大学化学“薄层色谱实验”的改进

刘 璐，田 鹏，丁克廉，傅旭阳

（西北农林科技大学 理学院，陕西 杨凌 712100）

大学化学“薄层色谱实验”的改进

刘 璐，田 鹏，丁克廉，傅旭阳

（西北农林科技大学 理学院，陕西 杨凌 712100）

为了寻找一种低毒且操作更简便的薄层色谱实验方法，该文改进传统的茴香醛、香草醛混合物分离实验，优化设计溶剂、展开剂和显色剂，筛选出无水乙醇作为茴香醛、香草醛的溶剂，石油醚：乙酸乙酯（7∶3）作为展开剂，酸性高锰酸钾作为显色剂，替代原有毒性较高的苯和2，4二硝基苯肼盐酸溶剂。实践表明，此项改进简化了实验步骤，降低了实验成本，缩短了实验时间，减小了试剂对人员健康的危害及环境的污染，能够较好地分离出茴香醛和香草醛。

茴香醛；香草醛；薄层色谱；实验方法

薄层色谱法，简称TLC，又称薄层层析，是快速分离和定性分析少量物质的一种重要的实验技术，与其他色谱法相比较，具有操作简单、省时、成本低、信息多、敏度高等优点，常广泛应用于化合物的鉴别和少量化合物的分离、检测药品含量，药物合成、鉴别反应程度和监控反应历程、摸索高效液相的色谱条件等方面［1－2］。薄层色谱分离技术是本科生学习有机化学实验必须掌握的实验内容［3］，目前多选用香草醛和茴香醛混合物作为实验材料，苯做溶剂，苯和乙酸乙酯作展开剂，2，4－二硝基苯肼作显色剂进行试验。苯、2，4－二硝基苯肼毒性较高，通过皮肤和呼吸道进入人体内而且难降解，严重威胁着师生的健康。故寻找低毒且分离效果理想的新型溶剂和展开剂，从而降低实验试剂对人体的危害，简化实验步骤，降低实验成本，对今后的实验教学改进具有一定的参考价值。薄层色谱法作为一种高效的分离手段，在未来中药现代化、药物分析、毒素检验等领域将有着广阔的发展和应用前景。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验试剂

1.1.2 实验仪器

恒温干燥箱、薄层板、展开缸、点样毛细管、喷壶等。

1.2 实验方法

1.2.1 薄板的制备

将75 mm×25 mm薄层板充分洗净、烘干备用，称取2 g硅胶G倒入烧杯中，加入0.5羧甲基纤维素钠溶液4～5 ml，充分拌匀，调成适宜的均匀糊状物，即用平铺法铺板，薄层厚度约0.25 mm，平放，晾干备用［4］。

1.2.2 点样

在距薄板一端约1.5 cm处，用铅笔轻划一条与底边平行的直线，并确定各样品点样位置并进行标记。然后分别用毛细管吸取香草醛乙醇溶液、茴香醛乙醇溶液、二者混合溶液进行点样。3个样点之间的距离约0.7 cm，距薄层两边距离约0.5 cm，晾干［5］。

1.2.3 层析和显色

在小色谱缸分别加入4种不同的展开剂，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），每种溶液均平行做3份，用上行法展开［6］，待展开剂上升到距顶端1 cm处时取出薄板，稍等溶剂挥发，即喷洒0.42，4二硝基苯肼／2 mol／HCl溶液，有橙色斑点显示，喷洒酸性高锰酸钾溶液有白色或淡黄色斑点显示。分别量取溶质的最高浓度中心至原点中心的距离和展开剂前沿到原点中心的距离，计算比移值为：

