第二章吸附色谱法
天然药物化学基础第二章第三节
②样品难溶于洗脱剂
将样品溶解于少量甲醇或丙酮后，均匀拌入适量 吸附剂（1:2~1:3），水浴挥干溶剂。均匀平铺至 柱子顶端。
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①梯度洗脱：洗脱剂极性从小到大。 ②洗脱剂液面高度始终要高于柱面。 ③控制洗脱剂流速为匀速。 ④有色成分收集各色带洗脱液。 ⑤无色成分则采用等分收集（一般为3倍柱体积） ⑥浓缩洗脱液，薄层检识后合并相同流分。混合成 分则进一步分离。
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基本概念： 活化：在一定温度下加热去除吸附剂中的水分， 使其吸附能力提高，活性增强的过程。 去活化：向吸附剂中加入一定量水分，使其吸附 能力降低，活性减弱的过程。 液相色谱：流动相为液体的称为液相色谱。
气相色谱：流动相为气体的称为气象色谱。
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色谱法的分类：
吸附色谱法 分配色谱法 色谱法 聚酰胺色谱法 离子交换色谱法 凝胶色谱法
要求：不与被分离成分反应。 不溶于两相溶剂中。 常用支持剂： 含水硅胶、硅藻土、纤维素、滤纸
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分配色谱中的固定相和流动相： 固定相：被支持剂固定的溶剂，如水等称为固 定剂。 流动相：与固定相不相混溶的另一相溶剂。
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（三）固定相与流动相
分配色谱的类型： 根据固定相和流动相相对极性大小不同： 正相分配色谱：极性：固定相>流动相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ反相分配色谱：极性：流动相>固定相 适用范围：
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①把含有A、B两组 分的混合样品加到 色谱柱顶端，A、B 均被吸附到固定相 上。（Ⅰ号柱）
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②用适当的流动相 冲洗色谱柱，当流 动相流过时，已被 吸附在固定相上的 两种组分又溶解于 流动相中，而被解 吸附，并随流动相 向前移进。（Ⅱ号 柱）
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④如此，随着流动相 的不断冲洗，在色谱 柱上不断地发生吸附、 解吸附、再吸附、再 解吸附……的过程。 （Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ号 柱）
第二章 气相色谱法(2)
二、塔板理论
最早由Martin等人提出塔板理 论，把色谱柱比作一个精馏塔， 沿用精馏塔中塔板的概念来描述 组分在两相间的分配行为，同时
引入理论塔板数作为衡量柱效率
的指标。
该理论假定：
（i）在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间迅速达到平
衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。 （ii）以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的， 而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。 （iii）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴 （纵）向扩散可忽略。
m为组分质量，Vr为保留体积，n为理论塔板数。 当V=Vr 时，C值最大，即
