Dünnschicht-Chromatographie

Quelle: Lara Al Hariri und Ahmed Basabrain an der University of Massachusetts Amherst, MA, USA

1. Auswirkungen der Zusammensetzung mobiler Phasen auf die VerbindungstrennungErweitern

   In diesem Abschnitt des Labors verwenden Sie DC, um zu vergleichen, wie gut reines Hexan und eine Mischung aus 60 % Hexan und 40 % Ethylacetat Phenol, Benzoesäure und Butylphenylether trennen können, indem Sie die Strecke messen, die die Verbindung in jedem Lösungsmittel zurückgelegt hat.

   • Bevor Sie das Labor starten, ziehen Sie einen Laborkittel, eine Schutzbrille und Nitrilhandschuhe an. Hinweis: Hexan und Ethylacetat sind beide flüchtig, giftig und brennbar, also arbeiten Sie immer mit ihnen in einem Abzug. Wechseln Sie Ihre Handschuhe, wenn Sie Lösungsmittel auf sie bekommen, da Hexan und Ethylacetat innerhalb von Minuten in Nitrilhandschuhe eindringen.
   • Besorge dir nun ein Papiertuch und lege es auf die Arbeitsplatte. Nimm vorsichtig eine TLC-Platte mit einer Pinzette ganz am Ende der Platte auf. Anmerkung: Halten Sie die DC-Platten immer an den Rändern oder ganz oben mit einer Pinzette fest, um eine Beschädigung oder Verunreinigung des Kieselgels zu vermeiden.
   • Suche nach Splittern oder Kratzern im Kieselgel und besorge dir ggf. eine neue Platte. Es ist in Ordnung, wenn es nur an einem Ende ein wenig Abplatzungen gibt, da dies die Oberseite sein kann.
   • Legen Sie die Platte auf das Papiertuch in Ihrem Abzug und legen Sie ein metrisches Lineal daneben. Mache mit einem Graphitstift vorsichtig eine kleine Markierung auf dem Kieselgel ~1 cm von der Oberseite der Platte entfernt. Schreiben Sie "100" auf die Platte über der Markierung.
   • Markieren Sie als Nächstes die Platte vorsichtig 1 cm über dem Boden auf beiden Seiten. Ziehe vorsichtig eine gerade Linie zwischen den unteren Markierungen, um die Startlinie zu bilden.
   • Fügen Sie dann 3 gleichmäßig verteilte kleine Markierungen zur Startlinie hinzu, wobei die äußeren Markierungen mindestens 0,5 cm von den Seiten der Platte entfernt sind. Anmerkung: Es ist wichtig, dass das Kieselgel hier unbeschädigt ist, also wenn du es mit dem Bleistift zerkratzst, bereite eine neue Platte vor.
   • Zeichnen Sie nun den Umriss der TLC-Platte in Ihrem Labornotizbuch nach und kopieren Sie die Markierungen auf der Platte genau. Die drei Marken sind mit "Phenol", "Benzoesäure" und "Butylphenylether" zu kennzeichnen. Sie können die Markierungen auch auf der Platte selbst beschriften.
   • Bereiten Sie auf die gleiche Weise eine zweite DC-Platte mit der Bezeichnung '60/40' vor. Bringen Sie nun die markierten Platten auf die gemeinsame Bank und suchen Sie die 1 mg/ml-Lösungen von Phenol, Benzoesäure und Butylphenylether in Ethanol.
   • Tauchen Sie eine saubere Kapillare in eine der drei Lösungen. Tupfen Sie die Kapillare kurz und leicht rechtwinklig gegen den Schnittpunkt zwischen der Startlinie und der Markierung für diese Verbindung. Sie sollten für jede Verbindung zweimal erkennen.
   • Verwenden Sie die gleiche Kapillare, um die gleiche Lösung auf Ihrer zweiten DC-Platte zu finden. Die Flecken sollten einen Durchmesser von nicht mehr als 2 mm haben. Entsorgen Sie dann die Kapillare und verschließen Sie die Durchstechflasche.
   • Lokalisieren Sie die anderen beiden Lösungen auf den Platten, auf die gleiche Weise, mit sauberen Kapillaren. Achten Sie darauf, die Lösungen nicht zu verunreinigen. Hinweis: Wenn ein Fleck sehr hell oder sehr klein ist, warten Sie, bis er getrocknet ist, und geben Sie dann die gleiche Lösung auf den trockenen Fleck. Wenn der Fleck noch nass ist, könnte er durch die Kapillarwirkung zu breit und verdünnt werden.
   • Sobald Sie drei Punkte auf jeder Platte gemacht haben, entsorgen Sie die Kapillaren und bringen Sie die Platten zurück zu Ihrer Haube. Lassen Sie die Platten flach liegen, während sie trocknen.
   • Beschriften Sie nun ein 50-ml-Glas mit '100% Hexan' und bringen Sie das Glas, seinen Deckel und einen 10-ml-Messzylinder zur Lösungsmittelhaube.
