薄层色谱法鉴定APC药片组分的实验条件优化

刘莹关玲 徐烜峰 边磊

(北京大学化学与分子工程学院 北京100871)

薄层色谱法(又称为薄层层析，thin-layer chromatography，简称TLC)是以涂布于支持板上的支持物作为固定相，以合适的溶剂为流动相，对混合样品进行分离、鉴定和定量的一种层析分离技术。

TLC是大学有机化学实验课中的重要基本操作实验。掌握TLC技术有助于学生储备未来工作需要的色谱层面的知识。在教学中，我们根据授课对象(北京大学医学部的学生)的专业特点，选择与医学科学相关的实验内容，如通过实验分析解热镇痛药复方乙酰水杨酸药片(Compound Aspirin Tablets，APC;一种用于感冒发热、头痛、神经痛等治疗的常用药)的组分;通过多步合成制备乙内酰脲(其钠盐是抗癫痫药Dilantin)等;安排了3次TLC实验促进学生掌握TLC技术，包括:TLC鉴定APC组分，TLC监测安息香制备二苯乙二酮的反应进程，TLC辅助柱色谱分离乙酰苯胺和二苯乙二酮。

对于TLC鉴定APC组分实验，最初我们沿用学院多年使用的展开剂［1］:由二氯甲烷(2mL)、无水乙醚(5mL)和冰醋酸(5～7滴)组成的混合溶剂，此条件对APC的3个主要成分非那西丁、阿司匹林和咖啡因给出较好的分离。溶剂的沸点为:乙醚34.6℃，二氯甲烷39.8℃，冰醋酸117.9℃，按比例配好后，在操作过程中因为低沸点溶剂挥发快，会使剩余展开剂的极性增加，若不更换展开剂依次展开几块板时，后面展开板的Rf数值将呈现增大趋势，有时只显示两个色斑，影响学生准确观察各个组分的显色情况;与此同时，实验室中有机溶剂的浓度会增大(特别是高温天气更明显)。基于实验效果与环保的双重考虑，我们尝试对TLC鉴定复方乙酰水杨酸药片组分的实验条件进行优化。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

展开剂(自己配制):石油醚(AR，北京化工厂)，乙酸乙酯(AR，北京化工厂)，冰醋酸(AR，北京化工厂)，乙醚(AR，北京化工厂)，二氯甲烷(AR，北京化工厂)。

薄层色谱板(自己制备):硅胶GF254(CP，青岛海洋化工有限公司)，0.5%羧甲基纤维素钠水溶液(实验室统一配制，羧甲基纤维素钠800～1200，CP，国药集团化学试剂有限公司)，玻璃片25.4mm×76.2mm，玻璃点样毛细管(内径0.5mm，管长100mm，华西医科大学仪器厂)，紫外线分析仪(ZF-I，上海顾村电光仪器厂)。

样品:复方乙酰水杨酸片(APC，山东新华制药股份有限公司，每片含阿司匹林0.22g，非那西丁0.15g，咖啡因35mg)，用95%乙醇(AR，北京化工厂)溶解。

各组分标样:3%阿司匹林乙醇溶液，0.5%非那西丁乙醇溶液，1%咖啡因乙醇溶液(实验室统一配制)。

1.2 实验原理与步骤

原理:薄层色谱法是一种吸附薄层色谱分离法，它利用各成分对同一吸附剂吸附能力不同，使在流动相(溶剂)流过固定相(吸附剂)的过程中，连续地产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附，从而达到各成分相互分离的目的。比移值Rf=溶质移动的距离/溶液移动的距离，表示物质移动的相对距离，在条件固定的情况下，Rf对每一种化合物来说是一个特定数值。

薄层板制备:称取5g薄层层析硅胶(GF254)，加入13mL 0.5%的羧甲基纤维素钠水溶液，混合并搅拌成均匀的糊状物，将糊状物均匀倒在8块洁净干燥的玻璃片上，用玻璃棒滚动涂布，使其平均涂满整个玻璃板，然后轻轻振动玻璃板，促使其平整均匀，自然干燥后，根据需要可在烘箱中110℃条件下活化30分钟。