Cmax
n m 2 Vr
由流出曲线方程可推出：
tr 2 tr 2 n 5.54( ) 16( ) W1/2 W
而理论塔板高度（H）即：
L H n
从上两式可以看出，色谱峰W越小，n就越大，而H就越
小，柱效能越高。因此，n和H是描述柱效能的指标。
分加到第0号塔板上，分配平衡后，由于k=1，即ns=nm故
nm=ns=0.5。当一个板体积（lΔV）的载气以脉动形式进入0 号板时，就将气相中含有nm部分组分的载气顶到1号板上， 此时0号板液相（或固相）中ns部分组分及1号板气相中的nm 部分组分，将各自在两相间重新分配。故0号板上所含组分总 量为0.5，其中气液（或气固）两相各为0.25而1号板上所 含总量同样为0.5．气液（或气固）相亦各为0.25。以后每
三、速率理论
1956年荷兰学者van Deemter等在研究气液色谱时，提出
了色谱过程动力学理论——速率理论。他们吸收了塔板理 论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传 质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的 各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。 van Deemter方程的数学简化式为
中药化学2.2 色谱分离技术
聚酰胺吸附力的影响因素： 1:形成氢键的能力与溶剂有关 水中＞有机溶剂中＞碱性溶剂中 常用溶剂对聚酰胺洗脱能力顺序如下： 水＜甲醇或乙醇＜丙酮＜稀氢氧化钠液或稀氨溶 液＜甲酰胺或二甲基甲酰胺＜尿素水溶液。
注意温度超过150 ℃则游离硅醇基之间脱 水形成硅氧醚结构丧失游离硅醇基的吸附能力。 为酸性吸附剂适于分离中性或酸性成分。
常用硅胶：
硅胶H（不含黏合剂） 硅胶G（含黏合剂） 硅胶GF254(含煅石膏，另含有一种无机荧 光剂)。硅胶GF254nm紫外光下呈强烈黄绿色 荧光背景，在荧光背景下通过紫外光照射成分 斑点为暗斑，常用于一般显色手段不易显色的 成分的分离。
3、 洗脱：
洗脱操作的目的是要将加入的样品中各个 组分先后从上往下带出来，并能分开收集各成 分。 洗脱的过程中，上端溶剂不能干，分段收 集是关键；作定性检查合并相同成分。 TLC时Rf为0.2－0.3的溶剂系统是最佳的 洗脱系统，梯度洗脱。
4. 应用 柱色谱分离能力比薄层分离能力更强， 效果更好，尤其对结构相似、性质接近、 采用薄层难以分离的成分分离效果好。
（一）吸附剂
4、常用的吸附剂
（1）硅胶SiO2•xH2O 多孔性的硅氧烷交链结构，极性吸附剂， 吸附性较氧化铝稍低，既适于分离亲水性成分， 又可用于分离亲脂性成分。 其吸附作用的强弱取决于游离硅醇基的数 目，也与含水量有关，含水量达17％以上，则 失去吸附性，所以需110℃活化30分钟。
（一）吸附剂
例：求图中A、B、C三斑点Rf大小并判断三成分 极性大小顺序。
《中药化学》习题集解析
中化习题第二章中药有效成分提取分离技术一、单项选择题1有效成分是指（D）A.需要提纯的成分B.含量高的成分C.一种单体化合物D.具有生物活性的成分2.不易溶于水的成分时（B）A.生物碱盐B.苷元C.鞣质D.蛋白质3.不易溶于醇的成分时（ D）A.生物碱盐B.苷C.鞣质D.多糖4.全部为亲水性溶剂的是（ A）A.甲醇、丙酮、乙醇B.正丁醇、乙醚、乙醇C.正丁醇、甲醇、乙醚D.乙酸乙酯、乙醇、甲醇5.全部为亲脂性溶剂的是（ D）A.甲醇、丙酮、乙醇B.正丁醇、乙醚、乙醇C.正丁醇、甲醇、乙醚D.三氯甲烷、乙醚、乙酸乙酯6.能与水混溶的有机溶剂是（A ）A.乙醇B.乙醚C.正丁醇D.三氯甲烷7.能与水分层的溶剂是（B）A.乙醇B.乙醚C.丙酮D.甲醇8.比水重的亲脂性有机溶剂是（ C ）A.苯B.乙醚C.三氯甲烷D.石油醚9.极性最弱的溶剂是（A ）A.乙酸乙酯B.乙醇C.水D.甲醇10.下列溶剂中极性最强的是( D )。
