薄层色谱中展开剂的选择2007-04-0502:03
（一）有机合成中展开剂的选择
做有机合成时走板子是常有的事，展开剂的选择就至关重要了。
选择适当的展开剂是首要任务.一般常用溶剂按照极性从小到大的顺序排列大概为：石油迷<己烷<苯<乙醚 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 分离样品在加样时可采用于法，亦可选一适宜的溶剂将样品溶解后加入。溶解样品的溶剂应选择极性较小的，以便被分离的成分可以被吸附。然后渐增大溶剂的极性。这种极性的增大是一个十分缓慢的过程，称为“梯度洗脱”，使吸附在层析柱上的各个成分逐个被洗脱。如果极性增大过诀（梯度太大），就不能获得满意的分离。溶剂的洗脱能力，有时可以用溶剂的介电常数（ε）来表示。介电常数高，洗脱能力就大。以上的洗脱顺序仅适用于极性吸附剂，如硅胶、氧化铝。对非极性吸附剂，如活性炭，则正好与上述顺序相反，在水或亲水住溶剂中所形成的吸附作用，较在脂溶性溶剂中为强。被分离物质的性质 被分离的物质与吸附剂，洗脱剂共同构成吸附层析中的三个要素，彼此紧密相连。在指定的吸附剂与洗脱剂的条件下，各个成分的分离情况，直接与被分离物质的结构与性质有关。对极性吸附剂而言，成分的极性大，吸附住强。当然，中草药成分的整体分子观是重要的，例如极性基团的数目愈多，被吸附的住能就会更大些，在同系物中碳原子数目少些，被吸附也会强些。总之，只要两个成分在结构上存在差别，就有可能分离，关键在于条件的选择。要根据被分离物质的性质，吸附剂的吸附强度，与溶剂的性质这三者的相互关系来考虑。首先要考虑被分离物质的极性。如被分离物质极性很小为不含氧的萜烯，或虽含氧但非极性基团，则需选用吸附性较强的吸附剂，并用弱极性溶剂如石油醚或苯进行洗脱。但多数中药成分的极性较大，则需要选择吸附性能较弱的吸附剂（一般Ⅲ～Ⅳ级）。采用的洗脱剂极性应由小到大按某一梯度递增，或可应用薄层层析以判断被分离物在某种溶剂系统中的分离情况。此外，能否获得满意的分离，还与选择的溶剂梯度有很大关系。现以实例说明吸附层析中吸附剂、洗脱剂与样品极性之间的关系。如有多组分的混合物，象植物油脂系由烷烃、烯烃、舀醇酯类、甘油三酸醋和脂肪酸等组份。如对于C-27甾体皂甙元类成分，能因其分字中羟基数目的多少而获得分离：将混合皂甙元溶于含有5％氯仿的苯中，加于氧化铝的吸附柱上，采用以下的溶剂进行梯度洗脱。如改用吸附性较弱的硅酸镁以替代氧化铝，由于硅酸镁的吸附性较弱，洗脱剂的极牲需相应降低，亦即采用苯或含5％氯仿的苯，即可将一元羟基皂甙元从吸附剂上洗脱下来。这一例子说明，同样的中草药成分在不同的吸附剂中层析时，需用不同的溶剂才能达到相同的分离效果，从而说明吸附剂、溶剂和欲分离成分三者的相互关系。 （二）簿层层析：薄层层析是一种简便、快速、微量的层析方法。一般将柱层析用的吸附剂撒布到平面如玻璃片上，形成一薄层进行层析时一即称薄层层析。其原理与柱层析基本相似。 1．薄层层析的特点：薄层层析在应用与操作方面的特点与柱层析的比较。2．吸附剂的选择：薄层层析用的吸附剂与其选择原则和柱层析相同。主要区别在于薄层层析要求吸附剂（支持剂）的粒度更细，一般应小于250目，并要求粒度均匀。用于薄层层析的吸附剂或预制薄层一般活度不宜过高，以Ⅱ～Ⅲ级为宜。而展开距离则随薄层的粒度粗细而定，薄层粒度越细，展开距离相应缩短，一般不超过10厘米，否则可引起色谱扩散影响分离效果。 