① 什麼是正相鍵合相色譜法什麼是反相鍵合相色譜法
正相鍵合相色譜法
1. 氰基與氨基化學鍵合相
是正相鍵合色譜法較常用的固定相。流動相與以硅膠為固定相的吸附色譜法的流動相相似,也是烷烴(常用正已烷等)加適量極性調整劑而構成。氰基鍵合相的分離選擇性與硅膠相似,但極性小於硅膠,即用相同的流動相及其它條件相同時,同一組分的保留時間將小於硅膠。許多需用硅膠柱分離的課題,可用氰基鍵合相柱完成。氨基鍵合相與硅膠的性質有較大差異,前者為鹼性;後者為酸性。在作正相洗脫時,表現出不同的選擇性。氨基鍵合相色譜柱是分析糖類最重要的色譜柱,也稱為碳水化合物柱。
2. 分離機制
主要靠范德華作用力的定向作用力、誘導作用力或氫鍵作用力。例如,用氨基鍵合相分離極性化合物時,主要靠被分離組分的分子與鍵合相的氫鍵作用力的強弱差別而分離,如對糖類的分離等。若分離含有芳環等可誘導極化的非極性樣品,則鍵合相與組分分子間的作用力,主要是誘導作用力。
3. 流動性的極性與容量因子的關系
在作正相洗脫時,流動相的極性增大,洗脫能力增加,K減小,t減小;反之k與t增大。分離結構相近的組分時,極性大的組分後出柱。
反相鍵合相色譜法
典型的反相鍵合色譜法是用非極性固定相和極性流動相組成的色譜體系。固定相,常用十八烷基(ODS或C)鍵合相;流動相常用甲醇-水或乙腈-水。非典型反相色譜系統,用弱極性或中等極性的鍵合相和極性大於固定相的流動相組成。
(1) 分離機制 反相鍵合相表面具有非極性烷基官能團,及未被取代的硅醇基。硅醇基具有吸附性能,剩餘硅醇基的多寡,視覆蓋率而定。簡要介紹疏溶劑理論。
疏溶劑理論:當一個非極性溶質或溶質分子中的非極性部分與極性溶劑相接觸時,相互產生斥力,自由能(G)增加,熵減小,不穩定性增加。根據熱力學第二定律,系統由不穩定到穩定是自發的,即熵增加是自發的。因此,為了彌補熵的損失,溶質分子中非極性部分結構的取向,將導致在極性溶劑中形成一個「容腔」,這種效應稱為疏溶劑或疏水效應。該理論認為,在鍵合相反相色譜法中溶質的保留主要不是由於溶質分子與鍵合相間的色散力,而是溶質分子與極性溶劑分子間的排斥力,促使溶質分子與鍵合相的烴基發生疏水締合,且締合反應是可逆的。容量因子k與自由能變化△G的關系如下式:
lnk=lnV/V-△G/RT (8·5)
上式中的R為理想氣體常數、T為熱力學溫度、V是色譜柱中鍵合相表面所鍵合的官能團的體積,V是色譜柱中流動相的體積。該式說明△G越大,被分離組分的k越小,保留時間越短。
(2)★★流動相的極性與容量因子的關系 流動相的極性增大,洗脫能力降低,溶質的k增大,t增大;反之,k與t減小。分離結構相近的組分時,極性大的組分先出柱。
(3) 特點 反相色譜法是應用最廣的色譜法,主要用於分離非極性至中等極性的各類分子型化合物,因為鍵合相表面的官能團不流失,溶劑的極性可以在很大范圍內調整,因此應用范圍很寬。由它派生的反相離子對色譜法與離子抑制色譜法,可以分離有機酸、鹼、鹽等離子型化合物。用反相液相色譜法,可以解決80%左右的液相色譜課題。因此,必須給予反相色譜法足夠的重視。對於結構異構體等難分離物質的分離,則應選用吸附色譜法。
② 固相萃取、柱色譜和化學鍵合色譜的區別
從發展歷史先後講吧
最老的是柱色譜,也叫柱層析,當初分離葉綠素的時候,就是用碳酸鈣等粉末填在柱子里做的。 後來又簡化出薄層色譜。
化學鍵合色譜,是對固定相而言,用什麼碳酸鈣、硅藻土做固定相雖然經典,但適用面不夠廣。後來利用化學反應通過共價鍵將有機分子鍵合在載體(硅膠)表面,形成均一、牢固的單分子薄層而構成的固定相。其分離機理為吸附和分配兩種機理兼有。擴大了可分離物質的范圍。