   • Messen Sie 2 – 3 ml reines Hexan mit Ihrem Messzylinder und gießen Sie es in das Glas, um es bis zu einer Tiefe von 0,62 – 0,7 cm zu füllen. Verschließen Sie die Flasche und das Glas und kehren Sie zu Ihrem Abzug zurück.
   • Beschriften Sie ein zweites 50-ml-Glas mit '60% Hexan, 40% Ethylacetat' und bringen Sie es zusammen mit einem sauberen Messzylinder zur Lösungsmittelhaube. Messen Sie 2 – 3 ml der 60/40-Mischung in das Glas und geben Sie sie zurück in Ihren Abzug.
   • Stellen Sie die Platten neben die Gläser, um die relative Position des Lösungsmittels und die Flecken zu vergleichen. Der Lösungsmittelgehalt sollte unter den Flecken für jede Platte liegen.
   • Besorgen Sie sich dann drei Stücke Filterpapier, legen Sie ein Filterpapier aufrecht an die Wand in jedem Glas und verschließen Sie dann die Gläser fest.
   • Initialisieren Sie jede Platte oberhalb der Markierung, damit Sie sie später identifizieren können. Vergewissern Sie sich, dass die Filterpapiere in den Gläsern mit Lösungsmittel gesättigt sind und dass die Flecken auf den Platten vollständig trocken sind.
   • Öffnen Sie nun das 100%ige Hexanglas und verwenden Sie eine Pinzette, um die 100er Platte vorsichtig in das Glas zu setzen, wobei Sie die Platte auf einer Höhe mit der Lösungsmitteloberfläche halten, wenn sie in das Lösungsmittel eintritt. Verschließen Sie das Glas fest und achten Sie darauf, den Teller nicht zu stoßen.
   • Lassen Sie das Glas ruhig, während das Lösungsmittel die Platte hinaufwandert. Die Entwicklung in reinem Hexan dauert in der Regel ca. 7 – 10 min. Behalte die Platte im Auge, um sicherzustellen, dass das Lösungsmittel nicht an die Oberseite gelangt.
   • Wenn die Front des reinen Hexan-Lösungsmittels etwa 1 cm von der Oberseite der Platte entfernt ist, hole sie mit einer Pinzette heraus. Lege es mit dem Kieselgel nach oben auf das Papiertuch und markiere die Lösungsmittelfront schnell mit einer Linie und einem Bleistift über die Platte. Lassen Sie die Platte flach liegen, während das Lösungsmittel verdampft.
   • Platzieren Sie die andere Platte auf die gleiche Weise im 60/40-Eluenten. Warten Sie, bis die Lösungsmittelfront der 60/40-Platte etwa 1 cm von der Oberseite entfernt ist, und nehmen Sie sie dann heraus und markieren Sie die Lösungsmittelfront schnell auf die gleiche Weise.
   • Sobald die 100% Hexanplatte vollständig getrocknet ist, nimm sie mit einer Pinzette auf und bringe sie zusammen mit einem Bleistift zur UV-Lampe auf der gemeinsamen Bank.
   • Platzieren Sie die Platte unter der Lampe und beleuchten Sie sie mit UV-Licht. Die Platte leuchtet grün, da sich ein fluoreszierender Marker in der Kieselgelschicht befindet. Die dunklen Flecken sind die Verbindungen.
   • Umrande sorgfältig jeden Punkt mit dem Bleistift, auch wenn er sich nicht sehr weit bewegt hat.
   • Schalten Sie dann die Lampe aus und bringen Sie Ihre Platte zur Jodentwicklungshaube. Öffnen Sie die Jodkammer. Setze die Platte mit einer Pinzette vorsichtig aufrecht in die Jodkammer und decke die Kammer dann wieder ab.
   • Warten Sie 3 – 4 Minuten, bis der Joddampf an den Stellen bleibt. Nehmen Sie dann die Platte mit einer Pinzette heraus, schließen Sie die Kammer und umreißen Sie die braunen und gelben Flecken auf der Platte. Diese Stellen werden verblassen, also markieren Sie sie schnell.
   • Visualisiere die trockene 60/40 Platte unter UV-Licht und dann mit Joddampf auf die gleiche Weise. Anmerkung: Um Nebenwirkungen zu vermeiden, überprüfen Sie die Platten immer unter UV-Licht, bevor Sie sie Jod aussetzen.
   • Kopieren Sie nun genau die Flecken und die Lösungsmittelfronten auf die entsprechenden Zeichnungen der Platten in Ihrem Labornotizbuch. Messen und notieren Sie für jede Platte die Höhe der Lösungsmittelfront relativ zur Startlinie.
   • Messen Sie abschließend den Abstand zwischen dem Mittelpunkt jedes Punktes und seiner Startlinie und notieren Sie ihn in Ihrem Labornotizbuch. Sie können nun mit dem nächsten Teil des Labs fortfahren.
2. Unknown Compound IdentificationExpand

