第四章第四章 现代分离方法在现代分离方法在 精细化学品中的应用精细化学品中的应用4.1 4.1 现代分离方法应用概述现代分离方法应用概述4.2 4.2 气相色谱法的应用气相色谱法的应用4.3 4.3 高效液相色谱法的应用高效液相色谱法的应用4.4 4.4 薄层色谱法的应用薄层色谱法的应用4.5 4.5 现代分离方法选择的实例现代分离方法选择的实例2024/8/19一、各种现代分离方法的适用范围一、各种现代分离方法的适用范围4.1 4.1 现代分离方法应用概述现代分离方法应用概述GC：易挥发（沸点易挥发（沸点400）、热稳定性）、热稳定性好的精好的精 细化学品和中间体细化学品和中间体可检测；可检测； 采用采用衍生化衍生化法，可分析不具挥发性的化合法，可分析不具挥发性的化合物，如表面活性剂、助剂等。物，如表面活性剂、助剂等。2024/8/19HPLC：不受样品挥发性和热稳定性的限制不受样品挥发性和热稳定性的限制; 分子量大、难气化、热稳定性差及高分子分子量大、难气化、热稳定性差及高分子 和离子型样品均可检测，如药物、染料、和离子型样品均可检测，如药物、染料、 表面活性剂等。表面活性剂等。 TLC：适用于无机、有机、药物或生物大分子等；：适用于无机、有机、药物或生物大分子等； 广泛用于精细化学品的广泛用于精细化学品的半定量或定性分析半定量或定性分析。一、各种现代分离方法的适用范围一、各种现代分离方法的适用范围2024/8/19 : bp 109 : bp 78 : bp 77 组分平均沸点组分平均沸点88 一、在中间体和有机化工原料中的应用一、在中间体和有机化工原料中的应用仪器：仪器：采用采用Shimadzu-8A型气相色谱仪，带有热导池检测器型气相色谱仪，带有热导池检测器。实验条件实验条件：色谱柱为：色谱柱为2mm2m不锈钢柱不锈钢柱;载体为白色载体为白色101担体、担体、固定液为固定液为SE-30(甲基硅酮甲基硅酮)；柱温；柱温70；汽化温度；汽化温度140; 检测检测温度为温度为140；桥液；桥液60mA ；载气为氢气。；载气为氢气。4.2 4.2 气相色谱法的应用气相色谱法的应用应用应用1：染料、医药中间体：染料、医药中间体原乙酸原乙酸三乙酯三乙酯的的定性定性和和定量定量分析。分析。结构式：结构式：原乙酸三乙酯原乙酸三乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙醇乙醇2024/8/19结论：结论： 合成产物中还存在合成产物中还存在乙醇和乙酸乙酯。乙醇和乙酸乙酯。p定性分析：定性分析： 根据根据标准物的保留时间标准物的保留时间p定量分析：定量分析：依据：依据： 在色谱图中乙醇和在色谱图中乙醇和乙酸乙酯未分开，故不能乙酸乙酯未分开，故不能采用归一法，而应采用采用归一法，而应采用外外标法标法。原乙酸三乙酯标样原乙酸三乙酯标样溶液气相色谱图溶液气相色谱图1乙酸乙酯和乙醇乙酸乙酯和乙醇2原乙酸三乙酯原乙酸三乙酯2024/8/19应用应用2：芳香异构体芳香异构体的定性和定量分析。的定性和定量分析。仪器：仪器：采用采用GC-14A型气相色谱仪，带有氢火焰离型气相色谱仪，带有氢火焰离子化检测器子化检测器。实验条件实验条件：色谱柱为：色谱柱为4mm4m不不锈钢柱锈钢柱; 载体为红色载体为红色6201担体、固担体、固定液定液的的有机皂土有机皂土，加的，加的双甘油双甘油；柱温；柱温75；气化温度；气化温度150;检测器检测器150 ；载气为氮；载气为氮气气,流速流速60mL/min。