A.石油醚B.苯C.氯仿D.丙酮11.下列溶剂中亲脂性最强的是( A )。
A.Et2OB.EtOAcC.MeOHD.EtOH12.在浓缩的水提取液中加入一定量乙醇，不能除去的成分是（D ）A.淀粉B.树胶C.粘液质D.树脂13.在醇提取的浓缩液中加入水，可沉淀（ C ）A.树胶B.蛋白质C.树脂D.鞣质14.从中药中提取化学成分最常用的方法是（A ）A.溶剂法B.蒸馏法C.升华法D.超临界萃取法15.以乙醇为提取溶剂，不能用的方法是（D ）A.回流法B.渗漉法C.浸渍法D.煎煮法16.提取含淀粉多的中药宜用（B）A.回流法B.浸渍法C.煎煮法D.连续回流法17.从中药中提取对热不稳定的成分宜用（ B）A.回流法B.渗漉法C.蒸馏法D.煎煮法18.从中药中提取挥发性成分宜用（ C ）A.回流法B.渗漉法C.水蒸气蒸馏法D.煎煮法19.热提法中用有机溶剂且用量较多的是(B )。
A.煎煮法B.回流提取法C.连续提取法D.渗漉法20.提取蛋白质一般可采用( C )。
色谱技术2
④Glajch三角形优化法：确定溶剂强度及选择性
Glajch据统计方法，提出在三角形座标图上，选择7或10个具有不同
选择性及等洗脱强度的有代表性的溶剂系统，作为优化过程的实验 溶剂。
二、色谱柱
（一）柱子的日常维护
１．色谱柱的性能指标
①某所测k’值的最小塔板数（测试报告） ②最大峰的不对称因子fs（0.9～1.1）
３．不能用pH超过2～8.5的含水流动相保存柱子；
流动相pH2.5～7（反相柱，硅胶为基质）
6M的NaOH 50～100μl即可将硅胶溶解
４．柱子的冲洗:
H2O 、MeOH或ACN i-ProOH:CHCl3=1:1
再生H2O→MeOH→CH3Cl→THF→CH3Cl→MeOH（每种溶剂：
②溶剂的选择性
使用质子接受体溶剂，质子给予体样品分子将优先保留在流动相中； 而使用一个偶极矩较大的溶剂，带有强偶极官能团的样品分子将优
先保留在流动相中； 使用质子给予体溶剂（如甲醇），质子接受体样品分子更易保留在 流动相中；
③系统方法的选择性的优化
选择一组溶剂（A、B），使之溶剂强度控制组分的 k’2～5之间； 选择三角形分类中组别相差较远的溶剂，代替A、B， 使其溶剂强度不变，改变选择性； 若A为极性溶剂，B为非极性溶剂，一般改变A对流动 相选择性影响较大，因为极性溶剂与样品分子之间产 生的强相互作用将会掩盖由非极性溶剂所产生的类似 作用。 但样品中含有折光率相差很大（色散作用不同）的非 选择性组分时，情况不同。用折光率n不同的非极性溶 剂来代替初始溶剂A，也许能有效地改变选择性。如 环戊烷（n=1.404）或二硫化碳（n=1.624）可以用正 己烷(n=1.372)代替。
吸附柱色谱——精选推荐
吸附柱色谱吸附柱色谱一、实验目的1. 学习和掌握柱色谱分离有机化合物的基本原理和实验技术。
2. 巩固薄层色谱的实验技术。
二、基本原理柱色谱是在一根玻璃管或金属管中迸行的色谱技术，将吸附剂填充到管中而使之成为柱状，这样的管状柱称为吸附色谱柱。
使用吸附色谱柱分离混合物的方法，称为吸附柱色谱。
这种方法可以用来分离大多数有机化合物，尤其适合于复杂的天然产物的分离。
分离容量从几毫克到百毫克级，所以，适用于分离和精制较大量的样品。
在吸附柱色谱中，吸附剂是固定相，洗脱剂是流动相，相当于薄层色谱中的展开剂。
吸附剂的基本原理与吸附薄层色谱相同，也是基于各组分与吸附剂间存在的吸附强弱差异，通过使之在柱色谱上反复迸行吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程而完成的。
所不同的是，在进行柱色谱的过程中，混合样品一般是加在色谱柱的顶端，流动相从色谱柱顶端流经色谱柱，并不断地从柱中流出。
由于混合样中的各组分与吸附剂的吸附作用强弱不同，因此各组分随流动相在柱中的移动速度也不同，最终导致各组分按顺序从色谱柱中流出。
如果分步接收流出的洗脱液，便可达到混合物分离的目的。
一般与吸附剂作用较弱的成分先流出，与吸附作用较强的成分后流出。
