ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ХРОМАТОГРАФИИ

Тонкослойная хроматография (ТСХ) – это вариант хроматографии, основанный на различии в скорости перемещения компонентов в плоском тонком слое сорбента. Разделение обеспечивается движением подвижной фазы под действием капиллярных сил через нанесённый на подложку тонкий слой сорбента.

Разделение смеси веществ в тонком слое сорбента может быть обусловлено адсорбционным, распределительным и (или) ионообменным взаимодействиями. Но на практике эти взаимодействия почти никогда не протекают изолированно. При выборе подходящего варианта хроматографии в первую очередь следует обратить внимание на строение разделяемых веществ. При помощи адсорбционной и распределительной хроматографии разделяются вещества, строение которых различается природой, числом и характером полярных и неполярных заместителей.

В методе ТСХ чаще всего применяют адсорбционную хроматографию, которая проще по выполнению, более эффективна, а результаты анализа более воспроизводимы.

Рисунок 7 Вид тонкослойной хроматограммы смеси двух веществ и формула для расчета R_f.

Величина R_f (называемая относительной подвижностью, относительной скоростью перемещения вещества, фактором удерживания, хроматографической подвижностью) характеризует положение зоны вещества на хроматограмме:

Для данного соединения в данной системе R_f является величиной постоянной и ее можно использовать для идентификации компонентов смеси. Следует отметить, что совпадение R_f двух веществ является необходимым, но не достаточным условием признания их идентичными. Для большей достоверности следует учитывать поведение зон компонентов с одинаковыми R_f при проявлении, а также применять вещества-«свидетели». Вещества-«свидетели» – это стандартные вещества, которые по предположению исследователя присутствуют в анализируемой смеси. При идентификации компонентов с использованием «свидетелей» на одну пластину наносят пробу вещества-«свидетеля» и анализируемую смесь. Если значение R_f «свидетеля» совпадает со значением R_f одного из компонентов смеси и эти вещества одинаково ведут себя при проявлении, то можно с определенной долей уверенности говорить о том, что определяемый компонент и «свидетель» – это одно и то же вещество. Однако даже идентичность хроматографического поведения компонента смеси и вещества-«свидетеля» на различных сорбентах и в различных элюентах нельзя рассматривать как абсолютное доказательство идентичности исследуемых веществ. Анализируемый компонент необходимо выделить методом препаративной хроматографии и затем идентифицировать, например, методом ИК-спектроскопии или ЯМР.

Основные типы сорбентов, используемые в ТСХ:

· силикагель– полярный адсорбент, содержащий активные силанольные и силоксановые группы; его применяют для разделения соединений различной полярности;

· оксид алюминия– полярный адсорбент с гетерогенной поверхностью, содержащий активные ОН-группы, обладает заметно выраженными протоноакцепторными свойствами; его применяют для разделения ароматических углеводородов, алкалоидов, хлоруглеводородов, стероидов;

Важной характеристикой сорбента является его активность, она зависит от содержания воды и понижается при увеличении содержания воды в сорбенте.

Для успешного разделения смесей веществ большое значение имеет выбор сорбента. В первую очередь нужно исходить из свойств разделяемых соединений: их растворимости (гидрофильности, гидрофобности), содержания и характера функциональных групп. Насыщенные углеводороды адсорбируются слабо или совсем не адсорбируются на силикагелях и оксиде алюминия. Введение двойных связей, особенно сопряженных, увеличивает адсорбционную способность соединений. Функциональные группы в еще большей степени усиливают способность веществ к адсорбции.

Среди других хроматографических методов тонкослойную хроматографию отличают следующие достоинства и особенности:

· тонкослойная хроматография использует более простое и дешевое, по сравнению с другими методами, оборудование;

· по производительности тонкослойная хроматография превосходит газовую и высокоэффективную жидкостную хроматографию, по крайней мере, на порядок;

Однако у тонкослойной хроматографии есть и недостатки:

· зависимость результатов анализа от состояния окружающей среды: относительной влажности, температуры, а также наличия загрязняющих веществ в воздухе;

· трудности в работе с летучими образцами, а также с веществами, чувствительными к действию кислорода воздуха или света. На ТСХ можно увидеть лишь пятна относительно высококипящих соединений. Вещества, температура кипения которых составляет менее 150 С при атмосферном давлении, улетучиваются при высушивании пластины и при проявлении ТСХ не обнаруживаются.

