大學(xué)化學(xué)“薄層色譜實驗”的改進

劉 璐，田 鵬，丁克廉，傅旭陽

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 理學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

大學(xué)化學(xué)“薄層色譜實驗”的改進

劉 璐，田 鵬，丁克廉，傅旭陽

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 理學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

為了尋找一種低毒且操作更簡便的薄層色譜實驗方法，該文改進傳統(tǒng)的茴香醛、香草醛混合物分離實驗，優(yōu)化設(shè)計溶劑、展開劑和顯色劑，篩選出無水乙醇作為茴香醛、香草醛的溶劑，石油醚：乙酸乙酯（7∶3）作為展開劑，酸性高錳酸鉀作為顯色劑，替代原有毒性較高的苯和2，4二硝基苯肼鹽酸溶劑。實踐表明，此項改進簡化了實驗步驟，降低了實驗成本，縮短了實驗時間，減小了試劑對人員健康的危害及環(huán)境的污染，能夠較好地分離出茴香醛和香草醛。

茴香醛；香草醛；薄層色譜；實驗方法

薄層色譜法，簡稱TLC，又稱薄層層析，是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種重要的實驗技術(shù)，與其他色譜法相比較，具有操作簡單、省時、成本低、信息多、敏度高等優(yōu)點，常廣泛應(yīng)用于化合物的鑒別和少量化合物的分離、檢測藥品含量，藥物合成、鑒別反應(yīng)程度和監(jiān)控反應(yīng)歷程、摸索高效液相的色譜條件等方面［1－2］。薄層色譜分離技術(shù)是本科生學(xué)習(xí)有機化學(xué)實驗必須掌握的實驗內(nèi)容［3］，目前多選用香草醛和茴香醛混合物作為實驗材料，苯做溶劑，苯和乙酸乙酯作展開劑，2，4－二硝基苯肼作顯色劑進行試驗。苯、2，4－二硝基苯肼毒性較高，通過皮膚和呼吸道進入人體內(nèi)而且難降解，嚴(yán)重威脅著師生的健康。故尋找低毒且分離效果理想的新型溶劑和展開劑，從而降低實驗試劑對人體的危害，簡化實驗步驟，降低實驗成本，對今后的實驗教學(xué)改進具有一定的參考價值。薄層色譜法作為一種高效的分離手段，在未來中藥現(xiàn)代化、藥物分析、毒素檢驗等領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗試劑

1.1.2 實驗儀器

恒溫干燥箱、薄層板、展開缸、點樣毛細(xì)管、噴壺等。

1.2 實驗方法

1.2.1 薄板的制備

將75 mm×25 mm薄層板充分洗凈、烘干備用，稱取2 g硅膠G倒入燒杯中，加入0.5羧甲基纖維素鈉溶液4～5 ml，充分拌勻，調(diào)成適宜的均勻糊狀物，即用平鋪法鋪板，薄層厚度約0.25 mm，平放，晾干備用［4］。

1.2.2 點樣

在距薄板一端約1.5 cm處，用鉛筆輕劃一條與底邊平行的直線，并確定各樣品點樣位置并進行標(biāo)記。然后分別用毛細(xì)管吸取香草醛乙醇溶液、茴香醛乙醇溶液、二者混合溶液進行點樣。3個樣點之間的距離約0.7 cm，距薄層兩邊距離約0.5 cm，晾干［5］。

1.2.3 層析和顯色

在小色譜缸分別加入4種不同的展開劑，即苯∶乙酸乙酯（95∶5）、石油醚∶乙酸乙酯（8∶2）、石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）和石油醚∶乙酸乙酯（6∶4），每種溶液均平行做3份，用上行法展開［6］，待展開劑上升到距頂端1 cm處時取出薄板，稍等溶劑揮發(fā)，即噴灑0.42，4二硝基苯肼／2 mol／HCl溶液，有橙色斑點顯示，噴灑酸性高錳酸鉀溶液有白色或淡黃色斑點顯示。分別量取溶質(zhì)的最高濃度中心至原點中心的距離和展開劑前沿到原點中心的距離，計算比移值為：