2024/8/19p定性分析：定性分析： 根据根据标准物的保留时间标准物的保留时间在实验条件下打入在实验条件下打入0.3微升的待测样品，得到色谱图。微升的待测样品，得到色谱图。分别打入各已知纯样品，测定保留时间，与未知试样分别打入各已知纯样品，测定保留时间，与未知试样色谱峰保留时间对照，定性确定各峰号代表的组份。色谱峰保留时间对照，定性确定各峰号代表的组份。2024/8/19p定量分析：定量分析：因为芳烃异构体都能流出色谱柱，故采用因为芳烃异构体都能流出色谱柱，故采用归一化归一化法法定量。定量。质量质量2024/8/19二、在表面活性剂中的应用二、在表面活性剂中的应用u绝大部分表面活性剂都是难挥发性的，必须经绝大部分表面活性剂都是难挥发性的，必须经衍生化衍生化 法法处理后，才能用处理后，才能用GC法进行分离和测定。法进行分离和测定。表面活性剂分子结构：表面活性剂分子结构：两亲分子两亲分子亲水基亲水基憎水基（疏水基或亲油基）憎水基（疏水基或亲油基）2024/8/19表面活性剂表面活性剂分类分类: :阳离子型阳离子型季胺盐，烷基吡啶季胺盐，烷基吡啶阴离子型阴离子型羧酸、磺酸盐，硫酸酯、磷酸酯盐羧酸、磺酸盐，硫酸酯、磷酸酯盐两性型两性型氨基酸、甜菜碱型氨基酸、甜菜碱型非离子型非离子型聚氧乙烯醚、多元醇型聚氧乙烯醚、多元醇型2024/8/19阳离于型阳离于型表面活性剂表面活性剂 热裂解法热裂解法阴离子型阴离子型表面活性剂表面活性剂 磷酸热分解法或甲酯化法磷酸热分解法或甲酯化法u非离子型非离子型表面活性剂表面活性剂 三甲基硅烷化或甲酯化三甲基硅烷化或甲酯化 2024/8/19应用应用1：脂肪醇聚氧乙烯醚：脂肪醇聚氧乙烯醚RO(CH2CH2)nOH （AEO）疏水基分布疏水基分布的测定。的测定。疏水基分布疏水基分布与表面活性剂的与表面活性剂的润湿润湿、起泡起泡、去污力去污力以及以及 生物降解生物降解等特性有密切的关系。等特性有密切的关系。仪器：仪器：采用采用6890型气相色谱仪，带有型气相色谱仪，带有FID检测器。检测器。实验条件实验条件：HP-5毛细管柱；柱温毛细管柱；柱温170250（升温（升温速率速率6/min);气化室温度为气化室温度为300；检测器温度为；检测器温度为300.（1）衍生化法处理后的样品进行气相色谱分析；）衍生化法处理后的样品进行气相色谱分析；2024/8/19（2）定性分析：与标样）定性分析：与标样C1018保留值对比，确保留值对比，确定各定各 峰对应的组分；峰对应的组分；疏水基分布疏水基分布AEO3（a） AEO9（b）1.C12 2.C13 3.C14 4.C15（a）（b）RO(CH2CH2)nOH2024/8/19（3）定量分析：采用归一化法计算碳数百分含量。）定量分析：采用归一化法计算碳数百分含量。样品名称样品名称 碳数碳数 碳数百分含量碳数百分含量 AEO3 C12 11.5% C13 3.6% C14 76.3% C15 10.7% AEO9 C12 30.8% C13 9.7% C14 49.1% C15 11.6%2024/8/19应用应用2：废水废水中微量烷基苯磺酸钠的测定。中微量烷基苯磺酸钠的测定。表面活性剂的大量应用，带来了水质表面活性剂的大量应用，带来了水质的严重污染，的严重污染，难以生物降解的表面活难以生物降解的表面活性剂给污水处理也带来了难题。