液相基本原理和主要分离的类型

液相基本原理和主要分离的类型2023/4/12第1页，共28页，2023年，2月20日，星期日一、液-固吸附色谱

liquid-solidadsorption

chromatography

固定相：固体吸附剂为，如硅胶、氧化铝等，较常使用的是5～10μm的硅胶吸附剂；

结构类型：全多孔型和薄壳型；粒度：5～10μm；

流动相：各种不同极性的一元或多元溶剂。

基本原理：组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸；适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性；

缺点：非线形等温吸附常引起峰的拖尾；2023/4/12第2页，共28页，2023年，2月20日，星期日影响k的因素：与固定相性质和流动相性质有关溶质分子极性↑，洗脱能力↓，k↑，tR↑

溶剂系统极性↑，洗脱能力↑，k↓，tR↓注：调节溶剂极性，可以控制组分的保留时间出柱顺序：强极性组分后出柱，弱极性组分先出柱硅胶吸水量↑，LSC→LLC硅胶含水量较小吸附色谱硅胶极性较大硅胶含水量>17%分配色谱硅胶失活→载体吸附的水→固定液2023/4/12第3页，共28页，2023年，2月20日，星期日练习：1.在液相色谱中，吸附色谱特别适合于分离（），梯度洗脱用于分离（）A异构体B沸点相近，官能团相同的试样C沸点相差大的试样D极性范围变化宽的试样2.吸附作用在下面哪种色谱方法中起主要作用（）A液液色谱B液固色谱C键合相色谱D离子交换色谱法3.在液相色谱中，常用作固定相，又可用作键合相基体的物质是()A分子筛B硅胶C氧化铝D活性炭2023/4/12第4页，共28页，2023年，2月20日，星期日二、化学键合相色谱

Chemicallybondedphases

chromatography固定相与流动相均为液体（互不相溶）；

基本原理：组分在固定相和流动相上的分配；

流动相：对于亲水性固定液，采用疏水性流动相，即流动相的极性小于固定液的极性（正相

normalphase），反之，流动相的极性大于固定液的极性（反相

reversephase）。正相与反相的出峰顺序相反；

Chemicallybondedstationaryphases

：（将各种不同基团通过化学反应键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上。C-18柱（反相柱）。2023/4/12第5页，共28页，2023年，2月20日，星期日化学键合固定相:目前应用最广、性能最佳的固定相；

a.硅氧碳键型：≡Si—O—C

b.硅氧硅碳键型：≡Si—O—Si—

C

稳定，耐水、耐光、耐有机溶剂，应用最广；

c.硅碳键型：≡Si—C

d.硅氮键型：≡Si—N2023/4/12第6页，共28页，2023年，2月20日，星期日化学键合固定相的特点（1）传质快，表面无深凹陷，比一般液体固定相传质快；（2）寿命长，化学键合，无固定液流失，耐流动相冲击；耐水、耐光、耐有机溶剂，稳定；（4）选择性好，可键合不同官能团，提高选择性；（5）有利于梯度洗脱；存在着双重分离机制：(键合基团的覆盖率决定分离机理)高覆盖率：分配为主；低覆盖率：吸附为主；

2023/4/12第7页，共28页，2023年，2月20日，星期日（一）反相键合相色谱1．分离机制：疏溶剂理论流动相与溶质排斥力强，作用时间↑

k↑，组分tR↑

流动相与溶质排斥力弱，作用时间↓，

k↓，组分tR↓2．固定相：极性小的烷基键合相

C8柱，C18柱（ODS柱——HPLC约80%问题）3．流动相：极性大的甲醇-水或乙腈-水流动相极性>固定相极性底剂+有机调节剂（极性调节剂）

例：水+甲醇，乙腈，THF2023/4/12第8页，共28页，2023年，2月20日，星期日（二）正相键合相色谱1．分离机制：溶质分子与固定相之间定向作用力、诱导力、或氢键作用力2．固定相：极性大的氰基或氨基键合相3．流动相：极性小（同LSC）底剂+有机极性调节剂