2 結(jié)果

2.1 無水乙醇作為溶劑效果

如圖1和圖2所示，在點樣時，樣環(huán)中心重合，直徑大小一致，沒有形成多個環(huán)狀，在原點均勻分布，展開后的色譜圖帶清晰整齊。

2.2 不同展開劑比較效果

如表1和圖1所示，為不同展開劑展開，顯色后的茴香醛和香草醛Rf及薄板層析圖譜。

通過表1和圖1的結(jié)果可以看到，A組點樣2處和B組點樣3處的混合醛均可分離，離點樣點較遠(yuǎn)的斑點為茴香醛，離點樣點較近的為香草醛，苯∶乙酸乙酯（95∶5）和石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）分離效果明顯，且2種醛溶液在兩種展開劑中遷移率也較接近；石油醚∶乙酸乙酯（6∶4）和石油醚∶乙酸乙酯（8∶2）也可分離，但B、D兩組醛分離比移值較小，分離效果較差。由此可以說明，石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）分離效果明顯，能達(dá)到分離混合醛的目的，而且效果較好。

表1 兩種醛溶液在四種配方中的比移值

圖1 不同展開劑的結(jié)果比較

2.3 兩種顯色方法比較

如圖2所示，為兩種不同顯色方法的薄層圖譜，從結(jié)果中可以看出，兩種顯色方法都能較好顯色，擴散均勻，用2，4二硝基苯肼作顯色劑斑點為淡黃色，用酸性高錳酸鉀顯色，斑點為白色。

圖2 不同顯色劑結(jié)果比較

3 討論

薄層色譜的檢測質(zhì)量的好壞，依據(jù)色譜圖中斑點分離度、清晰度和重現(xiàn)性來判定。由于薄層色譜是一種敞開系統(tǒng)的色譜技術(shù)，除器材外，外界環(huán)境條件對被分離物質(zhì)的層析行為影響大［7］，實驗中展開劑、顯色劑和溶劑明顯影響色譜質(zhì)量，因而展開劑、顯色劑和溶劑的選擇是薄層色譜實驗的關(guān)鍵技術(shù)。

展開劑的選擇是薄層分離結(jié)果優(yōu)劣的重要條件之一。展開劑的選擇［8］，主要是根據(jù)分離物質(zhì)的極性、母核基團選擇相似性、吸附劑的活度和展開劑的極性進行選擇，通過組分分子與展開劑分子爭奪吸附劑表面活性中心而達(dá)到分離［9］。分子中極性集團多，吸附力強；雙鍵數(shù)多，吸附力強；共軛雙鍵多，吸附力也增強［10］；若分子內(nèi)形成氫鍵則吸附力變?nèi)酢O性強的組分需用極性強的展開劑，極性弱組分需用極性弱的展開劑。但是被分析物很難獲得它的極性指數(shù)，混合物中各組分在某一種物質(zhì)中的吸附或溶解性能不同，各組分在吸附劑和展開劑之間發(fā)生連續(xù)不斷的吸附和解吸附而產(chǎn)生差速遷移得到分離。該實驗利用弱極性的石油醚加入強極性溶劑乙酸乙酯等來調(diào)節(jié)溶劑系統(tǒng)的極性，適用于極性小的茴香醛和香草醛物質(zhì)，以達(dá)到好的分離效果。