性剂给污水处理也带来了难题。实验条件实验条件：SupelcoDB-1烧结毛细管烧结毛细管柱柱(15m0.32mm1.0m)；柱温；柱温100170（升温速率（升温速率5/min)；气化；气化室温度为室温度为300；检测器温度为；检测器温度为300；分流比；分流比25:1。含十二烷基苯磺酸钠的样品经过水解、含十二烷基苯磺酸钠的样品经过水解、萃取、浓缩等过程，采用脱磺酸衍生萃取、浓缩等过程，采用脱磺酸衍生化法处理后，进行气相色谱分析。化法处理后，进行气相色谱分析。2024/8/19根据色谱图确定烷根据色谱图确定烷基苯磺酸钠的基苯磺酸钠的碳链碳链分布分布。处理前水样（上）和一次处处理前水样（上）和一次处理污泥（下）的气相色谱图理污泥（下）的气相色谱图2024/8/19三、在石油化工中的应用三、在石油化工中的应用应用应用1：工厂烟道气烃类组分的分析。：工厂烟道气烃类组分的分析。烃类组分用两根色谱柱分离烃类组分用两根色谱柱分离实验条件实验条件:（a）色谱柱为）色谱柱为1m不锈钢柱不锈钢柱; 固定相为固定相为6080目硅胶目硅胶；柱温柱温为室温；为室温；载气为氮气载气为氮气，流速，流速23mL/min；FID检测检测器；氢气器；氢气28mL/min；助燃气空气助燃气空气280mL/min。（b）色谱柱为）色谱柱为1.8m不锈钢柱不锈钢柱; 载体为载体为6080目目101硅烷硅烷基化白色担体；固定液为基化白色担体；固定液为5SE-30；柱温；柱温118；载气载气为氮气为氮气，流速，流速23mL/min；FID检测器；氢气检测器；氢气28mL/min；助燃气空气助燃气空气286mL/min。2024/8/19(a) C1C4(b) C5C10n-C4H10n-C3H8 C2H4CH4n-C10H12n-C8H16n-C7H16n-C5H112n-C6H14C1C4工厂烟道气烃类分析谱图工厂烟道气烃类分析谱图2024/8/19 高效液相色谱法适用于分析高效液相色谱法适用于分析沸点高沸点高，分分子量大子量大，热稳定性差热稳定性差的物质。的物质。 4.3 HPLC的应用的应用 高效液相层析法已经在生物化学，生物高效液相层析法已经在生物化学，生物工程，医药研究，食品分析，环境污染分析工程，医药研究，食品分析，环境污染分析和精细化工分析中广泛应用。和精细化工分析中广泛应用。2024/8/19p反相反相高效液相色谱法应用较多高效液相色谱法应用较多 反相高效液相色谱反相高效液相色谱固定相的极性固定相的极性小于小于流流定相的极性。定相的极性。 下面举几个例子下面举几个例子常用的常用的固定相固定相： 烃基硅烷烃基硅烷（十八烷基硅烷（十八烷基硅烷ODS、 八烷基硅烷），八烷基硅烷）， 流定相流定相：水水和与和与水混溶的有机溶剂水混溶的有机溶剂（如甲（如甲 醇、乙腈）。醇、乙腈）。2024/8/19一、在添加剂中的应用一、在添加剂中的应用应用：应用：食品中常见添加剂食品中常见添加剂的测定。的测定。糖精、甜味剂、苯甲酸、山梨酸、香兰素、糖精、甜味剂、苯甲酸、山梨酸、香兰素、咖啡因和日落黄等是食品中常用的添加剂。咖啡因和日落黄等是食品中常用的添加剂。仪器：仪器：采用岛津采用岛津LU-10液相色谱仪，紫外可见检测器。液相色谱仪，紫外可见检测器。