3．展开剂的选择：薄层层析，当吸附剂活度为一定值时（如Ⅱ或Ⅲ级），对多组分的样品能否获得满意的分离，决定于展开剂的选择。中草药化学成分在脂溶性成分中，大致可按其极性不同而分为无极性、弱极性、中极性与强极性。但在实际工作中，经常需要利用溶剂的极性大小，对展开剂的极性予以调整。 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 实例谈薄层色谱展开剂选择2007/12/0812:18P.M.实例谈薄层色谱展开剂选择 根据本人的几年薄层层析经验，参考药典等国家药品标准和有关文献，将2000版药典一部里部分有代表性的对照品的薄层层实例按展开剂极性排序，并对其规律做一些分析。以下的分析和介绍是总体描述性的，目的是快速、简便地选择展开剂。如果想了解展开剂选择的各种理论，请参考其他专著。#TfaMVME选择展开剂，要依据溶剂极性和他们的混溶性，溶剂对被分析物的溶解性，以及被分析物的结构。这里只讨论药典里通常使用的以硅胶为固定相主体的正相薄层，也不考虑板的活性。 列出溶剂极性参数表，方便以下比较展开剂。环已烷:-0.2、石油醚（Ⅰ类，30~60℃）、石油醚（Ⅱ类，60~90℃）、正已烷:0.0、甲苯:2.4、二甲苯:2.5、苯:2.7、二氯甲烷:3.1、异丙醇:3.9、正丁醇:3.9、四氢呋喃:4.0、氯仿:4.1、乙醇:4.3、乙酸乙酯:4.4、甲醇:5.1、丙酮:5.1、乙腈:5.8、乙酸:6.0、水:10.2[1]。 关于溶剂混溶性，一般根据相似相溶原则，需要注意，极性相差大的不混溶，比如正己烷与甲醇。多元展开剂，主体的两种溶剂不能混溶，就需要通过第三种溶剂来调和。比如：石油醚、正庚烷、正已烷、戊烷、环已烷和甲醇、水之类的。一般正相色谱，固定相为极性，被分析物质的极性越大，需要极性更大的展开剂。 了解被分析物的极性可以通过分析其结构获得，很难获得它的极性指数。物质分子化学结构中，通常由较极性部分和非极性部分两部分。例如下面以苯丙烷为极性小部分，随着极性基团部分的增加，总体的极性就增加，展开剂极性也增加了。 ，依次为肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、绿原酸。 相应展开剂分别为：正己烷—乙醚—冰醋酸(5:5:0.1)、苯－冰醋酸－甲醇(30:1:3)、氯仿－甲醇－甲酸（9:1:0.5）、石油醚－乙酸乙酯－甲酸（3:6:1）、醋酸丁酯－甲酸－水(7:2.5:2.5)。（由于薄层板、比移值不同的原因，展开剂极性比较是相对的，并非绝对的后者大于前者）。 现在最重要的问题是，不同化合物，怎么定它的极性，又用什么标准来定它对应的展开剂呢？以下分开讨论不同化合物极性情况及其对应的展开剂。 首先是极性较小的挥发性物质。比如：冰片：石油醚(30～60℃)—醋酸乙酯(17:3)、厚朴酚：苯－醋酸乙酯(9:1.5)、α-香附酮：苯－醋酯乙酯－冰醋酸(92:5:5)、丹皮酚：环己烷－醋酸乙酯(3:1)，这类化合物，以石油醚、正构烷和苯为体积百分数比较大的溶剂，通常起溶解和分离化合物的作用，而用醋酸乙酯为调节Rf（比移值）的溶剂。为了减少拖尾之类其他相似相溶原则以外的影响，适当加入添加剂，如有机酸或者有机碱。 极性较小的不挥发性物质。