[*] Делительную воронку необходимо закрепить в штативе

[†] В начале каждой перегонки до установления постоянной температуры должен быть предгон, который отбрасывают. Если температура установилась сразу, то все равно необходимо собрать небольшое количество вещества в предгон.

[‡] Нельзя отгонять из колбы досуха, так как в перегоняемой жидкости могут содержаться нелетучие примеси которые при концентрировании и перегревании способны разлагаться со взрывом.

[§] В начале каждой перегонки до установления постоянной температуры должен быть предгон, который отбрасывают. Если температура установилась сразу, то все равно необходимо собрать небольшое количество предгона.

[**] Нельзя отгонять из колбы досуха, так как в перегоняемой жидкости могут содержаться нелетучие примеси которые при концентрировании и перегревании способны разлагаться со взрывом.

[††] В ходе этого процесса необходимо постоянно замерять и записывать объем добавляемого растворителя, для определения суммарного количества растворителя.

[‡‡] При этом необходимо соблюдать осторожность и избегать попадания капель растворителя на плитку.

[§§] Будьте внимательны, если органическое вещество содержит нерастворимые примеси, добиться полного растворения осадка не удастся.

[***] В лабораторной практике для подбора растворителя для перекристаллизации полезно также использовать справочные данные по растворимости органических соединений.

[†††] Смотри также работу №3.

[‡‡‡] При этом необходимо соблюдать осторожность и избегать попадания капель растворителя на плитку.

[§§§] Получение трет-амилового спирта см. на стр. 88

[****] При работе с малыми количествами разделения изомеров добиться сложно, и полученный образец 2-метилбутена-2 содержит примесь 2-метилбутена-1. Кроме того, в ходе реакции возможно образование незначительных количеств другого изомера – 3-метилбутена-1. Такой неочищенный образец характеризуется показателем преломления n_D²⁰ 1,3859.

[††††] Полученный продукт содержит около 10 % b,g-ненасыщенного кетона (4-метилпентен-4-она-2).

[‡‡‡‡] При выдерживании над осушителем в течение недели большая часть циклогексена может испариться, поэтому всю работу рекомендуется выполнять за одно занятие, в противном случае вещество следует поставить в холодильник или плотно закрыть притертой пробкой.

[§§§§] Получение 1,2-дифенилэтанола-1 см. на стр. 90

[*****] Получение dl-2,3-дибромянтарной кислоты см. на стр. 36

[†††††] Получение дибромида стирола см. на стр. 39

[‡‡‡‡‡] Получение дибромида стильбена см. на стр. 38

[§§§§§] Получение циклогексена см. на стр. 27

[******] Чтобы полученный продукт не темнел при хранении, остаток после отгонки растворителя встряхивают 5 мин с 20%-ным спиртовым раствором КОН (в количестве 1/3 объема очищаемого продукта), разбавляют равным объемом воды, отмывают от щелочи водой, сушат прокаленным Na₂SO₄ или MgSO₄ и перегоняют в вакууме. При очистке теряется 10% продукта.

[††††††] Получение транс-стильбена см. на стр. 30

[‡‡‡‡‡‡] Получение халкона см. на стр. 118

[§§§§§§] Вопрос повышенной сложности.

[*******] Получение циклогексена см. на стр. 27

[†††††††] Получение циклогексена см. на стр. 27

[‡‡‡‡‡‡‡] Получение ацетанилида см. на стр. 104

[§§§§§§§] Получение флуоресцеина см. на стр. 63

[********] Получение анилина см. на стр. 124

[††††††††] Получение фенола см. на стр. 133

[‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение фенола см. на стр. 133

[§§§§§§§§] Получение ацетанилида см. на стр. 104

[*********] Получение анилина см. на стр. 124

[†††††††††] Получение анизола см. на стр. 77

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение дифенилметанола см. на стр. 90

[§§§§§§§§§] Получение дифенилкарбинола см. на стр. 90

[**********] Вопрос относится к синтезу флуоресцеина.