固相萃取,是從萃取原理發展來的,色譜和萃取一樣使用了分配比的概念,所以相當不容易理解。固相萃取也是用了一根柱子,外形像柱色譜,固定相又是用的化學鍵合物質,可以說就是一種小型的化學鍵合固定相柱色譜。 因為流程短,不太適合做色譜的復雜混合物分離,但是作為從復雜混合物中萃取出一兩種目標物的方法,是極為方便的。使用中需要注意的是:色譜為了保證色層的穩定,不允許流動相發生斷流,在固定相中產生氣泡;而固相萃取相反,目標物是保留在固定相中的,也無所謂色層的穩定,要求改變流動相之前,要把前一種流動相打空,然後才進後一種流動相,准確地講,是洗脫劑。
都是從外形或者功能上進行命名的,化學上的東西是很靈活的,如果有需要,用固相萃取小柱充當層析柱也不是禁止的。
③ 剛進一家電子廠,進了鍵合車間,操作機器一點不會,還請大神指點一些關於鍵合的基礎知識
如果將固定液機械地塗漬在載體上組成固定相,盡管選用與固定液不互溶的溶劑作流動相,但在色譜過程中固定液仍會有微量溶解,以及流動相經過色譜柱的機械沖擊,固定相會不斷流失,即使將流動相預先用固定相液體飽和或在色譜柱前加一個前置柱,使流動相先通過前置柱,再進入色譜柱,但仍難以完全避免固定液的流失。
20世紀70年代初發展了一種新型的固定相-化學鍵合固定相。這種固定相是通過化學反應把各種不同的有機基團鍵合到硅膠(載體)表面的游離羥基上,代替機械塗漬的液體固定相。這不僅避免了液體固定相流失的困擾,還大大改善了固定相的功能,提高了分離的選擇性,化學鍵合色譜適用於分離幾乎所有類型的化合物。
根據鍵合相與流動相之間相對極性的強弱,可將鍵合相色譜分為極性鍵合相色譜和非極性鍵合相色譜。在極性鍵合相色譜中,由於流動相的極性比固定相極性要小,所以極性鍵合相色譜屬於正相色譜。弱極性鍵合相既可作為正相色譜,也可作為反相色譜。但通常所說的反相色譜系指非極性鍵合色譜。反相色譜在現代液相色譜中應用最為廣泛。
一、化學鍵合固定相鍵合類型
化學鍵合固定相一般都採用硅膠(薄殼型或全多孔微粒型)為基體。在鍵合反應之前,要對硅膠進行酸洗、中和、乾燥活化等處理,然後再使硅膠表面上的硅羥基與各種有機物或有機硅化合物起反應,制備化學鍵合固定相。鍵合相可分為四種鍵型:
(1)硅酸酯型(=Si-O-C=)鍵合相
將醇與硅膠表面的羥基進行酯化反應,在硅膠表面形成(=Si-O-C=)鍵合相。反應生成單分子層鍵合相。一般用極性小的溶劑洗脫,分離極性化合物。
(2)硅氮型(=Si-N=)鍵合相
如果用SOCl2將硅膠表面的羥基先轉化成鹵素(氯化),再與各種有機胺反應,可以得到各種不同極性基因的鍵合相。
可用非極性或強極性的溶劑作為流動相。
(3)硅碳型(=Si-C=)鍵合相
將硅膠表面氯化後,使Si-Cl鍵轉化為Si-C鍵。在這類固定相中,有機基團直接鍵合在硅膠表面上。
(4)硅氧烷型(=Si-O-Si-C=)鍵合相
將硅膠與有機氯硅烷或烷氧基硅烷反應制備。這類鍵合相具有相當的耐熱性和化學穩定性,是目前應用最為廣泛的鍵合相。
Si-O對酸較穩定,對鹼不穩定,當PH>9,Si-O發生斷裂,所以應在PH小於9的條件下使用;對於Si-C耐溫,可以在較高的溫度條件下使用,但是對酸不穩定,當PH<2時,Si-C發生斷裂。Si-N由於不能在含水條件下使用,所以一般修飾後用於硅烷化試劑。
二、反相鍵合相機理
在反相色譜中,一般採用非極性鍵合固定相,如硅膠-C18H37(簡稱O D S或C18)硅膠-苯基等,用強極性的溶劑為流動相,如甲醇/水,乙腈/水,水和無機鹽的緩沖液等。
目前,對於反相色譜的保留機制還沒有一致的看法,大致有兩種觀點:一種認為屬於分配色譜,另一種認為屬於吸附色譜。
分配色譜的作用機制是假設混合溶劑(水+有機溶劑)中極性弱的有機溶劑吸附於非極性烷基配合基表面,組分分子在流動相中與被非極性烷基配合基所吸附的液相中進行分配。