三、吸附剂与洗脱剂根据待分离组分的结构和性质选择合适的吸附剂和洗脱剂是分离成败的关键。
1. 吸附剂的要求一种合适的吸附剂，一般应满足下列几个基本要求:①对样品组分和洗脱剂都不会发生任何化学反应，在洗脱剂中也不会溶解。
②对待分离组分能够进行可逆的吸附，同时具有足够的吸附力，使组分在固定相与流动相之间能最快地达到平衡。
③颗粒形状均匀，大小适当，以保证洗脱剂能够以一定的流速(一般为1.5 mL·min-1)通过色谱柱。
④材料易得，价格便宜而且是无色的，以便于观察。
可用于吸附剂的物质有氧化铝、硅胶、聚酰胺、硅酸镁、滑石粉、氧化钙 (镁)、淀粉、纤维素、蔗糖和活性炭等。
其中有些对几类物质分离效果较好，而对其它大多数化合物不适用。
分离度及影响因素
三、改善分离的一般原则
2、减小谱带宽度（峰宽）W
① 提高柱效，减小塔板高度：使用颗粒更细 的填料，更小心、均匀的填充色谱柱。
② 减小色谱系统的死体积：如在填充经典的 制备柱时，经常采用湿法装柱。柱子装好 后一般要在流动相流动的情况下给出足够 的时间让固定相沉降，等固定相不再沉降 后才能上样品。
在液相色谱中柱选择项 和柱容量项也都与色谱 柱及流动相的性质相关， 但柱选择项主要取决于 流动相的种类。
k 变小，谱带流出较早，分离度变差；k变 大，分离度增加。但是当 k = 5～6 时，
对分离度的贡献已基本上达到最大，再增
加对分离度已无多大贡献。
在填充柱气相色谱中，柱效低，因而为了 达到预期的分离度，选择性是最重要的因 素，因此，在填充柱气相色谱中，需提供 许多种性质不同的固定相供选择。
③ 减小进样量：防止色谱柱超载。
主要内容
第一节 色谱分离与保留作用 第二节 有关色谱保留的基本术语及参数 第三节 塔板理论 第四节 速率理论 第五节 色谱峰展宽的柱外因素
主要内容
第六节 分离度及影响因素 第七节 系统适应性试验 第八节 测定法 第九节 色谱吸附或分配等温线
第二章 色谱法的基本术语及 理论
主要内容
第一节 色谱分离与保留作用 第二节 有关色谱保留的基本术语及参数 第三节 塔板理论 第四节 速率理论 第五节 色谱峰展宽的柱外因素
主要内容
第六节 分离度及影响因素 第七节 系统适应性试验 第八节 测定法 第九节 色谱吸附或分配等温线
第六节 分离度及影响因素
（1）增加色谱柱长
对于长度不同的同一种色谱柱：
R2 n2 L2
R1
n1
色谱法—天然药物化学
（3）装柱：尽可能选用极性小的溶剂溶解样
品及其装柱。
（4）洗脱剂的选择
▲ 一般选用TLC展开时使组分Rf值达到
0.2~0.3的溶剂系统。
▲ 实际多用混合有机溶剂系统进行洗脱。
▲ 分离酸性物质时，常在洗脱溶剂中加入 少量醋酸； 分离碱性物质时，则在洗脱溶剂中加入 少量氨水或吡啶或二乙胺。
◆ 按照极性增强顺序，常用混合洗脱溶剂
体系如下：
(己烷/苯) → (苯/乙醚) → (苯/乙酸乙酯) → (氯仿/乙醚) → (氯仿/乙酸乙酯) → (氯仿/甲醇) → (丙酮/水) →（甲醇/水）
10、聚酰胺吸附色谱法
（1）吸附原理：
通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类
化合物的酚羟基，或以酰胺键上的游离胺基
与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产 生吸附。 （2）适用范围： 极性物质与非极性物质分离均适用。
吸附。
（4）洗脱液的选择
A、洗脱液:甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。 ◆（乙醇/水）最常用。
B 、对于非极性大孔吸附树脂，洗脱液极性越
小，洗脱能力越强；
C 、对于中极性的大孔吸附树脂和极性较强的
化合物，洗脱液应选用极性较大的溶剂。
（5）应用范围
A、苷类与糖类的分离； B、生物碱的精制； C、多糖、黄酮类、三萜类化合物的分离等。
之间的氢键吸附属于半化学吸附.