根據(jù)極性、粘度、揮發(fā)性和毒性等方面選擇溶劑。原則上應(yīng)選擇對被測成分可以溶解但溶解度不是很大的溶劑［11］。供樣品在溶劑中溶解度很大，原點將變成空心圓，影響隨后的線性展開，溶劑在原點殘留會改變展開的選擇性，親水性溶劑殘留在原點吸收大氣中的水分對色譜質(zhì)量也會產(chǎn)生影響，因此除去原點殘存溶劑是必要的。以前實驗中展層劑及溶劑苯為致癌物質(zhì)，對人類有造血系統(tǒng)毒性、基因毒性等危害，會導(dǎo)致再生障礙性貧血、白血病，并引發(fā)染色體斷裂等基因突變現(xiàn)象［12］。操作時應(yīng)戴手套及防護鏡等，所有操作均應(yīng)在通風(fēng)櫥中進行，這些都給實驗操作帶來不便。該實驗選擇乙醇作為溶劑，選用的無水乙醇比苯的溶解度小些，但不影響展開效果。沒有腐蝕性，因此在實驗操作中，不用戴手套，也不用在通風(fēng)櫥中進行，簡化了實驗的操作過程，降低了實驗成本，同時又避免了苯對實驗人員的毒性［13］。

顯色劑2，4二硝基苯肼有毒性，對眼和皮膚有刺激性。本品吸收進入體內(nèi)后，可引起高鐵血紅蛋白血癥，出現(xiàn)紫紺。遇明火極易燃燒爆炸。干燥時經(jīng)震動、撞擊會引起爆炸。接觸其粉塵時要佩戴自吸過濾式防塵口罩、防護眼鏡、防毒物滲透工作服、毒物滲透手套。利用酸性高錳酸鉀代替2，4二硝基苯顯色效果明顯，并且對人體沒有任何毒性和腐蝕性。

4 結(jié)束語

綜上所述，用無水乙醇作茴香醛、香草醛樣品的溶劑，石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）作展開劑，用酸性高錳酸鉀顯色，可以代替原有苯作溶劑和展開劑，用2，4二硝基苯肼鹽酸溶劑顯色，能夠較好地分離茴香醛和香草醛，不僅簡化了實驗步驟，縮短了實驗時間，對人體沒有毒性，同時降低了實驗成本和對環(huán)境的污染，達(dá)到了預(yù)期的效果。

［1］方文彥，包倩倩.薄層色譜實驗及其教學(xué)方法改進［J］.黃山學(xué)院學(xué)報，2010，12（3）：132－134.

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［5］高占先.有機化學(xué)實驗［M］.北京：高等教育出版社，2007.

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［8］李發(fā)美.分析化學(xué)實驗指導(dǎo)［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，2007.

［9］孫莉，唐超，冷一平.薄層色譜法新型展開劑的研究進展［J］.中國西部科技，2010，9（36）：47－48.

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［11］李凱.薄層色譜方法的改進［J］.實驗室科學(xué)，2008（1）：163－166.

［12］孫燕.有機溶劑的危害——苯中毒與預(yù)防［J］.安全，2009，30（8）：50－52.

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The Improvement of University Chemistry of TLC Experiment

LIU Lu，TIAN Peng，DING Kelian，F(xiàn)U Xuyang
（College of Science，Northwest A＆F University，Yangling 712100，China）

In order to find a low toxicity and easy operation method of thin layer chromatography experiment，traditional method of membrane separation for mixtures of anisaldehyde and vanillin was improved，this paper investigated the optimization design of the solvent，developing agent.absolute ethanol was selected as the solvent.At the same time，petroleum ether and ethyl acetate（the ratio was 7∶3）were selected as developing solvent.Acidic potassium permanganate was selected as chromomeric agent to replace the toxicity of higher benzene and 2，4 dinitrobenzene hydrazine hydrochloride solvent.The steps，cost and time of experiment was reduced.The new scheme reduced harm of people health and pollute the environment.The method could separate anisaldehyde and vanillin from mixtures .

anisaldehyde；vanillin；thin layer chromatography；method of experiment

O341；G642.423

A

10.3969／j.issn.1672－4550.2016.06.046

2015－03－30；修改日期：2016－10－25

劉璐（1972－），女，碩士，實驗師，主要從事化學(xué)實驗技術(shù)方面的研究。