实验条件实验条件：Shim-pack CLC-ODS色谱柱，色谱柱，150mm 6.0mm;流动相甲醇流动相甲醇/（20mmol/L)乙酸胺乙酸胺(44/56)，pH7，流速，流速1.0mL/min；检测波长；检测波长220nm；进样量；进样量10l。2024/8/19（1）得到混合标准样品的液相色谱图；）得到混合标准样品的液相色谱图；（2）待测试样）待测试样预处理预处理后，经色谱检测，依据后，经色谱检测，依据保留时间定性，外标法定量。保留时间定性，外标法定量。2024/8/19样品样品 胭胭 脂脂 红红 糖糖 精精 日日 落落 黄黄 苯苯 甲甲 酸酸 山山 梨梨 酸酸 咖咖 啡啡 因因 香香 兰兰 素素 甜甜 味味 素素健力健力宝宝7.02 nd17.5880.70 nd nd nd78.78可口可口可乐可乐 nd nd nd nd nd98.39 nd nd喜之喜之朗果朗果冻冻 nd nd nd nd232.38 nd35.64 nd佳酿佳酿酱油酱油 nd nd nd434.45 nd nd nd nd几种食品中所含添加剂的测试结果（几种食品中所含添加剂的测试结果（mg/kg)注：注：ndnd表示未检出。表示未检出。山梨酸毒性是苯甲酸的四分之一，规定使用量：山梨酸毒性是苯甲酸的四分之一，规定使用量：0.60.6克克/ /千克为千克为安全。安全。2024/8/19二、在染料中的应用二、在染料中的应用应用：应用：食品食品苏丹红染料苏丹红染料的检测。的检测。苏丹红属偶氮系列化工合成染料。苏丹红属偶氮系列化工合成染料。仪器：仪器：液相色谱仪，紫外可见检测器。液相色谱仪，紫外可见检测器。(GB/T19681-2005)实验条件实验条件：Zorbax SB-C18色谱柱色谱柱,150mm4.6mm；流动；流动相为溶剂相为溶剂A（0.1%甲酸水溶液：乙腈甲酸水溶液：乙腈85:15），溶剂），溶剂B（0.1%甲酸乙腈溶液：丙酮甲酸乙腈溶液：丙酮=80:20）;流速流速1.0mL/min、梯度洗脱梯度洗脱；检测波长分别为苏丹红；检测波长分别为苏丹红I 478nm，苏丹红，苏丹红II 、III 、IV 520nm；进样量；进样量10l。2024/8/19梯度洗脱条件梯度洗脱条件2024/8/19（1 1）苏丹红标样的色谱图；）苏丹红标样的色谱图；（2 2）样品）样品预处理预处理后，进行色谱分析，依据保留时间后，进行色谱分析，依据保留时间定定 性性。2024/8/19（3）采用）采用外标法外标法测定含量测定含量 先绘制标准曲线先绘制标准曲线 C (g/mL） A 再用公式计算再用公式计算2024/8/19三、在高分子材料助剂中的应用三、在高分子材料助剂中的应用应用：应用：一步法合成抗氧剂一步法合成抗氧剂1010产物的测定产物的测定。抗氧剂抗氧剂1010：四四-(3,5-二叔丁基二叔丁基-4-羟基苯基羟基苯基)丙酸丙酸季戊四醇酯。季戊四醇酯。具有无毒、非变色、热稳定、抗氧化等性能。具有无毒、非变色、热稳定、抗氧化等性能。实验条件实验条件：Whatman-ODS色谱柱，色谱柱，325mm 4.6mm;流流动相动相:A为水，为水，B为二氧六环；梯度：为二氧六环；梯度：75B(014min), 75B90B(1416min)， 90B(1624min)， 90B75B(2426min)，然后在，然后在75B下平衡下平衡9min；流速；流速0.5mL/min；检测波长；检测波长272nm。