有机合成中展开剂的选择课件Word格式文档下载.docx
《有机合成中展开剂的选择课件Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机合成中展开剂的选择课件Word格式文档下载.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
我们在实验中，为了实现一个配体与其他杂质有效分离，曾经尝试了很多种的溶剂组合，最后才找到石油醚—EtOAc—HCOOH（5.5：
3.5：
0.1）混合溶剂。
一般把两种溶剂混合时,采用高极性/低极性的体积比为1/3的混合溶剂,如果有分开的迹象,再调整比例（或者加入第三种溶剂）,达到最佳效果；
如果没有分开的迹象（斑点较“拖”），最好是换溶剂。
对于在硅胶中这种酸性物质上易分解的物质，在展开剂里往往加一点点三乙胺，氨水，吡啶等碱性物质来中和硅胶的酸性。
（选择所添加的碱性物质，还必须考虑容易从产品中除去，氨水无疑是较好的选择。
）
分离效果的好坏和所用硅胶和溶剂的质量很有关系：
不同厂家生产的硅胶可能含水量以及颗粒的粗细程度，酸性强弱不同，从而导致产品在某个厂家的硅胶中分离效果很好，但在另一个厂家的就不行。
溶剂的含水量和杂质含量对分离效果都有明显的影响。
温度，湿度对分离效果影响也很明显，在实验中我们发现有时同一展开条件，上下午的Rf截然不同
。
展开剂的选择主要根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因素来考虑，在进行薄层层析时，首先应该知道未知化学成分的类型，其极性的大致归属，从提取液或从色谱柱的流动相极性可知，另外某样品里含多种化学成分先按极性不同大致分，然后细分，对于分离未知的化学物质，展开剂的选择也是一个摸索的过程，不应该仅仅从展开剂考虑，多因素综合衡量！
溶剂：
层析过程中溶剂的选择，对组分分离关系极大。
在柱层析时所用的溶剂（单一剂或混合溶剂）习惯上称洗脱剂，用于薄层或纸层析时常称展开剂。
洗脱剂的选择，须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这两者结合起来加以考虑在用极性吸附剂进行层析时，当被分离物质为弱极性物质，一般选用弱极性溶剂为洗脱剂；
被分离物质为强极性成分，则须选用极性溶剂为洗脱剂。
如果对某一极性物质用吸附性较弱的吸附剂（如以硅藻土或滑石粉代替硅胶），则洗脱剂的极性亦须相应降低。
在柱层操作时，被分离样品在加样时可采用于法，亦可选一适宜的溶剂将样品溶解后加入。
溶解样品的溶剂应选择极性较小的，以便被分离的成分可以被吸附。
然后渐增大溶剂的极性。
这种极性的增大是一个十分缓慢的过程，称为“梯度洗脱”，使吸附在层析柱上的各个成分逐个被洗脱。
如果极性增大过诀（梯度太大），就不能获得满意的分离。
溶剂的洗脱能力，有时可以用溶剂的介电常数（ε）来表示。
介电常数高，洗脱能力就大。
以上的洗脱顺序仅适用于极性吸附剂，如硅胶、氧化铝。
对非极性吸附剂，如活性炭，则正好与上述顺序相反，在水或亲水住溶剂中所形成的吸附作用，较在脂溶性溶剂中为强。
被分离物质的性质
被分离的物质与吸附剂，洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素，彼此紧密相连。
在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下，各个成分的分离情况，直接与被分离物质的结构与性质有关。
对极性吸附剂而言，成分的极性大，吸附住强。
