色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一,也称为色层法、层析法等。色谱法的基本原理是利用混合物通过某一物质时,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,或其他亲和作用性能的差异,进行反复的吸附和分配等作用,从而将各组分分开,达到分离和分析鉴定的目的。在这个过程中,流动的、被分离的混合物称为流动相,位置固定的物质(可以是固体或液体)称为固定相。
根据组分在固定相中的作用原理不同,色谱法大体上可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱(利用离子交换能力的不同进行分离)、电泳色谱(利用离子在电场作用下迁移速度的不同进行分离)、凝胶色谱(利用被分离物质相对分子质量大小的不同和在填料上渗透程度的不同进行分离)等。其中,吸附色谱主要以氧化铝、硅胶等为吸附剂,吸附剂将一些物质自溶液中吸附到它的表面。当用溶剂洗脱或展开时,由于吸附剂表面对不同化合物的吸附能力不同,不同化合物在同一种溶剂中的溶解度也不同,因此吸附能力强、溶解度小的化合物,移动的速率就慢一些;而吸附能力弱、溶解度大的化合物,移动的速率就快一些。分配色谱正是利用不同化合物在吸附剂和溶剂之间的分布情况不同而达到分离的目的。可以采用柱色谱和薄层色谱两种方式。
分配色谱主要是利用不同化合物在两种不相混溶的液体中的分布情况不同而得到分离,相当于一种溶剂连续萃取的方法。这两种液体分为固定相和流动相。固定相需要一种本身不起分离作用的固体吸住它,如纤维素、硅藻土等,称为载体;用作洗脱或展开的液体称为流动相。易溶于流动相的化合物,移动速率快一些;而在固定相中溶解度大的化合物,移动速率就慢一些。分配色谱的分离原理可在柱色谱、纸色谱、薄层色谱及纸色谱的操作中体现。
根据操作条件的不同,色谱法可分为纸色谱、柱色谱、薄层色谱、气相色谱及高效液相色谱等类型。每种色谱法各有其使用特点,一般来说,分离大量物质时,宜选用柱色谱法或高效液相色谱法;少量混合物的分离和分析鉴定,可选用薄层色谱法;液体混合物及有些遇热不分解的固体化合物的分离鉴定,可选用气相色谱法,气相色谱在仪器分析等课程中有相关介绍。
色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几个方面:
1.分离混合物
色谱法的分离效果远比分馏、重结晶等一般方法好。一些结构类似、理化性质相似的化合物混在一起,采用一般方法难以分离时,应用色谱法往往会取得理想的分离效果。(www.xing528.com)
2.精制提纯化合物
当有机化合物中含有少量结构类似的杂质不易除去时,可利用色谱法将杂质分开,得到纯净的化合物。
3.利用比移值(Rf)鉴定化合物
在一定条件下,纯粹的化合物在薄层色谱法或纸色谱法中都有一定的移动距离,即比移值(R f)。不同的化合物,其比移值(Rf)一般不同。因而,可根据比移值(Rf)的大小鉴别化合物的纯度或确定两种性质相似的化合物是否为同一种物质。为了确保结果的可靠性,应至少选用两种不同的溶剂体系进行比移值(Rf)的测定。
4.跟踪反应进程
在化学反应过程中,可用薄层色谱法或纸色谱法观察原料色点的逐渐消失,跟踪化学反应的进程,以寻找出该反应的最佳反应时间和达到的最高反应产率。
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