2024/8/19试样溶液经试样溶液经HPLC梯度洗脱分离色谱图梯度洗脱分离色谱图峰序：峰序：1-溶剂溶剂; 2-丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯;3-未知物未知物;4-2,4酚酚;5-3,5-甲酯甲酯;6-2,6酚酚;7-2,4,6酚酚;8-季戊三酯季戊三酯;9-抗氧剂抗氧剂1010；10,11-未知物。未知物。2024/8/19四、在药物中的应用四、在药物中的应用应用：应用：阿司匹林和水杨酸含量的测定阿司匹林和水杨酸含量的测定实验条件实验条件：Navapak-C18 4m色谱柱，色谱柱，150mm 3.9mm；流动相：流动相：740ml水、水、900l磷酸和磷酸和180ml乙腈，乙腈，pH约为约为2.5，使用前先用，使用前先用200ml含含400l 二二N丁胺冲洗剂平衡过丁胺冲洗剂平衡过夜；流速夜；流速0.3mL/min；检测波长；检测波长237nm。2024/8/19(b)试验人员试验人员(口服口服500mg阿司匹林阿司匹林) 血浆的色谱图血浆的色谱图1：试验人员的空白血浆，：试验人员的空白血浆，2：服用阿司匹林后：服用阿司匹林后10min，3：服用后：服用后1h. (a)阿司匹林及其代谢物阿司匹林及其代谢物 标样标样 的色谱图的色谱图龙胆酸龙胆酸水杨酰甘氨酸水杨酰甘氨酸阿司匹林阿司匹林水杨酸水杨酸2甲基苯甲基苯 甲酸甲酸2024/8/19阿司匹林在试验人员体内的代谢状况图阿司匹林在试验人员体内的代谢状况图(服用量服用量500mg)水杨酸水杨酸阿司匹林阿司匹林2024/8/19一、在合成反应控制中的应用一、在合成反应控制中的应用 薄层色谱法广泛应用于有机合成反应及中薄层色谱法广泛应用于有机合成反应及中间体的定性分析，用来间体的定性分析，用来监测有机反应进程监测有机反应进程，控，控制反应终点；还可制反应终点；还可测定产品纯度测定产品纯度等。等。4.4 4.4 薄层色谱法薄层色谱法的应用的应用2024/8/19应用：判断硝基苯制备苯胺应用：判断硝基苯制备苯胺的反应终点。的反应终点。薄层色谱分析步骤：薄层色谱分析步骤：(1)薄板制备薄板制备 将硅胶将硅胶HF254加加CMC(羧甲基纤维素羧甲基纤维素钠钠)水溶液，调匀后水溶液，调匀后涂于玻璃片上。涂于玻璃片上。(2)点样点样 以苯为点样溶剂以苯为点样溶剂,样品配成样品配成1溶液，点于薄板的下端。溶液，点于薄板的下端。(3)展开展开 用环已烷用环已烷:乙酸乙酯乙酸乙酯9:2为展开剂，将薄板放入展开缸中展为展开剂，将薄板放入展开缸中展开。开。(4)显色显色 在在254nm紫外灯下观察。紫外灯下观察。2024/8/19二、在表面活性剂的应用二、在表面活性剂的应用依据：依据：根据标样的根据标样的Rf值进行定性分析。值进行定性分析。 表面活性剂表面活性剂 Rf值值 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠SDS 0.15 十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠DBS 0.09 月桂酸钠月桂酸钠SD 0.70 磺化琥珀酸二辛酯磺化琥珀酸二辛酯SDOS 0.28阴离子型表面活性剂薄层色谱分析结果阴离子型表面活性剂薄层色谱分析结果实验条件：实验条件：吸附剂为硅胶，展开剂为二氯甲烷：甲醇吸附剂为硅胶，展开剂为二氯甲烷：甲醇 （8:1），碘蒸气显色。），碘蒸气显色。