例：正己烷+氯仿-甲醇，氯仿-乙醇2023/4/12第9页，共28页，2023年，2月20日，星期日4．流动相极性与k的关系：流动相极性↑，洗脱能力↑，组分tR↓，k↓5．出柱顺序：结构相近组分，极性小的组分先出柱极性大的组分后出柱6．适用：氰基键合相与硅胶的柱选择性相似（极性稍小）分离物质也相似氨基键合相与硅胶性质差别大，碱性分析极性大物质、糖类等2023/4/12第10页，共28页，2023年，2月20日，星期日练习：1.在150cm×φ2mm硅胶柱中流动相为己烷/甲醇（150:2），紫外检测器条件下分离丙烯酰胺，判断以下组分的出峰顺序，为什么？

AB2.在硅胶柱上，用甲苯为流动相，某组分的保留时间为30min，如果改用四氯化碳或乙醚为流动相，试指出选用哪种溶剂能减小该组分的保留时间？为什么？2023/4/12第11页，共28页，2023年，2月20日，星期日3.测定邻氨基苯酚中微量杂质苯胺，现有下列固定相：硅胶、ODS键合相，下列流动相：水/甲醇，异丙醚/己烷，应选用哪种固定相和流动相？为什么？2023/4/12第12页，共28页，2023年，2月20日，星期日三、离子交换色谱

ion-exchange

chromatography

固定相：cationexchangeresinsoranionexchangeresins;

结构类别：（1）薄壳型离子交换树脂薄壳玻璃珠为担体，表面涂约1%的离子交换树脂；（2）离子交换键合固定相薄壳键合型；微粒硅胶键合型（键合离子交换基团）

树脂类别：（1）阳离子交换树脂（强酸性、弱酸性）（2）阴离子交换树脂（强碱性、弱碱性）

2023/4/12第13页，共28页，2023年，2月20日，星期日

流动相：

阴离子交换树脂作固定相，采用碱性水溶液；阳离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液；

基本原理：组分在固定相上发生的反复离子交换反应；组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长；阳离子交换：R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

阴离子交换：R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-

应用：离子及可离解的化合物，氨基酸、核酸等。2023/4/12第14页，共28页，2023年，2月20日，星期日四、离子色谱

ionchromatography

离子色谱是在20世纪70年代中期发展起来的一种技术，其与离子交换色谱的区别是其采用了特制的、具有极低交换容量的离子交换树脂作为柱填料，并采用淋洗液抑制技术和电导检测器，是测定混合阴离子的有效方法。有关内容将在第八章第六节中讲授。2023/4/12第15页，共28页，2023年，2月20日，星期日五、离子对色谱

ionpairchromatography

原理：将一种（或多种）与溶质离子电荷相反的离子（对离子或反离子）加到流动相中使其与溶质离子结合形成疏水性离子对化合物，使其能够在两相之间进行分配；

阴离子分离：常采用烷基铵类，如氢氧化四丁基铵或氢氧化十六烷基三甲铵作为对离子；

阳离子分离：常采用烷基磺酸类，如己烷磺酸钠作为对离子；

反相离子对色谱：非极性的疏水固定相(C-18柱)，含有对离子Y+的甲醇-水或乙腈-水作为流动相，试样离子X-进入流动相后，生成疏水性离子对Y+

X-后；在两相间分配。适用：较强的有机酸、碱2023/4/12第16页，共28页，2023年，2月20日，星期日（1）软质凝胶葡聚糖凝胶、琼脂凝胶等。多孔网状结构；水为流动相。适用于常压排阻分离。（2）半硬质凝胶苯乙烯-二乙烯基苯交联共聚物，有机凝胶；非极性有机溶剂为流动相，不能用丙酮、乙醇等极性溶剂（3）硬质凝胶多孔硅胶、多孔玻珠等；化学稳定性、热稳定性好、机械强度大，流动相性质影响小，可在较高流速下使用。可控孔径玻璃微球，具有恒定孔径和窄粒度分布。六、排阻色谱色谱

size-exclusionchromatography固定相：凝胶(具有一定大小孔隙分布)；2023/4/12第17页，共28页，2023年，2月20日，星期日

