薄层层析与柱层析差异

实验目的 
1. 了解偶氮苯的光学异构反应,加深对光化学反应的理解。 2. 掌握薄层层析的基本操作,薄层层析分离顺、反式偶氮苯。 
3. 了解柱层析分离有机化合物的原理,初步掌握层析柱装填和洗脱的操作方法 4. 采用柱层析分离反式偶氮苯与靛红的混合物 
实验原理 
 
偶氮苯是**简单的芳香偶氮化合物,众多偶氮染料的母体结构。含有两个苯基分别与偶氮基–N=N–两端相连的结构。偶氮苯有毒,易燃。偶氮苯有顺(Z)-反(E)-异构体。反式为橙红色棱形晶体,蒸气为深红色,溶于乙醇、乙醚、醋酸和水。反式的热力学性质稳定。当溶于乙醇的偶氮苯用一定强度的紫外光照射时,顺式的比例逐渐增大,直**达到平衡,形成顺反异构体的混合物。偶氮苯的光致异构是很多偶氮类功能材料光响应的基础。顺式为橙红色片状晶体,不稳定,在加热或可见光照射下能够变成反式。 
色谱方法是通过在固定相和流动相间分配的不同而将物质分离开。待分离混合物各组分在固定相上的吸附强度不同,与流动相一起移动的速度也不同,因此被分离开。


仪器与试剂 
分析天平,TLC,锥形瓶,毛细管,层析柱,棉花,量筒,硅胶,蒸发皿,展缸;EtOAc, CH2Cl2, 石油醚,靛红;请自带尺子(用于计算Rf值) 
颜老师在实验开始之前已经准备好的试剂:a. 偶氮苯的溶液(15 mg in 1mL EtOH);b.靛红的溶液(15 mg in 1mL CH2Cl2);c. 靛红与偶氮苯的均匀混合物(靛红1.4 g + 偶氮苯3.5 g)。 
实验内容 
a) 光照异构化 
取0.1 g反式偶氮苯溶于5 mL无水乙醇中,将此溶液放于试管中,密封,置于可见光下二星期,以便与光照前的溶液进行对比。 
b) 薄层层析 
取管口平整的毛细管吸取光照后的偶氮苯溶液,在离薄层板边沿约0.5 cm的起点线上点样。再用另一毛细管吸取未经光照的反式偶氮苯溶液点样。待乙醇挥发后,将点好样品的薄层板放入内衬滤纸的展缸中。展缸内已放置展开剂(乙酸乙酯/石油醚=1/40)。薄层板的点样端在下方,浸入展开剂,展开剂不要没过起点线,也不要碰到样品点。待展开剂前沿上升到离板的上端约1 cm处时,取出薄层板,立即用铅笔在展开剂上升的前沿处划一记号,置于空气中晾干。可观察到薄层板上经光照后的偶氮苯溶液点样处上端有两个黄色斑点(哪一个斑点是顺式的?哪一个斑点是反式的?)。计算异构体的fR值。 
用上述相同的方法,采用Ethyl Acetate : Petroleum Ether = 1:1为展开剂,对靛红与偶氮苯的混合物进行TLC,为下面的柱层析选择展开剂。 
c) 柱层析 
1.将层析柱固定在铁架台上,一定要保持柱子竖直。 2.将层析柱洗净后在柱底部放入一小团脱脂棉花。 
3.在锥形瓶中称重7g 硅胶(SiO2),并用Ethyl Acetate : Petroleum Ether 
(1:40)调匀。在层析柱的下方放置一个锥形瓶,以收集流下的液体。加入少量洗脱剂于层析柱中,以润湿棉花,使其贴在柱子下端。 
4.打开层析柱活塞,控制溶剂下流,将硅胶悬浊液沿柱子侧壁加入,并用
少量的溶剂洗去残余的硅胶,并加入柱中。用装有橡皮管或塞子由下向上轻轻敲击柱子外壁,将气泡赶出,使硅胶填装均匀。并加压使硅胶紧密,以获得较好的分离效果。轻轻敲击,使硅胶**上层成均匀平面,然后用药匙沿柱子侧壁,轻轻地、慢慢地在硅胶表面覆盖一层海砂(注意:不要破坏硅胶的上平面)。关闭活塞,备用。 
5.打开活塞,当溶剂液面降**海砂表面时,关闭活塞。用滴管沿柱子侧壁
加入靛红与偶氮苯混合物的溶液(称取40 mg,置于1.5mL的塑料样品管,加入1 mL二氯甲烷(CH2Cl2),超声振荡使其溶解)。打开活塞,使溶剂液面降**海砂表面,关闭活塞。再用少量的展开剂洗塑料样品管,加入层析谱中,并注意洗去粘附在柱壁上的液滴,打开活塞,流到液面,关闭活塞。重复上述操作,直到将所有化合物冲到硅胶里面。 6.沿侧壁加入大量的洗脱剂Ethyl Acetate : Petroleum Ether (1:40),打开活
塞,加压保持一定的流速,观察色带的形成和分离。 
7.当**个有色带到达柱底时,并且没有流出之前,关闭活塞,倒空锥形
瓶,打开活塞,收集全部色带。然后,改用Ethyl Acetate : Petroleum Ether (1:1)作为洗脱剂。关闭活塞,换一个空的且干净的锥形瓶,打开活塞。当第二个有色带到达柱底时,并且没有流出之前,关闭活塞,倒空锥形瓶,打开活塞,收集全部色带。柱层析分离结束。 
8.柱层析分离结束后,采用TLC对上述分离的两个溶液进行分析,总结分
离效果。同时,打开层析柱活塞,在加压下让展开剂流干,然后将硅胶倒入指定的固体废物桶中。切勿倒入水槽或普通垃圾桶。 
预习时的问题 
1.在薄层层析实验中,为什么点样的样品斑点不可浸入展开剂的溶液中?为什么进行薄层层析时展缸要盖上盖? 
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