TLC薄層層析技術(shù)
薄層色譜(TLC)是一種非常有用的跟蹤反應(yīng)的手段,還可以用于柱色譜分離中合適溶劑的選擇。薄層色譜常用的固定相有氧化鋁或硅膠。流動相則是一種極性待選的溶劑。將溶液中的反應(yīng)混合物點在薄板上,然后利用毛細(xì)作用使溶劑(或混合溶劑)沿板向上移動進(jìn)行展開。根據(jù)混合物中組分的極性,不同化合物將會在薄板上移動不同的距離。極性強的化合物會“粘”在極性的硅膠上,在薄板上移動的距離比較短。而非極性的物質(zhì)將會在流動的溶劑相中保留較長的時間從而在板上移動較大的距離;衔镆苿拥木嚯x大小用Rf值來表達(dá)。這是一個位于0~1之間的數(shù)值,它的定義為:化合物距離基線(最先點樣時已經(jīng)確定)的距離除以溶劑的前鋒距離基線的距離。
薄層色譜(TLC)實驗步驟:
1) 切割薄板。通常,買來的硅膠板都是方形的玻璃板,必需用鉆石頭玻璃刀按照模板的形狀進(jìn)行切割。在切割玻璃之前,用尺子和鉛筆在薄板的硅膠面上輕輕地標(biāo)出基線的位置(注意不要損壞硅膠面)。借助鋒利的玻璃切割刀和一把引導(dǎo)尺,你便可方便地進(jìn)行玻璃切割。當(dāng)整塊玻璃被切割后,你就可以進(jìn)一步將其分成若干獨立的小塊了。(開始的時候,也許你會感到有一些難度,但經(jīng)過一些訓(xùn)練以后,你便會熟練地掌握該項技術(shù)。)
2) 選取合適的溶劑體系;衔镌诒“迳弦苿泳嚯x的多少取決于所選取的溶劑不同。在戊烷和己烷等非極性溶劑中,大多數(shù)極性物質(zhì)不會移動,但是非極性化合物會在薄板上移動一定距離。相反,極性溶劑通常會將非極性的化合物推到溶劑的前段而將極性化合物推離基線。一個好的溶劑體系應(yīng)該使混合物中所有的化合物都離開基線,但并不使所有化合物都到達(dá)溶劑前端,Rf值最好在0.15~0.85之間。雖然這個條件不一定都能滿足,但這應(yīng)該作為薄層色譜分析的目標(biāo)(在柱色譜中,合適的溶劑應(yīng)該滿足Rf在0.2~0.3之間)。那么,應(yīng)該選取哪些溶劑呢?一些標(biāo)準(zhǔn)溶劑和他們的相對極性列于如下:
強極性溶劑:
甲醇〉乙醇〉異丙醇
中等極性溶劑:
乙腈〉乙酸乙酯〉氯仿〉二氯甲烷〉乙醚〉甲苯
非極性溶劑:
環(huán)己烷,石油醚,己烷,戊烷
常用混合溶劑:
乙酸乙酯/己烷:常用濃度0~30%。但有時較難在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上完全除去溶劑。
乙醚/戊烷體系:濃度為0~40%的比較常用。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上非常容易除去。
乙醇/己烷或戊烷:對強極性化合物5~30%比較合適。