当然，中草药成分的整体分子观是重要的，例如极性基团的数目愈多，被吸附的住能就会更大些，在同系物中碳原子数目少些，被吸附也会强些。
总之，只要两个成分在结构上存在差别，就有可能分离，关键在于条件的选择。
要根据被分离物质的性质，吸附剂的吸附强度，与溶剂的性质这三者的相互关系来考虑。
首先要考虑被分离物质的极性。
如被分离物质极性很小为不含氧的萜烯，或虽含氧但非极性基团，则需选用吸附性较强的吸附剂，并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。
但多数中药成分的极性较大，则需要选择吸附性能较弱的吸附剂（一般Ⅲ～Ⅳ级）。
采用的洗脱剂极性应由小到大按某一梯度递增，或可应用薄层层析以判断被分离物在某种溶剂系统中的分离情况。
此外，能否获得满意的分离，还与选择的溶剂梯度有很大关系。
现以实例说明吸附层析中吸附剂、洗脱剂与样品极性之间的关系。
如有多组分的混合物，象植物油脂系由烷烃、烯烃、舀醇酯类、甘油三酸醋和脂肪酸等组份。
如对于C-27甾体皂甙元类成分，能因其分字中羟基数目的多少而获得分离：
将混合皂甙元溶于含有5％氯仿的苯中，加于氧化铝的吸附柱上，采用以下的溶剂进行梯度洗脱。
如改用吸附性较弱的硅酸镁以替代氧化铝，由于硅酸镁的吸附性较弱，洗脱剂的极牲需相应降低，亦即采用苯或含5％氯仿的苯，即可将一元羟基皂甙元从吸附剂上洗脱下来。
这一例子说明，同样的中草药成分在不同的吸附剂中层析时，需用不同的溶剂才能达到相同的分离效果，从而说明吸附剂、溶剂和欲分离成分三者的相互关系。
（二）簿层层析：
薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。
一般将柱层析用的吸附剂撒布到平面如玻璃片上，形成一薄层进行层析时一即称薄层层析。
其原理与柱层析基本相似。
1．薄层层析的特点：
薄层层析在应用与操作方面的特点与柱层析的比较。
2．吸附剂的选择：
薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。
主要区别在于薄层层析要求吸附剂（支持剂）的粒度更细，一般应小于250目，并要求粒度均匀。
用于薄层层析的吸附剂或预制薄层一般活度不宜过高，以Ⅱ～Ⅲ级为宜。
而展开距离则随薄层的粒度粗细而定，薄层粒度越细，展开距离相应缩短，一般不超过10厘米，否则可引起色谱扩散影响分离效果。
3．展开剂的选择：
薄层层析，当吸附剂活度为一定值时（如Ⅱ或Ⅲ级），对多组分的样品能否获得满意的分离，决定于展开剂的选择。
中草药化学成分在脂溶性成分中，大致可按其极性不同而分为无极性、弱极性、中极性与强极性。
但在实际工作中，经常需要利用溶剂的极性大小，对展开剂的极性予以调整。
薄层色谱小知识
1、怎样提高点样效率？
点样是造成TLC定量误差的主要来源。
实验证明：
定量毛细管更适合较小体积的点样；
微量注射器更适合较大体积的点样。
这主要是因为微量注射器受小气泡、溶液回爬现象的影响较大。
为避免不同定量毛细管理体制的占样误差，建议一块薄层板上最好用同一只定量毛细管。
但应注意更换样品时，应将毛细管用超声波或不同极性溶课剂清洗干净。
在制备样品时，溶样溶剂黏度不能过高，以便于点样；
溶剂沸点过低则进样体积易变，过高则会改变展开剂组成；
对样品溶解度过高会使样点发生空心现象，常用的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮。
经典TLC样点原点一般为直径3mm点间距离1-2cm底边距离1.5cm;
HPLC样点原点一般为直径1mm点间距5mm底边距1cm.
