TLC薄层色谱实验操作方法
什么是薄层色谱法?
您可能熟悉什么是色谱法,但也许您不知道,事实上,“色谱法”这个名字来自一些早期的薄层色谱实验。
色谱法这个词来自希腊语 chroma,意为“颜色”,graphein 意为“写”。这是一种分离具有不同颜色的物质的技术。
基本上,色谱法是一种任何实验室技术,在这种技术中,我们通过混合物对固定相(通常是 TLC 中的硅胶)和流动相(溶剂或溶剂混合物)的亲和力来分离混合物的不同化学成分。它们不一定是有色化合物,因为还有许多其他方法可以检测或识别它们。
TLC 的初步实验允许分离植物提取物的色素。这些色素(如叶绿素)具有不同的颜色,并且通过固定相以不同的速率洗脱,因此可以分离并轻松观察它们:
植物提取物的薄层色谱法
植物提取物的 TLC
色谱法可能会变得非常复杂,使用 GC-MS 或 HPLC 等复杂且昂贵的仪器,但最基本、最重要和最古老的技术是薄层色谱法或 TLC。
在 TLC 中,我们使用沉积在玻璃或铝载体上的固定相(最常见的是硅胶)。然后,我们可以在同一条线上发现化合物的混合物。然后我们用有机溶剂洗脱 TLC,不同的化合物会以不同的速率向上移动,从而分离不同的组分。
薄层色谱法有什么用途?
薄层色谱法是一种廉价、快速且简单的分离混合物成分的技术。合成化学家使用它来监测化学反应和纯化。
TLC 是如何工作的?
嗯,TLC 板是涂有固定相“薄层”的铝板,通常(在有机合成中为 >95% 的时间)硅胶。
在板底部上方约 1 cm 处,您可以发现不同极性化合物混合物的溶液。
然后,您 “洗脱” 板。您基本上将其垂直放入一个封闭的腔室中,该腔室包含一定量的适当溶剂混合物。溶剂通过毛细管作用缓慢地沿板向上流动。
固定相硅胶含有 Si-O-H 键,根据化合物的极性,这些键以可变方式与混合物的不同化合物结合。此外,根据所用溶剂的性质(极性更强或极性更弱),它会比其他化合物更快地向上拉动某些化合物。
一般来说,较多的极性化合物会在 TLC 板中“攀升”得较慢,而极性较少的化合物会向上飞行。
然后你只需要检查每个点在 TLC 板中的数量和位置。每个点对应于混合物上的不同化合物。
有色化合物混合物的 TLC
分离混合物的两种主要成分(粉红色点和红色点)。感谢 Lisa Nichols 通过 LibreTexts
通常,您需要 UV(紫外线)灯来观察不同的斑点,但如果化合物颜色强烈,如上图所示,您可以轻松看到混合物的不同成分。
你如何运行 TLC?
操作指南
1. 切你的盘子
首先,您需要切割一块适当尺寸的 TLC 板。合适的尺寸是多少?这取决于 TLC 的目的,以及您需要分离多少个点。如果您只想查看混合物中有多少化合物,一个点就足够了。
TLC 板通常由固定相涂层的铝制成,可以用剪刀剪断。有时,支撑材料是玻璃,您需要玻璃切割机来完成这项工作。
通常,薄层色谱板高约 5-7 cm,在距底部约 0.5-1.0 cm 处画一条线。这是您将发现要分离的混合物的线。重要的是,您要在洗脱室中发现高于溶剂水平的混合物!
另外,请记住在底部点样线的每个点之间留出一些间隔(这样它们就不会相互混合!),并在 TLC 板的每个边缘留出类似的间隔(大约半厘米)。
2. 发现你的 TLC
然后是时候准备要分离的混合物样品,并在 TLC 板上点燃它们。
为简单起见,让我们从一个点开始,我们将在其中放置几种化合物的混合物的溶液。
首先,我们需要准备混合物的溶液。这些溶液的通常平均浓度为几毫克的混合物/化合物,溶于约 0.5-1 mL 的溶剂中。那几个毫米是完全近似的。只需添加刮刀或巴斯德移液器吸头,然后将其溶解在少许溶剂中即可!
