有 机 化 学 实 验 教 案 实验名称: 柱 层 析、薄 层 层 析 一、实验目的 1、了解色谱法分离提纯有机化合物的基本原理和应用。 2、掌握柱层析、薄层层析的操作技术。 二、实验原理 色谱法(Chromatography)亦称色层法、层析法等。 色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方法之一。色谱法的基本原理是利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能(分配)的不同,或其亲和性的差异,使混合物的溶液流经该种物质进行反复的吸附或分配作用,从而使各组分分离。 色谱法在有机化学中的应用主要包括以下几方面: 1、分离混合物 一些结构类似、理化性质也相似的化合物组成的混合物,一般应用化学方法分离很困难,但应用色谱法分离,有时可得到满意的结果。 2、精制提纯化合物 有机化合物中含有少量结构类似的杂质,不易除去,可利用色谱法分离以除去杂质,得到纯品。 3、鉴定化合物 在条件完全一致的情况,纯碎的化合物在薄层色谱或纸色谱中都呈现一定的移动距离,称比移值(Rf值),所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或确定两种性质相似的化合物是否为同一物质。但影响比移值的因素很多,如薄层的厚度,吸附剂颗粒的大小,酸碱性,活性等级,外界温度和展开剂纯度、组成、挥发性等。所以,要获得重现的比移值就比较困难。为此,在测定某一试样时,最好用已知样品进行对照。 4、观察一些化学反应是否完成,可以利用薄层色谱或纸色谱观察原料色点的逐步消失,以证明反应完成与否。 吸附色谱主要是以氧化铝、硅胶等为吸附剂,将一些物质自溶液中吸附到它的表面上,而后用溶剂洗脱或展开,利用不同化合物受到吸附剂的不同吸附作用,和它们在溶剂中不同的溶解度,也就是利用不同化合物在吸附剂上和溶液之间分布情况的不同而得到分离。吸附色谱分离可采用柱色谱和薄层色谱两种方式。 柱色谱常用的有吸附色谱和分配色谱两种。吸附色谱常用氧化铝和硅胶为吸附剂。分配色谱以硅胶、硅藻土和纤维素为支持剂,以吸收较大量的液体作为固定相。 薄层色谱又叫薄板层析,是色谱法中的一种,是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,属固-液吸附色谱,它兼备了柱色谱和纸色谱的优点,一方面适用于少量样品(几到几微克,甚至0.01微克)的分离;另一方面在制作薄层板时,把吸附层加厚加大,又可用来精制样品,此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。此外,薄层色谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一种“预试”。 二、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程图) 正确装柱、制板、点样及分离操作 (1) (2) (3) 图2.10.5 薄层板在不同的层析缸中展开的方式 三、实验关键及注意事项: 1、薄层层析时,薄层板的制备要厚薄均匀,表面平整光洁。 2、点样时,各样点间距1—1.5cm,样点直径应不超过2mm, 3、柱层析时,柱子要致密紧实,无气泡。 四、主要试剂及产品的物理常数:(文献值) 名 称 分子量 性状 折光率 比重 熔点℃ 沸点℃ 溶解度:克/100ml溶剂         水 醇 醚  Azobenzene 182.2   1.2000 68 293  4.220 12 20  m-Nitroaniline 138.13    112-115  0.11 7.120 7.920  fluorescein 332.3    320       五、提问纲要 1、为什么极性大的组分要用极性较大的溶剂洗脱? 2、柱子中若有气泡或装填不均匀,将给分离造成什么样的结果?如何避免? 3、如何利用Rf值来鉴定化合物? 六、主要试剂用量、规格 1% Azobenzene 1% m-Nitroaniline Fluorescein (95%ethanol, 1mg/1ml) Methylene Blue 9:1 Cyclohexane:Acetone 七、时间分配及控制 计划安排3.5