色谱分离利用化合物的什么性质

3.9　色谱分离技术

色谱法又称层析法。它是有机化合物分离、分析的重要方法之一，既可用于分离复杂的混合物，又可以用来定性鉴定，尤其适用于少量物质的分离和鉴定。这种技术不仅用于石油、化学化工等部门，而且在药物分析、中草药有效成分的分离分析、药物体内代谢研究、毒物分析及环境保护等方面也是必不可少的工具。

色谱法与溶剂萃取法相似，也是以相分配原理为依据。利用混合物中各组分在某一物质中的吸附、溶解性能的不同或其他亲和作用性能的差异，在混合物的溶液流经该种物质时，通过反复的吸附或分配作用，将各组分分开。流动的混合物溶液称为流动相；固定的物质称为固定相。如果化合物和固定相的作用较弱，那它将在流动相的冲洗下较快地从层析体系中流出来；反之化合物和固定相的作用较强，它将较慢地从层析体系中流出来。根据操作条件的不同，色谱法可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、气相色谱及高效液相色谱等类型。有机化学实验常用的有薄层色谱、柱色谱和纸色谱。

应用色谱法的目的有两个：一是用于分析；二是用于制备分离。根据实验目的的不同，实际操作中要把握好速度、分离度与分析样品量的关系，如果想得到比较纯的样品，那么样品量就不必太多，样品量少有利于各组分的分离。

色谱法分离混合物时各组分在固定相表面存在不同的吸附与脱附的平衡，一个分子的吸附性能与极性有关，也与吸附剂的活性及流动相的极性有关。

化合物的极性很大程度依赖于官能团的极性强弱，因此不同类型的化合物往往表现出不同的吸附能力，常见官能团的极性顺序如下：

饱和烃＜烯烃＜芳烃、卤代烃＜硫化物＜醚类

硝基化合物＜醛、酮、酯＜醇、胺＜亚胺＜酰胺＜羧酸

当然这一顺序只是经验值，比较粗略，对于复杂化合物的极性只能通过实验进行比较。

在层析中选用何种吸附剂要视被分离的化合物性质而定。纤维素和淀粉的吸附活性最小，因而多用于分离多官能团的天然产物。氧化铝也是一种用途很广的吸附剂，吸附能力强，而且有酸性、碱性和中性3种，酸性氧化铝的pH值接近于4，可用于分离氨基酸和羧酸，碱性氧化铝的pH值在10左右，用于分离胺类化合物，中性氧化铝的pH值在7左右，用于分离中性有机物。

影响色谱分离度的另一个重要因素是洗脱剂，洗脱剂的选择主要根据样品的极性、溶解度和吸附剂的活性等因素来考虑。溶剂的极性越大，对特定化合物的洗脱能力也越大。

在洗脱法色谱操作中，流动相携带待测组分在色谱柱内向前移动并流出色谱柱的过程称为洗脱。所用流动相称为洗脱剂。

提取分离时，用来分离极性不同的两种物质的溶剂叫做展开剂。

色谱用的展开剂绝大多数是有机溶剂，各种溶剂极性顺序如下：

己烷和石油醚＜环己烷＜四氯化碳＜三氯乙烯＜二硫化碳＜甲苯＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜丙酮＜丙醇＜乙醇＜甲醇＜水＜吡啶＜乙酸

其中四氯化碳、苯、氯仿、甲醇等有一定毒性，应减少使用。这些溶剂可以单独使用，也可以组成混合溶剂使用，特殊情况下还可以先后采用不同极性的溶剂实现梯度淋洗。