2、展开剂的选择
TLC与HPLC相比，一个突出的优点就是流动相的选择具有更大的灵活性，流动相的选择的目的是使绝大部分样品的Rf值位于0.1－0.7之间并达到较好的分离，与此对应的是流动相要有适当的强度和组成。
流动相强度越大，溶质Rf值越大，但很可能降低分离能力；
另外单一溶剂很难分离较复杂的混合物、根据相似相溶原理，要使用多元溶剂体系。
一般展开剂体系选择如下：
根据分离样品性质、薄层色谱板性质选择一个二元溶剂体系，通过调节溶剂比例以寻求适合Rf值，适合的Rf值找到后，再寻求极性参数相同的二元溶剂体系两个，以这三个组成为三点组成一个三角形，则可看到：
三角形顶点是二元体系，边是三元体系，三角形内是四元体系，并且极性一致，可根据几何原理得出任一点组成，这种方法较为直观，也较简单。
3、TLC的通用显色方法
理想的显色希望灵敏度高，斑点颜色稳定、斑点与背景间的对比度好，斑点的大小及颜色的深度与物质的量成正比，在样品组成并不完全已知的情况下，通用显色方法显得尤为重要，通用显色方法主要有：
1、紫外照射法：
方便、不破坏样品；
2、碘蒸气法：
通用性强，与紫外法结合灵敏度高于该两法单独使用；
3、荧光试剂：
制造荧光背景，使原来紫外下无荧光物质被鉴别，有荧光物质更明显；
4、硫酸溶剂：
对绝大多数有机物有效，但有破坏性。
中药材薄层色谱展开系统之浅见
工作几年以来，主要运用薄层色谱分离方法对中药材成分进行分析。
薄层色谱直观的色彩图像表达方式是一大特点，通过各种展开剂的灵活运用可将中药材分成不同极性组分进行分离，充分展现出层析分离的意义。
根据这几年的摸爬滚打，反复实践，总结出一点展开系统的经验。
由于接触的药材有限，有些仍不够深入，因此观点可能有些片面，鄙薄之处望多多包涵！
说明：
以下使用的板为硅胶正相薄层板
1
黄酮类经典展开剂：
甲苯-乙酸乙酯-甲酸（5：
4：
1），该系统还可用于香豆素类，三萜类成分分离，比例应作适当调整。
2
正己烷-乙酸乙酯或环己烷-乙酸乙酯系统，可分离极性相对较小的系统，如单萜类，木脂素类成分。
可适当加甲酸，因己烷系统易使斑点扩散，甲酸对酸性成分分离有帮助。
3
乙酸乙酯-甲酸-冰醋酸-水（15：
1：
2）是甘草的展开系统，但其适用性很广，可用于中等极性的成分如绿原酸，DCQ，黄芩苷等。
人参系统氯仿-乙酸乙酯-甲醇-水（15：
40：
22：
10）（冰箱分层取上层溶液）也是一个不错的分离中等极性的展开剂。
4
若改变展开系统对分离帮助不大时，可考虑用变性板，如0.5％或1％NaOH溶液，0.1M
NaH2PO4，0.1M
Na2HPO4等。
变性板还可调整斑点的Rf值，可将其减低。
5
氯仿是药典和文献广泛使用的展开溶剂，由于毒性较大，现在正逐渐用其他溶剂替代。
有氯仿的两相系统易产生边缘效应，这与其沸点较低易挥发有关，若在其中加入些许酸或碱对分离可能产生意想不到的结果，特别是中药复方制剂时排除阴性干扰时，用量视情况而定。
总之，展开系统的千变万化使薄层色谱有了更多可操作可摸索的空间，因此有了更为丰富多彩的色谱图像，若能结合其它色谱得知化学成分的一一归属关系就更加深刻了。
柱层析和TLC操作关键
柱层析和TLC是有机化学工作者必须下苦功夫的两项实验技术。
这两项技术掌握与否，对于提高实验的效率至关重要。
常见的例子是：
在柱层析时，由于层析柱中的硅胶填料装得不均匀（没有填严实），使得柱子在淋洗过程中就因为出现太多气泡变花，导致分离效果不好。
更常见的例子是：
层析柱虽然装得不错，但是由于淋洗剂选择不恰当，结果导致几十毫克产品，用了几百毫升淋洗剂都还没有完全分离。
分离同样的东西，熟手可能只需要半个小时，而一个层析技术不过关的人可能半天都不能得到纯品。
由此可见，这两项技术掌握与否，对于提高工作效率，减轻工作量，减少有机溶剂的使用，从而对身心健康和环境保护都有明显的作用。
柱层析关键在于柱子是否装好和淋洗剂是否选择恰当。
而淋洗剂的选择则是通过TLC确定。
这里要指出的一点是：
TLC的作用除了跟踪反应进程，检测试剂和原料纯度外，一个重要的用途就是为柱层析选择适当的淋洗剂。
首先谈柱层析：
装柱子（添硅胶）时，有两种方法：
即湿法装柱和干法装柱，二者各有优劣。