原理：按分子大小分离。小分子可以扩散到凝胶空隙，由其中通过，出峰最慢；中等分子只能通过部分凝胶空隙，中速通过；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶剂分子小，故在最后出峰。全部在死体积前出峰；可对相对分子质量在100-105范围内的化合物按质量分离2023/4/12第18页，共28页，2023年，2月20日，星期日七、亲和色谱(AC)

Affinitychromatograph

原理：利用生物大分子和固定相表面存在的某种特异性亲和力，进行选择性分离。

先在载体表面键合上一种具有一般反应性能的所谓间隔臂(环氧、联胺等)，再连接上配基(酶、抗原等)，这种固载化的配基将只能和具有亲和力特性吸附的生物大分子作用而被保留。改变淋洗液后洗脱。2023/4/12第19页，共28页，2023年，2月20日，星期日八、分离类型选择

choiceofseparationtypes2023/4/12第20页，共28页，2023年，2月20日，星期日1．根据相对分子质量选择相对分子质量十分低的样品，其挥发性好，适用于气相色谱。标准液相色谱类型（液一固、液一液、及离子交换色谱）最适合的相对分子质量范围是20O～2000。对于相对分子质量大于2000的样品，则用尺寸排阻法为最佳。2．根据溶解度选择弄清样品在水、异辛烷、苯、四氯化碳、异丙醇中的溶解度是很有用的。如果样品可溶于水并属于能离解物质，以采用离子交换色谱为佳；如样品可溶于烃类（如苯或异辛烷），则可采2023/4/12第21页，共28页，2023年，2月20日，星期日用液一固吸附色谱；如样品溶解于四氯化碳，则多采用常规的分配和吸附色谱分离；如样品既溶于水又溶于异丙醇时，常用水和异丙醇的混合液作液一液分配色谱的流动相，以憎水性化合物作固定相。3．根据分子结构选择用红外光谱法，可预先简单地判断样品中存在什么官能团。然后，确定采用什么方法合适。例如，酸、碱化合物用离子交换色谱；脂肪族或芳香族用液一液分配色谱、液一固吸附色谱；异构体用液一固吸附色谱；同系物不同官能团及强氢键的用液一液分配色谱。

2023/4/12第22页，共28页，2023年，2月20日，星期日九、HPLC的应用

applicationofHPLC

1.环境中有机氯农药残留量分析

固定相：薄壳型硅胶(37～50m)流动相：正己烷流速：1.5mL/min色谱柱：50cm2.5mm(内径)检测器：示差折光检测器

可对水果、蔬菜中的农药残留量进行分析。2023/4/12第23页，共28页，2023年，2月20日，星期日2.稠环芳烃的分析

稠环芳烃多为致癌物质。

固定相：十八烷基硅烷化键合相流动相：20%甲醇-水～100%甲醇线性梯度淋洗，2%/min

流速：1mL/min

柱温：50ºC柱压：70104Pa

检测器：紫外检测器2023/4/12第24页，共28页，2023年，2月20日，星期日1.高效液相色谱法之所以高效，是由于采用（）A较高的流动相速率B高灵敏的检测器C粒径小，孔浅而且均一的填料2.下列检测器不能用于梯度洗脱的是（）A紫外吸收检测器B示差折光检测器C荧光检测器3.在高效液相色谱中，溶剂极性降低，溶质保留值会降低的是（）A正相液相色谱B反相液相色谱C尺寸排阻色谱2023/4/12第25页，共28页，2023年，2月20日，星期日4.尺寸排阻色谱中，A组分的相对分子质量是B组分的2倍，两者的相对分子质量都在该柱的相对分子质量分离范围内，那么出峰顺序为（)AB、ABA、BC同时流出5.采用离子交换色谱分离酚类样品时，流动相pH从比它的pKa小一个单位，改变到大一个单位