Высокоэффективная жидкостная хроматография - Реферат

6. Закономерности влияния строения лиганда на поведение хелатов в условиях обращено-фазной хроматографииСтановление ВЭЖХ в значительной мере связано с созданием новых поколений сорбентов с хорошими кинетическими характеристиками и разнообразными термодинамическими свойствами. В классической колоночной хроматографии, как правило, используются сорбенты с частицами диаметром 30-200 мкм. На основе таких материалов можно получать колонки эффективностью до нескольких тысяч теоретических тарелок на 1 м длины. В качестве подвижной фазы необходимо брать растворы, содержащие 0 - - 30% воды в ацетонитриле или метаноле, а для наименее полярных сорбатов (например, триглицериды, высшие полиядерные ароматические углеводороды) - смеси ацетонитрила с хлороформом либо хлористым метиленом. Подвижные фазы для хроматографии на этих сорбентах содержат 2-50 % полярного органического растворителя в смеси с менее полярными (углеводороды, галогенуглеводороды).Подвижная фаза в жидкостных хроматографических системах выполняет двоякую функцию. С одной стороны, она (подобно подвижной фазе в газовой хроматографии) служит для транспорта десорбированных молекул по колонке. С этой точки зрения химические свойства подвижной фазы не играют существенной роли, более важны их физические параметры: вязкость, летучесть и т.д. С другой стороны, в отличие от газохроматографических систем, подвижная фаза в жидкостной хроматографии играет активную, химическую по существу роль. Более того, во многих случаях компоненты подвижной фазы способны к прочной сорбции, что приводит к образованию на поверхности слоя, существенно изменяющего свойства неподвижной фазы.В условиях обращено-фазовой хроматографии различия в поведении координационно-насыщенных хелатов проявляется не столь заметно. Специфические взаимодействия всех этих хелатов, благодаря которым и может проявиться природа металла, реализуется здесь в основном за счет образования водородных связей с компонентами подвижной фазы. Противоположный характер изменения величин удерживания в условиях обращено-фазовой хроматографии приводит к тому, что подвижность хелатов на модифицированных сорбентах увеличивается обратно величинам электроотрицательности атома металла. Однако эффективность разделения хелатов в обращено-фазовой хроматографии закономерно хуже, в частности изза более высокой вязкости полярных растворителей и, следовательно, большего размывания пиков. С ростом размера гидрофобной части молекулы хелата растет площадь контакта с углеводородными цепями химически модифицированного силикагеля и увеличивается удерживание из полярных элюентов. кроме того, в случае адсорбции хелатов как соединений полярной природы в общем потенциале межмолекулярных взаимодействий в хроматографической системе значительной является доля специфических межмолекулярных взаимодействий с полярным элюентом. через влияние на величину этих взаимодействий природа заместителей(главным образом их стерические и особенно индукционные эффекты) может сказываться на адсорбционной способности хелатов.

Содержание

1. ВЭЖХ

2. Обращено-фазовая хроматография

3. Сорбенты

4. Растворители

5. Координационно-насыщенные хелаты

1. Высокоэффективная жидкостная хроматография

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) - один из эффективных методов анализа и разделения сложных примесей. Она как метод была открыта в 1903 году русским ученым М.С. Цветом, который он использовал для разделения растительных пигментов на их составление колонки, заполненные порошком мела. При вымывании пигментов петролейным эфиром они перемещались вдоль колонки, разделяясь при этом на кольца разного цвета.

Положительные стороны ВЭЖХ: u большой диапазон молекулярных масс веществ, с которыми можно работать, u мягкость условий, u высокая эффективность разделения (до 150000 т.т. на 1 м), u высокая скорость анализа, u количественная точность, u высокая чувствительность.

По масштабу ВЭЖХ делится на: u микроколоночную (d<2 мм), u аналитическую (2-6 мм), u полупрепаративную (7-10 мм), u препаративную (10-40 мм), u крупномасштабную препаративную (d>40 мм).