不论干法还是湿法，硅胶（固定相）的上表面一定要平整，并且硅胶（固定相）的高度一般为15cm左右，太短了可能分离效果不好，太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。
湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后，再填入柱子中，然后再加压用淋洗剂“走柱子”，本法最大的优点是一般柱子装的比较结实，没有气泡。
干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶，然后再轻轻敲打柱子两侧，至硅胶界面不再下降为止，然后再填入硅胶至合适高度，最后再用油泵直接抽，这样就会使得柱子装的很结实。
接着是用淋洗剂“走柱子”，一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。
通常上面加压，下面再用油泵抽，这样可以加快速度。
干法装柱较方便，但最大的缺陷在于“走柱子”时，由于溶剂和硅胶之间的吸附放热（可以用手摸柱子明显感觉到），容易产生气泡，这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚，二氯甲烷更为明显。
虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉，但是，一旦撤去压力，如在上样、加溶剂等操作的时候，气泡就会释放出来，严重时，整个柱子变花，样品不可能平整地通过，当然也就谈不上分离了。
解决的办法是：
第一、硅胶一定要天结实；
第二、一定要用较多的溶剂“走柱子”，一定要到柱子的下端不再发烫，恢复到室温后再撤去压力。
也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂，防止添加溶剂的时候，使得样品层不再整齐。
但我的感觉是如果小心上样，添加溶剂，则没有这个必要。
上样也有干法和湿法之分：
干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。
如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。
干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。
湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。
然后用少量溶剂洗涤后，再加入。
湿法较方便，熟手一般采用此法。
上样完毕后，接着即用淋洗剂淋洗。
淋洗剂一般采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。
由于层析柱和薄板的不同，即使两者使用的硅胶都相同，但是在把TLC分析得到的展开剂用在柱层析时，也显得极性偏大，所以要稀释一倍，但又不能稀释太多，否则成了靠扩散作用来分离，效果也不会好。
接下来谈TLC，需要切记的是：
第一、某种样品在这种展开剂中只显示一个点，并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。
因此在寻找展开剂时，多尝试几种比例不同，成分不同的展开剂。
展开剂的极性太小，点分不开，极性太大，也分不开.一般以目标产物的Rf值在0.3左右为最佳。
第二、点不能点得太浓,否则容易重叠,不易判断,因为如果两个点相近的话,一浓就变成一个点了。
第三、板上点的展开的清晰程度和溶剂的极性和物质在该溶剂中的溶解性有关，只有两者比较合适了，才能有一个交好的分离效果。
甲醇
使用单一溶剂，往往不能达到很好的分离效果，往往使用混合溶剂通常使用一个高极性和低级性溶剂组成的混合溶剂，高极性的溶剂还有增加区分度的作用，常用的溶剂组合有：
Petroleum
ether/Ethyl
acetate,
ether/Acetone,
ether/Ether,
ether/CH2Cl2,
CH2Cl2/ethyl
ethyl
acetate/
MeOH,
CHCl3/
acetate