吸附色譜的作用機制是把非極性的烷基鍵合相,看作是在硅膠表面上覆蓋了一層鍵合的十八烷基的「分子毛」,這種「分子毛」有強的疏水特性。當用水與有機溶劑所組成的極性溶劑為流動相來分離有機化合物時,一方面,非極性組分分子或組分分子的非極性部分,由於疏溶劑的作用,將會從水中被「擠」出來,與固定相上的疏水烷基之間產生締合作用。另一方面,被分離物的極性部分受到極性流動相的作用,使它離開固定相,減少保留值,此即解締過程。顯然,這兩種作用力之差,決定了分子在色譜中的保留行為。
一般地,固定相的烷基配合基或分離分子中非極性部分的表面積越大,或者流動相表面張力及介電常數越大,則締合作用越強,分配比也越大,保留值越大。
在反相鍵合相色譜中,極性大的組分先流出,極性小的組分後流出。
三、正相鍵合相機理
在正相色譜中,一般採用極性鍵合固定相,硅膠表面鍵合的是極性的有機基團,鍵合相的名稱由鍵合上去的基團而定。最常用的有氰基(-C N)、氨基(-NH2)、二醇基(DIOL)鍵合相。流動相一般用比鍵合相極性小的非極性或弱極性有機溶劑,如烴類溶劑,或其中加入一定量的極性溶劑(如氯仿、醇、乙腈等),以調節流動相的洗脫強度。通常用於分離極性化合物。
一般認為正相色譜的分離機制屬於分配色譜。組分的分配比K值,隨其極性的增加而增大,但隨流動相中極性調節劑的極性增大(或濃度增大)而降低。同時,極性鍵合相的極性越大,組分的保留值越大。
該法主要用於分離異構體,極性不同的化合物,特別是用來分離不同類型的化合物。
四、離子性鍵合相
當以薄殼型或全多孔微粒型硅膠為基質化學各種離子交換基團如-SO3H , -CH2NH2 , -COOH , -CH2N(CH3)Cl等時,形成了所謂的離子性鍵合色譜。其分離原理與離子交換色譜一樣,只是填料是一種新型的離子交換劑而已。
五、化學鍵合色譜具有下列優點:
(1)適用於分離幾乎所有類型的化合物。一方面通過控制化學鍵合反應,可以把不同的有機基團鍵合到硅膠表面上,從而大大提高了分離的選擇性;另一方面可以通過改變流動相的組成合乎種類來有效地分離非極性、極性和離子型化合物。
(2)由於鍵合到載體上的基團不易被剪切而流失,這不僅解決了由於固定液流失所帶來的困擾,還特別適合於梯度洗脫,為復雜體系的分離創造了條件。
(3)鍵合固定相對不太強的酸及各種極性的溶劑都有很好的化學穩定性和熱穩定性。
(4)固定相柱效高,使用壽命長,分析重現性好。
④ 在高效液相色譜法中,與液體固相相比較,化學鍵合固定相有何優點
化學鍵合固定相的有點:
1使用過程不流失
2化學性能穩定
3熱穩定性好
4載樣量大
5適宜做梯度洗脫
⑤ 高效液相色譜法中化學鍵合固定相有哪些優點
穩定,可靠,貌似現在都是化學反應鍵合啊
⑥ 化學鍵合相的優點有
利用化學鍵鍵合到載體上的固定相
優點為,不易為洗脫
⑦ 比較正相化學鍵合相色譜和反相化學鍵合相色譜的異同點
是正相鍵合色譜法較常用的固定相.流動相與以硅膠為固定相的吸附色譜法的流動相相似,也是烷烴(常用正已烷等)加適量極性調整劑而構成.氰基鍵合相的分離選擇性與硅膠相似,但極性小於硅膠,即用相同的流動相及其它條件相同時,同一組分的保留時間將小於硅膠.許多需用硅膠柱分離的課題,可用氰基鍵合相柱完成.氨基鍵合相與硅膠的性質有較大差異,前者為鹼性;後者為酸性.在作正相洗脫時,表現出不同的選擇性.氨基鍵合相色譜柱是分析糖類最重要的色譜柱,也稱為碳水化合物柱.
⑧ 什麼是化學鍵合固定相有什麼優點
利用化學反應將固定液的官能團鍵合在載體表面形成的固定相稱為化學鍵合固定相.
優點:①固定相表面沒有液坑,比一般液體固定相傳質快的多.
②無固定相流失,增加了色譜柱的穩定性及壽命.
③可以鍵合不同的官能團,能靈活地改變選擇性,可應用與多種色譜類型及樣品的分析.
④有利於梯度洗提,也有利於配用靈敏的檢測器和餾分的收集.