二氯甲烷/己烷或戊烷:5~30%,當(dāng)其他混合溶劑失敗時可以考慮使用。
3) 將1~2mL選定的溶劑體系倒入展開池中,在展開池中放置一大塊濾紙。
4) 將化合物在標(biāo)記過的基線處進(jìn)行點樣。我們用的毛細(xì)管是買來的,此外,毛細(xì)管也可從加熱過的Pasteur吸管上拔下。在跟蹤反應(yīng)進(jìn)行時,一定要點上起始反應(yīng)物、反應(yīng)混合物以及兩者的混合物。
5) 展開:讓溶劑向上展開約90%的薄板長度。
6) 從展開池中取出薄板并且馬上用鉛筆標(biāo)注出溶劑到達(dá)的前沿位置。根據(jù)這個計算Rf的數(shù)值。
7) 讓薄板上的溶劑揮發(fā)掉。
8) 用非破壞性技術(shù)觀察薄板。最好的非破壞性方法就是用紫外燈進(jìn)行觀察。將薄板放在紫外燈下,用鉛筆標(biāo)出所有有紫外活性的點。盡管在5.301中不用這種方法,但我們將采用另一常用的無損方法——用碘染色法。
9) 用破壞性方式觀測薄板。當(dāng)化合物沒有紫外活性的時候,只能采用這種方法。在各種TLC顯色劑的調(diào)配方法中,提供了很多非常有用的染色劑。使用染色劑時,將干燥的薄板用鑷子夾起并放入染色劑中,確保從基線到溶劑前沿都被浸沒。用紙巾擦干薄板的背面。將薄板放在加熱板上觀察斑點的變化。在斑點變得可見而且背景顏色未能遮蓋住斑點之前,將薄板從加熱板上取下。
10) 根據(jù)初始薄層色譜結(jié)果修改溶劑體系的選擇。如果想讓Rf變得更大一些,可使溶劑體系極性更強些;如果想讓Rf變小,就應(yīng)該使溶劑體系的極性減小些。如果在薄板上點樣變成了條紋狀而不是一個圓圈狀,那么你的樣品濃度可能太高了。稀釋樣品后再進(jìn)行一次薄板層析,如果還是不能奏效,就應(yīng)該考慮換一種溶劑體系。
11) 做好TLC標(biāo)記,計算每個斑點的Rf值,并且在筆記本中畫出圖樣。
常見拖尾原因及解決辦法
1、首先考慮的是樣品濃度過大,薄層板過載導(dǎo)致。這種情況直接降低樣品濃度或者是上樣量就可以驗證了。
2、樣品對硅膠的吸附能力過強導(dǎo)致的拖尾。對不同體系加入不同的調(diào)節(jié)劑,酸體系加冰醋酸或甲酸,堿體系加氨水、三乙胺或二乙胺。
3、展開劑的極性與樣品極性不附,不能做到有效展開導(dǎo)致?梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)展開劑極性解決。
4、如果是長帶狀,那最可能的原因是展開劑對樣品的溶解度不夠所導(dǎo)致?梢愿鶕(jù)極性表換極性相近的對樣品溶解度更好的溶劑做展開劑,另外樣品未溶解完全,點在班上的樣品有未溶固體樣品也會導(dǎo)致長條狀拖尾。
參考相關(guān)文章:TLC點板拖尾攻略
TLC顯色劑匯總
注:TLC在浸潤以下顯色劑后,都一般需要熱烤才能顯色!