比如：β-谷甾醇：环己烷－醋酸乙酯－甲醇(6:2.5:1)或者环己烷－丙酮(5:2)、熊果酸：甲苯－醋酸乙酯－冰醋酸 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com (12:4:0.5)、齐墩果酸：氯仿－甲醇(40:1)、猪去氧胆酸：氯仿－乙醚－冰醋酸(2:2:1)、大黄素：苯—醋酸乙酯—甲醇(15:2:0.2)或者苯—乙醇(8:1)、丹参酮ⅡA：苯-醋酸乙酯-甲酸(40:25:4)、穿心莲内酯：氯仿-无水乙醇(9:1)、靛玉红、靛蓝氯仿－乙醇(9:1)或者苯－氯仿－丙酮(5:4:1)。这类物质展开剂极性比极性较小的挥发性物质洗脱力强一些，因为这类物质极性小的母核大，而极性大的基团通常可以形成氢键，比如羧酸、羟基。以上物质，母核分子量减小、母核结构中不饱和健的增加（尤其是出现苯环），极性基团的增加，都使极性增加，展开剂极性也增大。这个范围内的物质很多，一般展开剂大百分数的溶剂可以从环己烷—〉甲苯—〉二甲苯—〉苯—〉氯仿的顺序，按照极性要求选择。这里注意，异丙醇、正丁醇极性指数也比较小，在这范围的化合物很少用，因为粘性大、展开慢，造成斑点扩散；另外，羟基的氢键作用力也有不利。调节Rf值的溶剂，从醋酸乙酯—〉甲醇—〉丙酮—〉乙醇。挥发性物质也有很多带羰基、羟基的，但从它的挥发性就可以明白，分子间作用力不强，另外，母核与石油醚、正构烷和苯的结构差异小，估计更容易脱离硅胶吸附，更快进入溶剂中，而不需要通过提高展开剂的极性。 皂苷类。人参皂苷：氯仿－甲醇－水(65:35:10)10℃以下放置的下层溶液或正丁醇－醋酸乙酯－水(4:1:5)的上层溶液或氯仿－醋酸乙酯－甲醇－水 (15:40:22:10)10℃以下放置的下层溶液、芍药苷：氯仿－醋酸乙酯－甲醇－甲酸(40:5:10:0.2)、黄芩苷：醋酸乙酯－丁酮－醋酸－水(10:7:5:3)、橙皮苷：苯—醋酸乙酯—甲酸—水(1:12:2.5:3)的上层溶液、葛根素：氯仿－甲醇－水(14:5:0.5)、芦丁：醋酸乙酯－甲酸－水(8:1:1)。这类物质，由于存在糖的多羟基结构，苷元的结构影响变小。展开剂中使用极性大的有机溶剂（氯仿、醋酸乙酯、甲醇、正丁醇）和水。乙酸和甲酸的使用，一方面增大展开剂极性，另外也可以抑制硅胶羟基的作用，减少拖尾。由于混溶性和硅胶耐酸能力的限制，水和酸的使用是有限度的。 极性大的小分子有机酸。没食子酸：氯仿－醋酸乙酯－甲酸(5:4:1)、阿魏酸、咖啡酸、菊苣酸、绿原酸、异绿原酸。这类物质多数是苯乙烯母核的，这个结构的极性本身比较大，另外有酚羟基和羧酸基团，个别有多羟基配基。皂苷的展开剂差不多，极性大。注意甲酸通常指的是浓度85%左右的，含有水。 含氮有机物。盐酸小檗碱：苯－醋酸乙酯－甲醇－异丙醇－浓氨试液(12：6：3：3：0.6)(氨蒸气饱和)或正丁醇－冰醋酸-水(7:1:2)、麻黄碱：氯仿－甲醇－浓氨试液(20:5:0.5)或正丁醇－冰醋酸－水(8:2:1)、甘草酸铵：醋酸乙酯－甲酸－冰醋酸－水(15:1:1:2)。由于NH2硅醇基的作用很强，在强极性展开剂加有机酸、有机碱扫尾。对于极性化合物，使用正丁醇对斑点扩散影响较小，因为化合物和硅胶的作用强。DB^}#kvL: 进行薄层分析基本可以根据母核、基团，选择相似的化合物对号入座。当然，具体的条件优化则需要根据实际情况了。遇到较困难的分离，需要使用到设计优化方法的，已经不属于本文讨论范围了。 