   In der zweiten Hälfte des Labors verwenden Sie TLC, um herauszufinden, was in einem unbekannten Analgetikum enthalten ist. Es könnte eine oder mehrere dieser Verbindungen enthalten: Aspirin, Koffein und Paracetamol. Diese Verbindungen sind hochpolar, daher verwenden Sie eine vorgefertigte Mischung aus 90 % Ethylacetat und 10 % Hexan als Eluent.

   Sie lassen die drei Referenzverbindungen und das Unbekannte auf derselben Platte laufen. Später verwenden Sie die Rf-Werte der Referenzverbindungen, um das Unbekannte zu identifizieren. Überprüfen Sie zunächst, welches unbekannte Material Sie analysieren sollen, bevor Sie beginnen.

   • Lege nun ein sauberes Papiertuch in die Haube und besorge dir eine neue TLC-Platte. Bereiten Sie die obere Markierung und die Startlinie auf die gleiche Weise vor wie zuvor. Mache vier gleichmäßig verteilte Häkchen auf der Platte, wobei du darauf achtest, dass die äußeren Markierungen mindestens 0,5 cm von den Rändern entfernt sind.
   • Zeichnen Sie eine exakte Kopie der Platte in Ihr Labornotizbuch und beschriften Sie die Teilstriche als 'Aspirin', 'Paracetamol', 'Koffein' und 'unbekannt'.
   • Bringen Sie nun Ihren Teller zur gemeinsamen Bank. Spotten Sie Lösungen von Aspirin, Paracetamol, Koffein und dem Unbekannten, das Ihnen auf den entsprechenden Markierungen zugewiesen wurde, mit einer sauberen Kapillare für jede Lösung. Anmerkung: Wenn Sie die unbekannte Lösung entdecken, tauchen Sie die Kapillare nicht zu weit in das Lösungsfläschchen ein, um zu vermeiden, dass Ihre Kapillare mit unlöslichem Material aus der unbekannten Substanz verstopft wird.
   • Entsorgen Sie die Kapillaren und schließen Sie die Fläschchen, bevor Sie die Platte zurück in Ihren Abzug bringen. Lege den Teller zum Trocknen auf ein Papiertuch.
   • Als nächstes beschriften Sie ein sauberes 50-ml-Schraubglas mit '90% Ethylacetat, 10% Hexan' und bringen Sie es in einem sauberen Messzylinder zur Lösungsmittelhaube.
   • Geben Sie 2 – 3 mL der 90/10-Lösung in das Glas und kehren Sie zu Ihrem Abzug zurück. Vergewissern Sie sich, dass sich der Lösungsmittelstand unter den Flecken auf der Platte befindet. Legen Sie dann ein sauberes Filterpapier aufrecht in das Glas und verschließen Sie es fest.
   • Sobald die DC-Platte trocken und das Filterpapier gesättigt ist, legen Sie die Platte vorsichtig in das Lösungsmittel. Anmerkung: Dabei ist es wichtig, die Platte waagerecht zu halten. Wenn die Lösungsmittelfront diagonal verläuft, ist die zurückgelegte Lösungsmittelstrecke für jeden Punkt unterschiedlich, so dass es unmöglich ist, das Unbekannte visuell mit den Referenzpunkten zu vergleichen.
   • Warten Sie, bis die Lösungsmittelfront 1 cm von der Oberseite der Platte entfernt ist. Nehmen Sie dann die Platte, markieren Sie sie mit dem Lösungsmittel und lassen Sie sie flach liegend trocknen.