展开剂的比例要靠尝试.一般根据文献中报道的该类化合物用什么样的展开剂，就首先尝试使用该类展开剂，然后不断尝试比例，直到找到一个分离效果好的展开剂。
我在实验中，为了实现一个配体与其他杂质有效分离，曾经尝试了所有的溶剂用来两两组合后，最后才找到petroleum
ether/THF这类不常见的混合溶剂。
一般把两种溶剂混合时,采用高极性/低极性的体积比为1/3的混合溶剂,如果有分开的迹象,再调整比例,达到最佳效果，如果没有分开的迹象，最好是换溶剂。
当然，选择所添加的碱性物质，还必须考虑容易从产品中除去，氨水无疑是较好的选择。
这里要特别强调的一点是：
分离效果的好坏和所用硅胶和溶剂的质量很有关系。
温度对分离效果影响也很明显。
我们实验室没有空调，我在实验过程发现，在夏天分离相同的产品，所需的淋洗剂极性要比在冬天小很多，这一点大家也是可以理解的。
鉴于此，使用的硅胶，不用时一定要密封，防止吸潮。
TLC所用的硅胶板一定要保存在干燥器里面，或使用前在红外烘箱里干燥一段时间。
在利用TLC跟踪反应时，在点板的时候往往是反应体系的混和溶液点一个点A，每种难挥发的原料各点一个点B,C,
D等等，然后所有的原料和反应体系的混合溶剂再共同点
一个混合点X，这些点在板上的位置如图所示：
A
X
B
C
D
这样的好处是展开后可以清楚地看见每个点的位置，把A这个点展开后的各个层份的点与B,C,等原料比较，从而判断原料消失没有，点混合点X的目的在于，方便观察，因为有时候，板展开后，各点的位置有些变形，或者由于边缘效应等等，使得判断不易。
利用TLC判断物质的纯度时，往往要和NMR相结合，因为某种样品在这种展开剂中只显示一个点，并不等于在别的展开剂中也只显示一个点。
但有趣的是，由于H
NMR可鉴别的纯度也就在95%左右，有时候H
NMR现示较纯的东西，一点板就会发现有几个点。
所以，两者要结合使用。
但是自己以前的样品，则可以只通过点板来判断纯度。
补充一下
层析柱硅胶的用量一般是每分离1g产品使用30-100g硅胶柱子的形状比例一般是内径:
高度=1:
8~10展开剂尽量使用能够分开的极性最低的溶剂还有，湿法装柱子的时候本人认为最好是先在底部装有石英砂的柱子中预加溶剂再按湿法加料这样能保证一开始加入的填料处于全湿状态,杜绝气泡刚装的柱子在一段时间内可能会有长度变短的现象所以可以给它一个稳定时间后再投入使用
在作中药材薄层层析时，很多药材因为含有羧基或者氨基会造成跑板拖尾现象或者重叠，这将难以和标准品比对。
建议大家汉羧基的药可在展开剂里面加少量羧酸，含氨基的药可以在展开剂里面加少量三乙胺。
中药做薄层鉴别时，需要检测的主要成分，其性质应该与提取方法、展开剂极性、显色条件相适应。
比如生物碱类成分，多显碱性，因此提取方法多为碱性氯仿回流，展开剂中肯定有浓氨或二乙胺，显色用碘化铋钾试液。
再如黄酮类，不论是黄酮苷还是苷元，分子结构中都有酚羟基而显酸性，所以提取方法多为用乙酸乙酯在酸水中萃取，展开剂多用甲苯-乙酸乙酯-甲酸
系列，显色剂5%三氯化铝乙醇溶液或1%三氯化铁乙醇溶液。
另外，做薄层时，建议用甲醇处理一份供试品溶液备用，他的内容囊括了你需要检验的所有成分，如果某个薄层你做不出来，就可以用这份供试品溶液复核，如果有斑点，改进一下你的制备方法就可以了；
如果还没有，就考虑是你样品的问题了。
作中药槟榔的薄层鉴别时,用浓氨试液调PH一定要准确,否则无斑点出现.
石油迷&
lt;
己烷&
苯&
乙醚&
THF&
乙酸乙酯&
丙酮&
乙醇&
甲醇使用单一溶剂，往往不能达到很好的分离效果，往往使用混合溶剂通常使用一个高极性和低级性溶剂组成的混合溶剂，高极性的溶剂还有增加区分度的作用，常用的溶剂组合有：
Petroleumether/Ethylacetate,petroleumether/Acetone,Petroleumether/Ether,
Petroleumether/CH2Cl2,
ethylacetate/MeOH,CHCl3/ethylacetate
展开剂的比例要靠尝试.一般根据文献中报道的该类化合物用什么样的展开剂，就首先尝试使用该类展开剂，然后不断尝试比例，直到找到一个分离效果好的展开剂。
很多时候,展开剂的选择要靠自己不断变换展开
升级会员 