APC样品的制备:取半片APC，用研钵研成粉末，将粉末转移到锥形瓶，加2.5mL 95%乙醇，摇动，过滤;用另一锥形瓶中保留滤液(不用时加塞子);用滤液进行实验，教学中4人公用。

展开剂的配备:本实验用到含有石油醚、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、冰醋酸不同组分的混合溶剂。各试剂在通风橱中量取，加入展开缸中混匀，及时加盖子以减少溶剂挥发。

点样:每块板中间点APC，左、右侧分别点标样非那西丁、阿司匹林或咖啡因。

将板放在展开缸中展开。

用紫外灯观察，有色斑点处用铅笔画出，分别计算APC每个点的Rf。

2 结果与讨论

2.1 醋酸的作用

实验用硅胶表面的硅羟基呈弱酸性，极性强的分子与硅胶吸附较强，Rf较小。APC的3个主要组分非那西丁、阿司匹林、咖啡因的化学结构如图1。阿司匹林含酸性基团羧基，咖啡因的互变异构体含弱碱性基团亚氨基。极性次序为:阿司匹林＞咖啡因＞非那西丁;推测Rf为:阿司匹林＜咖啡因＜非那西丁。

图1 APC 3个主要组分的化学结构式

在实验中观察到的Rf就是这个次序，但阿司匹林从基线开始显现连续的色带，难以确定Rf(图2A左、B左、C左)。据此，我们在展开剂中加入冰醋酸以增加展开剂的极性，希望抑制阿司匹林与硅胶的作用进而得到更集中的显色斑点。从图2(A右、B右、C右)可见，加了醋酸后，非那西丁、咖啡因的斑点依次升高，Rf略有增加，阿司匹林则显色斑点集中且Rf增加为3个组分中最大的。对硅胶鉴定其他含酸性基团的有机化合物，在展开剂中加醋酸也可得到集中的显色斑点，说明醋酸的作用在于:影响含酸性基团的化合物在TLC实验过程的吸附与解吸。

2.2 新展开剂的寻找

由二氯甲烷、无水乙醚和冰醋酸组成的混合溶剂，对APC 3个主要组分非那西丁、阿司匹林和咖啡因给出的分离如图2A右所示，咖啡因呈现椭圆形色斑，Rf=0.16;非那西丁呈现椭圆形色斑，Rf=0.59;阿司匹林呈现月牙形色斑，Rf=0.81。

图2 展开剂优化前后的分离效果

为了得到与这个分离相同或更好的实验结果，我们用可安全使用的石油醚和乙酸乙酯试剂，选择不同条件进行多次实验。首先做替代乙醚的尝试，成功后又做了替代二氯甲烷的尝试(表1)，最后以石油醚(3mL)、乙酸乙酯(4mL)、冰醋酸(6滴)的混合溶剂获得最佳结果(图2B右)。在此配比下，咖啡因呈现椭圆形色斑，Rf=0.14;非那西丁呈现椭圆形色斑，Rf=0.49;阿司匹林呈现圆形色斑，Rf=0.66。

表1 展开剂选择实验*

有报道用乙酸乙酯单一溶剂分离APC的3个组分，通过碘熏2～30分钟显色［2］。我们用自制的薄板，对乙酸乙酯单一溶剂(7mL)进行了实验，在紫外灯下观察到分离出很好的咖啡因、非那西丁的色斑，但阿司匹林显示从起点到与咖啡因参比点等高的色带(图2C左)，而用乙酸乙酯(7mL)、冰醋酸(6滴)的混合溶剂展开时，非那西丁和阿司匹林几乎重叠(图2C右)，两种情况都不利于计算Rf，因此不在教学中使用。

3 结论

我们探索成功的新展开剂石油醚(3mL)-乙酸乙酯(4mL)-冰醋酸(6滴)，不仅能使APC药片中的3个组分显色清楚，而且提高了溶剂沸点，减少了挥发，使学生可以更从容地操作。更重要的是，减少使用有生物毒性的乙醚和二氯甲烷，在环境保护方面也有意义。本优化操作经近400名学生验证，教学效果良好。

［1］北京大学化学学院有机化学研究所.有机化学实验.第2版.关烨第，李翠娟，葛树丰修订.北京:北京大学出版社，2002

［2］路平.医学有机化学实验技术指导.武汉:湖北科学技术出版社，2007