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 关于展开剂： 分离的样品酸性比较大，一般在展开剂中加酸加甲酸是因为该样品是酸性的，加酸的量和该物质的酸性成正比关系，加水可能是因为你的样品是苷类的用酸水做一下缓冲，目的就是让斑点圆滑，不脱尾，展距良好。 饱和也非常重要，边缘效应很严重的不妨用下端浸在展开剂中的滤纸贴在展开缸的内壁，这样饱和效果会好一些 1)在层析缸口涂适量凡士林，增加密封性； 2)以展开剂边缘效应的大小，确定展开剂平衡时间的长短，一般平衡时间在30分钟即可。 有机溶剂的极性，甲醇>氯仿，因此在氯仿：甲醇：氨水（10:1:0.6）这个展开剂中，如果极性略大，可适当降低甲醇比例；如极性太小，可适当增大甲醇比例。氯仿：甲醇：氨水10:1:0.6和20：2：1.2极性肯定是相同的，这有问题吗？另外还有一个问题，这个展开剂中，甲醇用量较小，而甲醇又易挥发，容易产生边缘效应，要特别注意展开剂的平衡和层析缸的密封。 不同的展开系统意思是其中至少应该有一种溶剂不同（最好是不同分类组的溶剂），而不是比例不同。或者使用不同的固定相。关于展开： TLC中样品拖尾现象是什么原因?该如何解决? 2.TLC中样品跑成几乎为一条线,斑点没有清晰的分离,想请教一下这是什么原因造成的?一般情况下该如何解决?造成问题1的原因基本相同： a、对于一些具有酸碱性的化学成分，在溶液中部分电离，事实上展开时存在分子、离子两种状态，以中性的有机试剂展开必然会出现两种层析行为，造成脱尾甚至是一条线。b、展开剂选择不当 c、点样量过大，样品超载解决办法： a、在展开剂中加几滴甲酸或冰醋酸；b、展开时以氨水饱和c、减少点样量 d、参考文献，调整展开剂种类、比例 我想问问，关于TLC二次展开，是在第一次展开显色后再在继续第二次展开，还是在第一次展开后，换另一种展开剂接着展开啊？？请哪位大侠指点一下关于TLC的二次展开。二次展开是依据样品定的，但肯定要在第一次展开后，将板晾干或吹干，再放入另一种展开剂中展开，有的样品二次展开还要换展开方向，和原方向垂直。所以要以实际分离样品需要而定。一般是因为样品成分多，极性差别有的大，有的 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 关于显色： 在工作中研究过用硫酸乙醇显色作定量分析的品种，但凡加了CMC的板都易烘糊，尤其是温度高于100度时，后改用不加CMC辅的水板来作，就不会有烘糊现象，故也可推论CMC易于与硫酸起糊化反应。感觉辅水板关键是硅胶G与水的比例要达1：3.5左右，而且研磨后要尽快涂布，不能易于凝固而难于涂布，我是百思不得其解，难道CMC还有类似稳定剂的作用 2.“0.5%的板加热时间长了就会黑”，是在层析完，显色后吧，我也遇到过同样的情况，这只有严格控制加热显色的时间。 这个问题应该是这样回答：但凡加了CMC的板都易烘糊，尤其是温度高于100度时，若改用不加CMC辅的水板来作，就不会有烘糊现象，但不加CMC辅的板又太软，点样时容易点出洞，有个好办法是将CMC的浓度调至0.1%，这样就不易烘黑的。不信你试试，我们这边药检所都这样做的 3.关于薄层板加热变黑的问题，其实很容易解决：当喷完显色剂后不用在放烘箱里烘了，可以用电吹风在板子背面吹吹就能显色了．我们实验室里一般都采用此法，简便、快洁．如果一非想使用烘箱烘的话，一定要用带玻璃窗的，当看到显色了就取出，不然不好控制显色时间，时间过长，ＣＭＣ容易碳化变黑 4．