3. Характеристика отдельных видов колоночной жидкостной хроматографии

Хроматографическое разделение в жидкостной хроматографии может быть обусловлено различными процессами: адсорбцией, распределением веществ между двумя несмешивающимися жидкими фазами, ионным обменом, распределением молекул в соответствии с их размерами и т.д. Выделить преобладающий процесс часто бывает сложно или невозможно, поскольку механизм удерживания в ЖХ часто бывает смешанным.

что создает некоторые проблемы в изложении материала. В большей степени это утверждение относится к адсорбционной и распределительной хроматографии. Например, в отечественной литературе хроматографию на ХМС, как правило, относят к адсорбционному варианту, полагая, что разделение веществ происходит за счет различной адсорбируемости. В иностранной литературе данный вид хроматографии относят к распределительному варианту, полагая, что привитый слой способен удерживать за счет адсорбции слой жидкой фазы, обогащенной менее полярным растворителем из подвижной фазы, и разделение происходит за счет распределения компонентов между двумя несмешивающимися жидкостями. В нашей книге мы будем придерживаться второго варианта.

3.1. Адсорбционная хроматография

В адсорбционном варианте жидкостной хроматографии удерживание веществ обусловлено процессом адсорбции на поверхности твердого адсорбента, которым обычно служит силикагель или оксид алюминия. Распределение веществ между подвижной и неподвижной фазами происходит за счет взаимодействий двух видов: неспецифических (дисперсионных, индукционных, ориентационных) и специфических (например, образование водородных связей с адсорбентом), вносящих основной вклад в величины удерживания.

В качестве подвижных фаз используют органические растворители, такие как н-алканы, дихлорметан, изооктан, а также их смеси друг с другом. Поскольку подвижная фаза, как правило, обладает меньшей полярностью чем адсорбент, то адсорбционную хроматографию обычно рассматривают как вариант нормально-фазовой хроматографии.

Процессы адсорбции локализованы на активных центрах поверхности адсорбента. Сильнополярные молекулы, такие как вода, необратимо адсорбируется на этих центрах и, таким образом, дезактивируют поверхность адсорбента. Поэтому в адсорбционной хроматографии следует тщательно контролировать содержание воды в используемых растворителях.

Для облегчения выбора подвижной фазы установлены некоторые эмпирические правила, характеризующие адсорбцию веществ. Так, установлено, что сорбция, как правило, увеличивается с увеличением в молекуле числа кратных связей и ОН-групп, т.е. с увеличением полярности соединений. Например, для силикагеля или оксида алюминия адсорбция, а, следовательно, и времена удерживания для различных классов веществ в целом возрастают в ряду:

алканы < алкены < ароматические УВ < галогенпроизводные УВ <

< простые эфиры < нитросоединения < сложные эфиры ≈ альдегиды ≈

≈ кетоны < спирты ≈ амины < амиды < карбоновые кислоты.

Для сильнополярных молекул времена удерживания настолько велики, что при использовании неполярного элюента анализ становится невозможным. Поэтому в подвижную фазу вводят небольшие количества полярных растворителей (диэтиловый эфир, метанол, хлороформ), что существенно повышает ее элюирующую силу.

Адсорбционная хроматография используется в основном для разделения малополярных веществ, плохо растворимых в воде. Кроме того, поскольку процессы адсорбции чувствительны к стерическим эффектам в молекулах определяемых веществ, с помощью адсорбционной хроматографии можно успешно разделять геометрические изомеры (E,Z-изомеры) и изомеры положения.