一旦你准备好了解决方案(在这种情况下,只有一个!),就该在 TLC 的底线上发现它了。您需要使用毛细管(有关详细信息,请参阅相应的部分)。用毛细管蘸取一些混合物溶液,然后将其轻轻按入相应的标记点(始终使用铅笔在 TLC 中标记!钢笔墨水会用有机溶剂洗脱,铅笔石墨不会!在 TLC 底部上方约 0.5-1 cm 的线上。
TLC 洗脱
将 TLC 混合物点在板底部上方线条中的相应标记处。然后洗脱板,查看混合物中有多少化合物,以及它们的极性如何,只需检查不同的位置即可。
尝试尽可能紧密地发现您的混合物。制作非常小的样品点。非常宽的斑点会使不同的化合物重叠,从而导致不太好的分离。甚至可能一些化合物会被隐藏,因为这些化合物基本上会与其他大质量点共洗脱。一般来说,稀释程度更高、体积更小的斑点是可行的。
3. 洗脱 TLC 板
然后是洗脱板的时间。为此,您需要一个洗脱室。有专门用于此目的的商业选择,如下图所示。
但实际上,您可以使用任何可以盖上盖子的玻璃容器。烧杯有效。一个干净的果酱罐也可以完成这项工作!
然后,您需要用大约 0.5 cm 高的所需溶剂系统填充它。
选择溶剂系统没有绝对的最佳起点。但是,一个非常简短的总结是:
如果您正在处理绝对非极性有机分子(没有极性官能团,只有 C 和 H),例如萘,请从纯戊烷或己烷开始。
如果您想分离具有一个或两个弱极性官能团(醚、酮、酯等)的化合物,请选择 4:1 己烷/EtOAc 混合物。
如果您的分子有一个或两个强极性基团(醇、胺等),请选择 1:1 己烷/EtOAc。
如果您的分子的极性比这强得多(例如糖、氨基酸等),请将己烷换成 DCM,并保持 EtOAc 为极性组分。首先使用 1:1 的比例。
如果您的化合物极性很强,以至于 DCM/EtOAc 根本不偏离基线,请选择 9:1 的 DCM/MeOH 甚至 9:1 的 EtOAc/MeOH。
如果这些都不起作用,那么您正在寻找一种极性极强的化合物,您可能需要考虑使用反相(非极性固定相,而不是硅胶)
如果您想了解有关选择溶剂系统的更多详细信息,请查看下面的相应部分!
话虽如此,重要的是溶剂水平低于您发现样品的初始点!否则,它们会被稀释,您将无法获得干净的分离。
腔室准备就绪后,只需将 TLC 垂直放入内部,然后等待溶剂通过毛细管作用上升。当溶剂含量约为 90% 时,从顶部取出 TLC 板(不要让它淹没!)
薄层色谱洗脱
左。TLC 斑点(洗脱前、底部和洗脱后顶部)。是的。TLC 在溶剂室中洗脱。感谢 SiliCycle。
在板干燥之前,标记洗脱液正面(板上溶剂液位已达到的线)。您将需要用它来确定每个点/化合物的保留因子 (Rf)。
然后,擦干板子(用压缩空气、吹气或只是等待......
4. 可视化 TLC:查看结果!
最后,可视化。关键是要找到正确的方法来可视化您刚刚分离的混合物中每种化合物对应的点。
如果它们的颜色很强烈(如上图所示),那么您很好!你不需要其他任何东西,只需直视盘子。
大多数时候,有机化合物是不可见的,但它们会吸收紫外线辐射。所以你只需要使用 UV 灯。最后,有很多染色溶液可用于显影板并轻松判断每种化合物出现的位置。向下滚动到相应的部分以了解有关可视化的更多信息。
5. 确定不同化合物的保留因子
什么是保留因子?
在薄层色谱中,保留因子 (Rf) 是化合物在原点之间通过固定相(TLC 板)的距离与溶剂前沿移动到原点上方的距离。