各位楼主真是经验丰富，我铺的0.5%的板加热时间长了就会黑，有什么好着吗？ 根据我的经验，薄层版变黑与CMC－Na的浓度过大有关，如果你留意的话，你会发现，当显色剂中有浓硫酸时，加热时间稍长就会变黑（其他显色剂是没事的），我老师说这是因为浓硫酸把CMC－Na炭化了，其实[color=blue=这种情况你只要适当降低CMC-Na的浓度[/color]就可以了，当然如果不加CMC-Na的话容易把板弄破。一般我都是显色后用电吹风吹的，要均匀吹，电吹风离板的距离要远些，防止部分会黑。另还要注意显色剂，如果显色剂中含有硫酸，加热时间一定要掌握好，不可太长。5．CP2000中277页苏氨酸的TLC的其它氨基酸检查似乎有问题:...以\"正丁醇\\丁酮\\浓氨溶液\\水\"为展开剂,展开后,晾干,喷以茚三酮的丙酮溶液(1-50),... 茚三酮与浓氨溶液起显色反应,弄得整块板都有色,茚三酮氧化苏氨酸后再与释放出的氨气起反应生成的点在整块板中尚能看到,其它氨基酸就别想看了. 氨基酸类的薄层鉴别过程中，显色前先将展完的板子在烘箱内烘一段时间，从而确保展开剂挥干净，效果不错关于裂板： 板子会裂口，一则可能是因为硅胶的比例太大，二则可能是，板子要在常温下晾干后，再在烘箱中活化。如果铺完不久就在较高温度下，裂口的几率就比较高的。“晾干的板子放在烘箱里怎么全炸裂了，有什么方法可以避免板子炸裂。”你的板没有完全干透，表面看是干了，但是最中间的没有干，所以你直接放入105度的烘箱烘，当然会炸裂了，所以应该先用低温大约40度左右烘30分钟左右，再用105度活化，就可以解决这个问题了。 关于活化出现裂板、爆板的问题。我从没有遇上过。活化我是这样处理不要等到温度达到100度，而是设好温度后就将板子放在干燥箱，然后再通电加热，达到最高温度后停留5分钟左右即可。这样水分是慢慢由内而外散发，而不是由外向内散发，避免了表面成膜，里面还在散发水气，岂有不裂、不爆的道理！。 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 关于点样： 1.点样我本人没有什么技巧，导师教了我一招挺好用，写出来大家分享，就是在点样时食指放在点样管的上端，当点样管的下端与硅胶板接触的瞬间轻轻松动上端的食指，溶液自然从点样管出来，迅速提起点样管，就这样反复操作点出的斑点既小又均匀。但要提出样品溶液不能太浓，浓度太大，点下的样品不能被硅胶很好的吸收，不利于分离。2.关于点样，我上学的时候，老师用比较便宜的进样器（大约10几块钱吧，10μl即可），将针尖打磨圆滑，老师好像是用锉一点一点锉的，这样点样的时候样品溶液不容易沿针尖上行（甲醇溶液都这样），并且针尖不会刺破已经铺好的薄层板。现在，我和师兄都是实行的这个办法，还是比较实用的，点样量可以精确到0.5µl。当然，点样的时候手不能抖动，动作要轻，这些要领在于意会，逐渐锻炼，相信你会体会到其中的快感。 3.要磨平微量进样器的针尖，简单的方法就是，在展缸的盖子上轻磨（当然是靠近中间部分），就很快能解决问题，且很平滑。薄层色谱小知识 1、怎样提高点样效率? 点样是造成TLC定量误差的主要来源。实验证明：定量毛细管更适合较小体积的点样；微量注射器更适合较大体积的点样。这主要是因为微量注射器受小气泡、溶液回爬现象的影响较大。为避免不同定量毛细管间的点样误差、建议一块薄层板上最好用同一只定量毛细管。但应注意更换样品时，应将毛细管用超声波或不同极性溶剂清洗干净。