层析分离法.doc

第三章层析分离法
1. 主要教学目标:学习和掌握柱色谱、纸色谱和薄层色谱法的原理、技术和应用。
2. 教学方法和手段:采用板书及与多媒体课件相结合,课堂上师生互动,采用启发式和提问式的教学方式,并且课堂上学时成绩。
3. .教学重点及难点:柱层析及基本理论;纸色谱
色谱法又称层析法,是一种广泛应用的分离方法。
色谱分析法是在1906年由俄国植物学家Tsweet首先系统地提出,他将叶绿素的石油醚液流经装有CaCO3的管柱,并继续以石油醚淋洗时,发现由于CaCO3对于叶绿素中各种色素吸咐能力的不同而使它们彼此分离,于是管中出现不同颜色的谱带,如图3─1所示。
图3-1 Tsweet的色谱工作图
尤如光谱一样,这样就有可能对它们进行定性分析和定量测定,于是他将这种彩色分层物定义为层析谱,而将这种分析方法称为色谱分析法。色谱法(Chromatograph)这—名词是由希腊字“Chroniatus”(颜色)和“graphein”(记录)二字合并而成。并发表了“植物界的色素”专论。到1931年,Kuhn和Leaerer又成功地适用Tsweet的方法分离了植物的色素,才使这一方法得到公认和广泛应用。
1935年人工合成离子交换树脂后,为离子交换色谱的广泛应用提供了物质基础。
1938年苏联的Izmailo等创立了薄层色谱法,主要是用于药物分析,应用于无机物分析则是50
年代末才开始的。应用于稀土元素的分离是1964年由Pterce开始的。
1941年Martin和Synge首先介绍了分配色谱法,并将蒸馏塔板理论应用于色谱分离中,使色谱方法在理论上向前推进了一步。
1944年Consden,Cordon和Martin首先开始了纸色谱法,Martin和Synge并用此法成功地分离了氨基酸的各种成份,获得1952年的诺贝尔奖。
1947年美国的Boyd和Spedng等人发表一系列论文,报告他们应用离子交换色谱法分离裂变产物和稀土元素混合物的情况。
1952年Martin和Games开创了气一液色谱的新领域。20世纪60年代末,,它与分光光度、库仑、电导、荧光等方法联用,可使分离和检测实现自动化。
到目前为止,各种色谱还在不断发展,色谱设备日益完善,操作技术不断突破,色谱分析法已成为近代化学中最重要的分离分析手段之一。
色谱法有许多分支,但在色谱分析过程中总是由一种流动相(例如Tsweet工作的石油醚),带着被分离物质(如叶绿素)流经固定相(如CaCO3),从而使分离物中各组分分离。它有许多分类方法。

按流动相和固定相性质不同分类
流动相固定相色谱分析法种类
固体气固色谱法
气体气相色谱(气相层析)
液体气液色谱法
固体液固色谱法
液体液相色谱(液相层析)
液体液液色谱法
按操作形式分类
①柱色谱:柱色谱顾名思义就是将固定相(如硅胶、氧化铝、氧化铝、碳酸钙、淀粉、纤维素),离子交换(树脂等)
装人一根被称为色谱柱的玻璃瓶中,这种色谱柱通常又称为“层析柱”或“分离柱”。
②纸色谱:利用滤纸作为固定相,让样品溶液在其上展开,达到分离鉴定的目的。
③薄层色谱:将吸附剂研成粉末,再压成或涂成薄膜,然后用与纸色谱相类似的方法操作。

按分离过程的原理不同分类
①吸附色谱:固定相为吸附剂,利用吸附剂表面对被分离组分吸附能为强弱的差异性进行分离。气固色谱和液固色谱属这一类。
②分配色谱;是利用各个被分离组分在固定相和流动相两相间分配系数的不同来进行分离的。气液色谱和液液色谱属于这一类。
③离子交换色谱:以离子交换剂作固定相,利用各种组分的离子交换亲和力的差异来进行分离。
④凝胶色谱:又称排阻色谱。用凝胶作固定相,利用凝胶对分子大小不同的组分所产生阻滞作用的差异来进行分离。
气相色谱和高效液相色谱属于仪器分析,这里不作表述。本章重点介绍柱色谱、纸色谱和薄层色谱。

色谱分离法的特点
(1)高选择性:色谱分析的高选择性主要表现在它能对性质极为相似的物质,例如有机化合物中的各种类型的异构体(顺反异构体、旋光异构体、芳香烃中邻位、间位、对位异构体等),又如氢同位素氢(H)、氘(D)、及氘(T)可以形成的六种氢分子,这些异构体和同位数,原则上都可以用色谱方法进行分离测定。
(2)高效能:是指色谱可以分离分配系数接近的组分,从而可以分析极为复杂的化合物。这是因为在分离的全过程中,可以认为是无限个流动相在无限个固定相中移动,物质即在两相中作无限次抽提、溶解,再抽提、再溶解的过程,尽管它们之间分配系数差异不大,但经反复抽提,溶解的结果,使微小的差异积累成