2024/8/19 阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 Rf值值 十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵CTBA 0.21 十六烷基吡啶鎓氯化物十六烷基吡啶鎓氯化物CPC 0.20 十六烷基三甲基氯化铵十六烷基三甲基氯化铵CTAC 0.27 十二胺十二胺DA 0.42 十八胺十八胺OA 0.55阳离子型表面活性剂混合物的薄层色谱分析结果阳离子型表面活性剂混合物的薄层色谱分析结果实验条件：实验条件：吸附剂为硅胶吸附剂为硅胶G，展开剂为二氯甲烷，展开剂为二氯甲烷:甲醇甲醇:醋酸醋酸 （8:1:0.75），碘蒸气显色。），碘蒸气显色。2024/8/19 表面活性剂表面活性剂 Rf值值 十二烷基聚氧乙烯醚十二烷基聚氧乙烯醚TX100 0.54 聚乙二醇与聚乙二醇与2,4,7,9-四甲基四甲基-5- 癸炔癸炔-4,7-二醇的加和物二醇的加和物S-465 0.70 壬基酚聚氧乙烯醚壬基酚聚氧乙烯醚ICO-530 0.45非离子型表面活性剂的薄层色谱分析结果非离子型表面活性剂的薄层色谱分析结果实验条件：实验条件：吸附剂为烷基键合硅胶，展开剂为乙醇吸附剂为烷基键合硅胶，展开剂为乙醇:2四苯基硼酸钠（四苯基硼酸钠（8:2），碘蒸气显色。），碘蒸气显色。2024/8/19实例实例 非离子表面活性剂非离子表面活性剂脂肪酸蔗糖酯脂肪酸蔗糖酯的分析的分析 4.5 4.5 现代分离方法选择的实例现代分离方法选择的实例(1)(1)薄层色谱法薄层色谱法实验条件：实验条件：固定相为固定相为Silica Gel 60-F254高效板高效板, 展开剂为氯仿展开剂为氯仿:甲醇甲醇:水水（68:25:4)，显色剂为蒽酮显色剂为蒽酮:硫酸硫酸:醋醋酸（酸（0.4:1:50）。）。脂肪酸蔗糖酯的薄层色谱图脂肪酸蔗糖酯的薄层色谱图1合成品合成品SE；2F140;3-F702024/8/19(2)(2)高效液相色谱法高效液相色谱法实验条件：实验条件：岛津岛津LC-6A高效液相色谱高效液相色谱仪，紫外可见波长检测器；仪，紫外可见波长检测器； 色谱柱为色谱柱为300mm5mm不不锈钢填充柱，固定相为锈钢填充柱，固定相为 Li Chrosorb RP-18(5m)，流动相甲醇流动相甲醇:水水(80:20),紫紫外检测波长为外检测波长为220nm。 蔗糖酯蔗糖酯SE的高效液相色谱图的高效液相色谱图1,2脂肪酸酯；脂肪酸酯；38蔗糖单酯；蔗糖单酯；912-蔗糖双酯；蔗糖双酯；1315-蔗糖多酯蔗糖多酯.2024/8/19本本 章章 结结 束束2024/8/19应用：应用：分析商品分析商品烷基苯磺酸钠的憎水基分布。烷基苯磺酸钠的憎水基分布。实验条件：固定相实验条件：固定相烷基硅烷化键合相，堆积硅珠烷基硅烷化键合相，堆积硅珠烷基（烷基（3l）；）；流动相流动相甲醇：甲醇：1.5102mol/L磷酸二磷酸二氢钠水溶液（氢钠水溶液（35：65）；紫外检测器。）；紫外检测器。三、在高分子材料助剂中的应用三、在高分子材料助剂中的应用依据：依据： 同一系列的烷基苯磺酸同一系列的烷基苯磺酸钠的钠的保留时间的对数保留时间的对数烷基链烷基链上碳原子数上碳原子数存在存在线性关系线性关系，进，进行定性和定量分析。行定性和定量分析。英国英国BDH高效液相色谱图高效液相色谱图2024/8/19