在制备样品时，溶样溶剂黏度不能过高，以便于点样；溶剂沸点过低则进样体积易变，过高则会改变展开剂组成；对样品溶解度过高会使样点发生空心现象；常用的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮。经典TLC样点原点一般为直径3mm点间距1--2cm底边距1.5cm；HPLC样点原点一般为直径1mm点间距5mm底边距1cm。2、展开剂的选择 TLC与HPLC相比，一个突出的优点就是流动相的选择具有更大的灵活性。流动相的选择的目的是使绝大部分样品的RF值位于0.1--0.7之间并达到较好的分离，与此对应的是流动相要有适当的强度和组成。流动相强度越大，溶质RF值越大，但很可能降低分离能力；另外单一溶剂很难分离较复杂的混合物，根据相似相溶原理，要使用多元溶剂体系。一般展开剂体系选择如下：根据分离样品性质、薄层色谱板性质选择一个二元溶剂体系，通过调节溶剂比例以寻求适合RF值，适合的RF值找到后，再寻求极性参数相同的二元溶剂体系两个，以这三个组成为三点组成一个三角形，则可看到：三角形顶点是二元体系，边是三元体系，三角形内是四元体系，并且极性一致，可根据几何原理得出任一点组成。这种方法较为直观，也较简单。 3、TLC的通用显色方法 理想的显色希望灵敏度高、斑点颜色稳定、斑点与背景间的对比度好、斑点的大小及颜色的深度与物质的量成正比。在样品组成并不完全已知的情况下，通用显色方法显得成尤为重要。通用显色法主要有：（1）、紫外照射法：方便，不破坏样品；（2）、碘蒸气法：通用性强，与紫外法结合灵敏度高于该两法单独使用；（3）、荧光试剂：制造荧光背景，使原来紫外下无荧光物质被鉴别，有荧光物质更明显； 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com （4）、硫酸溶液：对绝大多数有机物有效，但有破坏性。 PE(60-90)EtAc/PE=1:2EtAc/PE/AcOH=15:5:1EtAc/AcOH/n-Butanol/H2O=2:1:1:18年来我用这四种体系,没有出现过什么问题. 我一直在用的是乙酸乙酯：环已烷，不断调节比例，直到有满意的Rf值，有拖尾时可能要加酸或碱，我一般乙酸和三乙胺。我用了好几年了，都还好。不妨一试！ 极性小的用+/系统极性较大的用甲醇：氯仿系统极性大的用甲醇：水：正丁醇：醋酸系统拖尾可以加入少量氨水或冰醋酸甲醇：氯仿对于胺类比较好氯仿：甲醇9：1是比较常用的方法 我常用的展开剂有：氯仿/甲醇；环已烷/丙酮；醋酸乙酯/石油醚；甲醇/吡啶/水酸用BTOH：HAc：H2O=2：1：1很好用的。 二氯甲烷：甲醇，调节不同的配比基本解决大多数问题 根据化合物的极性选择合适的展开剂，极性大的可滴加少量水，酸碱化合物会拖尾，酸性化合物可在展开剂中加少量乙酸，碱性的加少量三乙胺，会减少拖尾。 前面的一些帖子中提到在分离碱性化合物时可以在展开剂中加入少量三乙胺，这样确实会达到分离效果，但在柱层析时需要注意，当你的洗脱剂含有二氯甲烷或氯仿时经常会分到三乙胺的盐酸盐，因为一般的二氯甲烷或氯仿中都含有少量的盐酸，三乙胺的盐酸盐为无色针状结晶，很漂亮，经常会误以为是分到的单体。切忌！！！ 齐尔普医药化工www.trinup-chem.com 内部资料（密） 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容