   • Sobald die Platte trocken ist, visualisieren Sie sie mit UV-Licht und in der Jodkammer und skizzieren Sie die Punkte mit Bleistift.
   • Das unbekannte Material könnte eine Mischung aus Verbindungen sein, also suchen Sie sorgfältig nach Flecken, die mit allen drei Referenzpunkten übereinstimmen.
   • Kopieren Sie dann genau die Punkte auf die Zeichnung der Platte in Ihrem Labornotizbuch. Messen und notieren Sie die Höhe der Lösungsmittelfront und der Flecken relativ zur Startlinie.
   • Wenn Sie fertig sind, holen Sie die lösungsmittelgetränkten Filterpapiere aus den Gläsern und lassen Sie sie in der Haube trocknen.
   • Gießen Sie übrig gebliebene Lösungsmittel in den normalen organischen Abfall, waschen Sie Ihre Glaswaren nach den üblichen Methoden Ihres Labors und räumen Sie Ihre Laborausrüstung weg.
   • Wirf gebrauchte DC-Platten in den Labormüll oder mit Glasabfällen, je nach Trägermaterial.
   • Zu guter Letzt, wenn die Filter trocken sind, werfen Sie sie zusammen mit dem restlichen Müll weg.
3. ResultsErweitern
   • Berechnen Sie_{die Rf-Werte} für Phenol, Benzoesäure und Butylphenylether, die mit 100% Hexan eluiert wurden. Messen Sie für jede Verbindung auf der DC-Platte den Abstand von der Startlinie bis zur Mitte ihres Punktes. Teilen Sie dann diesen Wert durch den Abstand von der Startlinie zur Lösungsmittelfront.
   • Nur Butylphenylether bewegte sich eine messbare Entfernung von der Startlinie, was damit übereinstimmt, dass sie am wenigsten polar ist. Für eine effektive Trennung sollten sich_{die Rf-Werte} um 0,3 – 0,7 unterscheiden. Daraus können wir schließen, dass Phenol und Benzoesäure zu polar sind, um durch ein unpolares Lösungsmittel wie reines Hexan effektiv getrennt zu werden.
   • Berechnen Sie_{die Rf-Werte} für die Platte, die Sie in einer 60/40-Mischung aus Hexan und Ethylacetat ausgeführt haben. Ethylacetat ist ein mäßig polares Lösungsmittel, daher sind die Verbindungen weiter gereist und auf der Platte weiter voneinander entfernt angeordnet.
   • Die Trennreihenfolge zeigt, dass Benzoesäure, die polarste Verbindung, die höchste Affinität zu Kieselgel hatte, während Butylphenylether, die am wenigsten polare Verbindung, die geringste Affinität zu Kieselgel hatte. Dies steht im Einklang mit der Annahme, dass weniger polare Verbindungen auf polaren stationären Phasen weiter reisen.
   • Schauen Sie sich Ihre dritte Platte an und berechnen Sie_{die Rf-Werte} für Aspirin, Paracetamol und Koffein. Koffein, der polarste der drei, reiste am wenigsten. Paracetamol legte die zweitweiteste Strecke zurück, während Aspirin, das am wenigsten polare, am weitesten zurücklegte.
   • Identifizieren Sie abschließend die Verbindungen in Ihrem unbekannten Material, indem Sie deren Fleck oder Flecken mit den drei Referenzpunkten vergleichen.