，而对极性 化合物或溶剂产生吸附，使键合相的分离性能 改变。
（4）端基封尾
定义 • 用氯化三甲基硅烷等试剂与硅胶表面的残留硅
醇基反应，将残留硅醇基封锁起来的化学处理 过程称为端基封尾。
（4）端基封尾
方法 • 为了进一步消除残留的游离硅醇基，一般在键
中和
中和，水洗至 无Cl- ，经酸处 理后的硅胶表 面的羟基浓度 已达到理论值8 μmol/m2左右 。
干燥
在200℃以下真 空烘干除去物 理吸附水，注 意不得超过 200℃，否则硅 醇基脱水形成 硅氧烷结构。
（2）溶剂与试剂预处理
• 硅烷化试剂对水很敏感，使用前应以蒸馏方式 进行纯化或以玻璃棉将其中的悬浮物滤去。所 使用的有机溶剂，必须进行干燥。
3、常用的键合相商品牌号
安捷伦公司（Agilent） Waters公司 岛津（Shimadzu）公司 Merck公司