[††††††††††] Получение анизола см. на стр. 76

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение фенола см. на стр. 133

[§§§§§§§§§§] Получение анилина см. на стр. 124

[***********] Получение бромэтана см. на стр. 72

[†††††††††††] Получение бутанола-1 см. на стр. 117

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение циклогексанола см. на стр. 115

[§§§§§§§§§§§] Получение бутанола-1 см. на стр. 117

[************] Получение фенола см. на стр. 133

[††††††††††††] Получение анилина см. на стр. 124

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение циклогексанола см. на стр. 115

[§§§§§§§§§§§§] Получение циклогексанола см. на стр. 115

[*************] Получение 1-фенилпропанола-1 см. на стр. 88

[†††††††††††††] Получение 1-фенилпентанола-1 см. на стр. 88

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение бензгидрола см. на стр. 90

[§§§§§§§§§§§§§] Получение нонанола-5 см. на стр. 93

[**************] Получение бромэтана см. на стр. 72

[††††††††††††††] Получение бромэтана см. на стр. 72

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение 1-бромбутана см. на стр. 71

[§§§§§§§§§§§§§§] Получение этилацетата см. на стр. 99

[***************] Получение этилформиата см. на стр. 98

[†††††††††††††††] Получение 1-бромбутана см. на стр. 71

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение этилформиата см. на стр. 98

[§§§§§§§§§§§§§§§] Получение бромэтана см. на стр. 72

[****************] Сложные эфиры могут быть получены этерификацией соответствующих карбоновых кислот [2]

[††††††††††††††††] Получение м-нитроанилина см. на стр. 125

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение анилина см. на стр. 124

[§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение окиси мезитила см. на стр. 28

[*****************] Получение циклогексанола см. на стр. 115

[†††††††††††††††††] Получение этилацетата см. на стр. 99

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение анилина см. на стр. 124

[§§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение анилина см. на стр. 124

[******************] Получение анилина см. на стр. 124

[††††††††††††††††††] Вопрос относится к работе по синтезу определенного вещества.

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Вопрос относится к работе по синтезу определенного вещества.

[§§§§§§§§§§§§§§§§§§] получение м-динитробензола см. стр. 51

[*******************] получение п-нитроацетанилида см. стр. 55

[†††††††††††††††††††] Получение м-динитробензола см. на стр. 51

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение N-бензилиден-м-нитроанилина см. на странице 96

[§§§§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение анилина см. на стр. 124

[********************] п-Толуидин крайне медленно растворяется при обычной температуре в разбавленной соляной и серной кислотах, и поэтому рекомендуется растворять амин в слегка подогретом растворе кислоты. При охлаждении раствора некоторое количество соли амина может выпасть в осадок, но это не мешает реакции диазотирования.

[††††††††††††††††††††] раствор соли диазония вносят в капельную воронку малыми порциями, оставляя основную массу этого реагента в охладительной бане.

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение анилина см. на стр. 124

[§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение м-нитроанилина см. на стр. 125

[*********************] п-толуидин медленно растворяется при обычной температуре в разбавленной соляной и серной кислотах и поэтому рекомендуется растворять амин в слегка подогретом растворе соляной кислоты. При охлаждении раствора некоторое количество соли амина может выпасть в осадок, но это не мешает реакции диазотирования.

[†††††††††††††††††††††] Получение анилина см. на стр. 124

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение м-нитроанилина см. на стр. 125

[§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение п-нитроанилина см. на стр. 46

[**********************] Получение 2,4,6-триброманилина см. на стр. 46

[††††††††††††††††††††††] Получение п-нитроанилина см. на стр. 55

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение сульфаниловой кислоты см. на стр. 58

[§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§§] Получение сульфаниловой кислоты см. на стр. 58

[***********************] Получение п‑нитроанилина см. на стр. 55

[†††††††††††††††††††††††] Получение анилина см. на стр. 124.

[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡] Получение диазоаминобензола см. предыдущую методику.