По механизму разделения анализируемых и разделенных веществ ВЭЖХ делится на: - нормально-фазовая хроматография - такой вариант ВЭЖХ, когда подвижная фаза менее полярна, чем неподвижная, а основной фактор, определяющий удерживание, - это взаимодействие сорбатов с поверхностью сорбента;

- обращено-фазовая хроматография - такой вариант ВЭЖХ, когда подвижная фаза более полярна, чем неподвижная, и удерживание определяется непосредственным контактом молекул сорбата с поверхностью или объемом сорбента;

- ионообменная хроматография - вариант, при котором сорбция осуществляется путем обмена ионов неподвижной фазы на ионы хроматографируемых веществ (аналогично можно определить лиганднообменную хроматографию);

- хроматография на динамически модифицированных сорбентах - вариант ВЭЖХ, при котором сорбат не взаимодействует непосредственно с поверхностью сорбента, а вступает в ассоциацию с молекулами приповерхностных слоев элюента. Состав этих слоев, находящихся в динамическом равновесии с подвижной фазой, отличается от среднего состава подвижной фазы;

- ион-парная хроматография - вариант обращено-фазовой хроматографии ионизированных соединений, при котором в подвижную фазу добавляется гидрофобный противоион, качественно изменяющий сорбционные характеристики системы;

? эксклюзионная хроматография - способ разделения соединений по их молекулярным массам, основанный на различии в скорости диффузии в порах неподвижной фазы молекул различных размеров.

2. Обращено-фазовая хроматография

Из всех вариантов ВЭЖХ обращено-фазовый применяется в настоящее время наиболее широко, что объясняется простотой механизма сорбции и предсказуемостью поведения веществ на основании их строения, методической простотой и универсальностью метода. Термин “обращено-фазовая хроматография” ввели Говард и Мартин в1950 г., когда ими был описано разделение жирных кислот с использованием жидкого парафина и н-октана в качестве неподвижных фаз. В отличие от других, ранее применявшихся систем распределительной хроматографии здесь неподвижная фаза менее полярна, чем подвижная, что и послужило поводом к такому наименованию. Позднее Хорват предложил теорию обращено-фазовой хроматографии, суть которой заключается в следующем.

Рис. 1а. К механизму обращено-фазовой хроматографии: а - сорбат в растворе; б - сорбат на поверхности неподвижной фазы

Молекулы воды и органического растворителя обозначены светлыми и темными кружками соответственно.

Существует принципиальное различие между процессами сорбции на полярных и неполярных поверхностях. В первом случае между молекулами сорбатов и неподвижных фаз образуются ассоциаты за счет кулоновских взаимодействий или водородных связей. Во втором случае причиной удерживания сорбата на поверхности являются так называемые сольвофобные взаимодействия в подвижной фазе. Для полярных элюентов, особенно содержащих воду, характерно сильное кулоновское взаимодействие и образование водородных связей между молекулами растворителей, т.е. все молекулы в таких элюентах довольно прочно связаны межмолекулярными силами. Для того, чтобы поместить в эту среду молекулу сорбата, необходимо образование “полости” между молекулами растворителя. Энергетические затраты на образование такой “полости” лишь частично покрываются за счет взаимодействия полярных групп в молекуле сорбата с полярными молекулами растворителя. В аналогичном положении по отношению к растворителю и неполярные молекулы неподвижной фазы. С энергетической точки зрения более выгодно такое положение, когда поверхность раздела между полярной средой (растворителем) и неполярными фрагментами неподвижной фазы и молекул сорбата минимальна. Уменьшение этой поверхности достигается при сорбции (рис. 1а).

Таким образом, причиной сорбции в обращено-фазовой хроматографии служит сильное притяжение полярных молекул растворителя, как бы “прижимающее” растворенные менее полярные молекулы к неполярной поверхности. Из сказанного следует, что по сравнению с нормально-фазовой хроматографией в обращено-фазовой роль химической природы неподвижной фазы относительно мала, так как взаимодействие сорбат-сорбент ограничивается слабыми дисперсионными силами.1. «Практическая ВЭЖХ», В.Л. Стыскин, Л.Б. Ициксон, Е.В. Брауде,М.:Химия, 1986.

2. «Введение в микромасштабную ВЭЖХ», ред. Д.Исин

Размещено на .ru