薄层色谱

色谱法

色谱法是有机化学中用于根据化合物在两个不同相之间的溶解度差异来分离混合物中的化合物的技术。其概念类似于液-液萃取，只是在色谱中，两相由固定相和流动相组成。固定相是固体（通常是微量水凝胶珠），而流动相是载体溶剂。

在传统色谱法中，固定相被填充到一个垂直柱中，溶液混合物被引入塔的顶部。当混合物流过固定相时，化合物根据其结构和极性在固定相和流动相之间分配，形成离散的谱带。与固定相相互作用较弱的溶质更快地通过色谱柱并首先退出或洗脱。与固定相相互作用更强的溶质缓慢通过色谱柱，然后洗脱。可以单独收集条带，以便分离和纯化混合物中的化合物。

色谱有几种类型，每种类型都利用不同的化学特性来实现分离。例如，在离子交换色谱法中，固定相磁珠可以带正电或带负电，仅吸引带相反电荷的分子。在体积排阻色谱中，多孔固定相由琼脂糖或葡聚糖聚合物等微珠组成。较小的分子更容易进入孔隙，而较大的分子则流过孔隙并更快地洗脱。

薄层色谱

薄层色谱 （TLC） 是一种根据化合物极性分离化合物的色谱技术。与传统色谱一样，TLC 系统有三个组成部分:固定相、流动相和溶质。然而，与传统色谱不同的是，固定相在板上以薄层排列，而不是填充到色谱柱中。TLC 最常使用极性硅胶（二氧化硅的一种形式）作为固定相。固定相由于其表面的 OH 基团而形成氢键。

首先，用铅笔在 TLC 板的底部画一条起跑线。使用细毛细管在起跑线上点样被分析的化合物或混合物。然后，将板的底部浸入流动相中，流动相通常是一种极性比固定相低的有机溶剂。溶剂通过毛细管作用沿板向上移动，通过溶质点并携带一些每种组分。

当溶剂沿板向上移动时，组分被分配到流动相或固定相。如果组分是极性的，则它与极性固定相的相互作用更多。它移动缓慢，仅在 TLC 板上移动一小段距离。如果样品组分的极性较低——并且在流动相中的溶解度高于在固定相中的溶解度——它与流动相的相互作用更多，并在 TLC 板上移动得更远。组分和流动相的极性程度对于了解和预测分离至关重要。

TLC 板通常包含一种 UV 反应性荧光染料，该染料将在 254 纳米的紫外线源下发光。因此，可以通过在紫外光下观察 TLC 板来分析它们。与绿色背景相比，TLC 板内的化合物（例如感兴趣的溶质）将显示为黑点。通过用石墨笔绕圈这些点，可以测量化合物相对于溶剂前沿移动的距离。有机化合物的斑点，如果本身不是荧光，则会掩盖板的荧光并显示为黑点。一些有机化合物具有紫外线活性，暴露在紫外线下会发光。这些通常是共轭化合物，即具有交替双键和单键的化合物，可以通过发射的波长来识别。

延迟因子

通过用特定溶剂分析组分的延迟因子 （RF ），可以使用 TLC 确定未知溶质。延迟因子是组分行进的距离与流动相行进距离的比值。

测量溶质从起点到点中心点的移动距离，测量流动相从同一起点到溶剂前沿的移动距离。化合物的延迟因子取决于所使用的流动相。对于使用非极性流动相具有高度非极性的化合物，延迟因子很大。使用非极性流动相的极性组分的延迟因子值较低。

在高度非极性流动相的情况下，某些极性组分可能根本不会移动。这导致极低的延迟系数和不充分的分离。高极性流动相使化合物随溶剂移动，并产生极高的延迟因子。这导致组件之间的分离非常小。

为了使分离有效，组分的延迟因子应相差约 0.3 - 0.7 倍。为了找到高效的流动相，我们采用了反复试验的方法。通常，两种溶剂的混合物被证明是最有效的。

引用

1. 哈里斯，哥伦比亚特区（2015 年）。定量化学分析。纽约州纽约市:W.H. Freeman and Company。

薄层色谱法 （TLC） 是一种用于根据有机化合物极性差异分离有机化合物的技术。TLC 系统有三个组成部分：固定相、溶质和显影溶剂。

固定相是化合物将分离的表面，通常由极性极强的硅胶组成。被分析的化合物或混合物是溶质。使用细毛细管将溶质的稀溶液点样在板的一侧边缘。

然后将板的底部浸入显影溶剂中，显影溶剂通常是极性低于固定相的有机溶剂。溶剂通过毛细管作用沿板向上移动。当溶剂通过溶质点时，它会携带一些溶质。这种溶质-溶剂混合物就是流动相。

流动相的顶部称为溶剂前沿。当流动相沿板向上移动时，溶质和溶剂分子会根据其极性暂时粘附在固定相上。

更多的极性溶质被固定相强烈吸引，因此它们更频繁地粘附并保持一段时间。极性溶质较少，粘附频率较低，不会停留太久。这意味着较少的极性溶质在流动相中停留的时间比极性溶质多的时间更多。换句话说，极性较弱的溶质比较多的极性溶质移动得更快。

为了实现化合物之间的良好分离，溶剂的极性应足以移动极性最强的溶质。以下是一些常见的溶剂，按极性递增的顺序排列。有时，两种溶剂混合以获得所需的极性。

因为大多数有机化合物是白色或无色的，所以 TLC 板中通常含有荧光化合物。在紫外线下，有机化合物会在发光板上显示为黑点。

一旦化合物被可视化，你就可以测量它们传播的距离，并计算每个化合物的延迟因子，即R_f。该值是溶质移动的距离除以流动相移动的总距离。

如果溶剂选择正确，每种溶质将具有明显不同的 R_f。这使我们能够通过将 R_f 值与已知化合物匹配来识别混合物中的组分化合物。

在本实验中，您将使用 TLC 来确定几种已知化合物的 R_f，然后使用这些 R_f 值来确定未知化合物的身份。