7、物理吸附的基本规律
① 常用的物理吸附剂：
※
※
硅胶、氧化铝（极性吸附剂）
活性炭（非极性吸附剂）Fra bibliotek② 极性吸附剂对极性物质具有较强的亲和能 力(极性强的溶质将被优先吸附),Rf值小
◆
Rf值 = 起始线至斑点中心的距离 ÷ 起始线至溶剂前沿的距离
色谱法
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、基本原理
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。
当溶剂液面刚好流至石英砂面时，关闭活 塞，沿柱壁加入0.5mL已配好的含有荧光黄 和碱性湖蓝BB的95％乙醇溶液，立即打开 活塞，当此溶液流至接近石英砂面时，用 0.5mL95%乙醇洗下管壁的有色物质，如此2 次，然后向色谱柱中加入15 mL乙醇，开始 洗脱。 蓝色的碱性湖蓝BB极性小，首先向柱下移 动，极性较大的荧光黄留在柱的上端。
等。供色谱使用的氧化铝有酸性、中性和碱性三种。
碱性氧化铝适用于碳氢化合物、生物碱以及其它碱性化合 物的分离。
中性氧化铝应用最广，适用于醛、酮、醌以及酯类化合物
的分离。 酸性氧化铝适用于有机酸类的分离。氧化铝的活化化 I~V 五级， I 级的吸附作用太强， V 级的吸附作用太弱。所 以一般常采用 II ， III 级。
第2章气相色谱法
对分离较差，峰底宽度难于测量，则用下式表示分离度
R'
tR2 tR1
1 2
(Y12(1)
Y1 2
(
2)
)
20
C
W G
色谱分离基本方程式
体系的热力 学性质
R 1 n ( 1) ( k )
4
k 1
n
(
k
k
1)
2
n有效
R1 4
n有效
( 1)
现现 代代 仪器分析 仪器分析
改变k的方法是：
改变柱温：影响分配系数 改变相比：即改变固定相的量及柱的死体积(采用细颗粒的固定相，
填充紧密且均匀)
分离度与柱选择性的关系
α是色谱柱选择性的量度， α越大，色谱柱选择性越好，分离效 果越好
通过改变固定相，使各组分的分配系数有较大的差别
L
16R
2
(
1)2
17
W CG
现现 代代 仪器分析 仪器分析
B/u分子扩散项：“塞子”前后存在着浓度差
B 2Dg
弯曲因子
气相分子扩散系数
Dg
1
M 载气
摩尔质量大的载气可使B值变小，有利于分离
载气流速愈小，保留时间愈长，分子扩散项的影响也愈 大，从而成为色谱峰扩散的主要因素
18
W CG
现现 代代 仪器分析 仪器分析
调VM整，保或留V体R’=积tRV’·RF’0：指扣除死体积后的保留体积：VR’=VR－
相对保留值r21
指组分2与另一组分1的调整保留值之比。相对保留值只与柱 温及固定相性质有关，与其它色谱操作条件无关，它表示了 色谱柱对这两种组分的选择性： r21相差越大，分离越好。 r21 ＝1，不能分离