4-甲氧基苯甲醛顯色 (適用于:所有有機化合物)
原料 :
1. 4-甲氧基苯甲醛 (p-anisaldehyde) 13mL
2. 醋酸 (AcOH) 5mL
3. 濃硫酸 (conc. H2SO4) 18mL
4. 乙醇 (EtOH) 478mL
調(diào)配方法: 把1,2,4在冰浴條件下混合后,緩慢滴加3,冷藏保存。
磷鉬酸顯色劑 (適用于:所有有機化合物,特別是含有羥基的化合物)
原料:
1. 磷鉬酸 (12MoO3.H3PO4) 5g
2. 乙醇 (EtOH) 100mL
調(diào)配方法: 把1,2混合成溶液
鈰 – 鉬酸銨顯色 別名:HANESSIAN染色液(適用于:所有有機化合物)
原料:
1. 鉬酸銨 ((NH4)6Mo7O24・4H2O) 25g
2. 硫酸鈰 (Ce(SO4)2) 5g
3. 濃硫酸 (conc. H2SO4) 50mL
4. 蒸餾水 (H2O) 450mL
調(diào)配方法: 把1,2,3,4混合后即可使用
茚三酮顯色 (適用于:胺基化合物)
原料:
1. 茚三酮 ((ninhydrin) 0.3g
2. 醋酸 (AcOH) 3mL
3. 正丁醇 (n-BuOH) 100mL
調(diào)配方法:把1,2,3混合成溶液即可。
小竅門:對于比較難顯色的胺基化合物, 把TLC蘸一下HBr溶液加熱烤一下后再蘸取茚三酮顯色劑
二硝基苯肼顯色 簡稱:DNP顯色 (適用于:醛或酮類)
原料:
1. 2,4-二硝基苯肼 12g
2. 濃硫酸 (conc. H2SO4) 60mL
3. 蒸餾水 (H2O) 80mL
4. 乙醇 (EtOH) 200mL
調(diào)配方法: 把1,2,3,4混合成溶液即可。
堿性高錳酸鉀顯色 (適用于:所有有機化合物)
原料:
1. 高錳酸鉀(KMnO4) 1.5g
2. 碳酸鉀 (K2CO3) 10g
3. 氫氧化鈉 (NaOH) 0.125g
4. 蒸餾水 (H2O) 200mL
調(diào)配方法: 把1,2,3,4混合成溶液即可。
注意要點: 試劑壽命比較短,一般三個月以內(nèi)就得重新配置。
溴甲酚綠顯色 簡稱:BCG顯色 (適用于:羧酸類等含有酸性基團的化合物)
原料:
1. 溴甲酚綠(Bromocresol green) 40mg
2. 乙醇 (EtOH) 100mL
3. 0.1N 氫氧化鈉水溶液 適量
調(diào)配方法:把1,2混合后,往里面滴加3直到溶液變成藍(lán)色。
DRAGENDORFF試劑顯色 (適用于:含氮化合物)
原料:
1. 次硝酸鉍 (Bismuth subnitrate) 1.7g
2. 醋酸 (AcOH) 20mL
3. 蒸餾水 (H2O) 80mL
4. 碘化鉀 (KI) 40g
5. 蒸餾水 (H2O) 100mL
調(diào)配方法:A液: 1+2+3, B液:4+5, A液(5mL)+B液(5mL)+醋酸(20mL)+蒸餾水(70mL) 混合配成
香草醛顯色 (適用于:所有有機化合物)
原料:
1. 香草醛((Vanillin) 15g
2. 濃硫酸 (conc. H2SO4) 2.5mL
3. 乙醇 (EtOH) 250mL
調(diào)配方法:把1,2,3混合后配成,使用壽命較短。
碘/硅膠顯色 (適用于:所有有機化合物)
原料:
1. 碘(I2) 適量
2. 硅膠(SiO2) 適量
調(diào)配方法: 把1,2混合在密閉容器中靜置,顯色的時候直接只需要把TLC放進(jìn)去即可,碘熏后,用水沖一下,可以增強顯色效果,并可以固定住顯色一段時間。
紫外燈-UV LAMP (適用于:共軛結(jié)構(gòu)化合物)
這個就不細(xì)說了。
5%的硫酸乙醇(廣譜顯色劑,尤其是含有羥基等易于氧化的基團)
原料:
1. 98%的濃硫酸 1 g
2. 乙醇 19 g
調(diào)配方法:將濃硫酸緩慢加入到乙醇中,加入少量無水硫酸鎂干燥。
水 (適用于:最后的手段!)
在所有的顯色劑都沒用的情況下,把TLC稍微浸點水后,對著光看,有可能看到化合物的點(有機化合物不溶于水)
茜素 (適用于:硼酸/硼酸酯類化合物)
配制:0.1 M 的茜素丙酮溶液
顯色的時候直接只需要把TLC放進(jìn)去,在366nm紫外燈下觀察有亮黃色熒光點。
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