2 结果

2.1 无水乙醇作为溶剂效果

如图1和图2所示，在点样时，样环中心重合，直径大小一致，没有形成多个环状，在原点均匀分布，展开后的色谱图带清晰整齐。

2.2 不同展开剂比较效果

如表1和图1所示，为不同展开剂展开，显色后的茴香醛和香草醛Rf及薄板层析图谱。

通过表1和图1的结果可以看到，A组点样2处和B组点样3处的混合醛均可分离，离点样点较远的斑点为茴香醛，离点样点较近的为香草醛，苯∶乙酸乙酯（95∶5）和石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）分离效果明显，且2种醛溶液在两种展开剂中迁移率也较接近；石油醚∶乙酸乙酯（6∶4）和石油醚∶乙酸乙酯（8∶2）也可分离，但B、D两组醛分离比移值较小，分离效果较差。由此可以说明，石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）分离效果明显，能达到分离混合醛的目的，而且效果较好。

表1 两种醛溶液在四种配方中的比移值

图1 不同展开剂的结果比较

2.3 两种显色方法比较

如图2所示，为两种不同显色方法的薄层图谱，从结果中可以看出，两种显色方法都能较好显色，扩散均匀，用2，4二硝基苯肼作显色剂斑点为淡黄色，用酸性高锰酸钾显色，斑点为白色。

图2 不同显色剂结果比较

3 讨论

薄层色谱的检测质量的好坏，依据色谱图中斑点分离度、清晰度和重现性来判定。由于薄层色谱是一种敞开系统的色谱技术，除器材外，外界环境条件对被分离物质的层析行为影响大［7］，实验中展开剂、显色剂和溶剂明显影响色谱质量，因而展开剂、显色剂和溶剂的选择是薄层色谱实验的关键技术。

展开剂的选择是薄层分离结果优劣的重要条件之一。展开剂的选择［8］，主要是根据分离物质的极性、母核基团选择相似性、吸附剂的活度和展开剂的极性进行选择，通过组分分子与展开剂分子争夺吸附剂表面活性中心而达到分离［9］。分子中极性集团多，吸附力强；双键数多，吸附力强；共轭双键多，吸附力也增强［10］；若分子内形成氢键则吸附力变弱。极性强的组分需用极性强的展开剂，极性弱组分需用极性弱的展开剂。但是被分析物很难获得它的极性指数，混合物中各组分在某一种物质中的吸附或溶解性能不同，各组分在吸附剂和展开剂之间发生连续不断的吸附和解吸附而产生差速迁移得到分离。该实验利用弱极性的石油醚加入强极性溶剂乙酸乙酯等来调节溶剂系统的极性，适用于极性小的茴香醛和香草醛物质，以达到好的分离效果。

根据极性、粘度、挥发性和毒性等方面选择溶剂。原则上应选择对被测成分可以溶解但溶解度不是很大的溶剂［11］。供样品在溶剂中溶解度很大，原点将变成空心圆，影响随后的线性展开，溶剂在原点残留会改变展开的选择性，亲水性溶剂残留在原点吸收大气中的水分对色谱质量也会产生影响，因此除去原点残存溶剂是必要的。以前实验中展层剂及溶剂苯为致癌物质，对人类有造血系统毒性、基因毒性等危害，会导致再生障碍性贫血、白血病，并引发染色体断裂等基因突变现象［12］。操作时应戴手套及防护镜等，所有操作均应在通风橱中进行，这些都给实验操作带来不便。该实验选择乙醇作为溶剂，选用的无水乙醇比苯的溶解度小些，但不影响展开效果。没有腐蚀性，因此在实验操作中，不用戴手套，也不用在通风橱中进行，简化了实验的操作过程，降低了实验成本，同时又避免了苯对实验人员的毒性［13］。

显色剂2，4二硝基苯肼有毒性，对眼和皮肤有刺激性。本品吸收进入体内后，可引起高铁血红蛋白血症，出现紫绀。遇明火极易燃烧爆炸。干燥时经震动、撞击会引起爆炸。接触其粉尘时要佩戴自吸过滤式防尘口罩、防护眼镜、防毒物渗透工作服、毒物渗透手套。利用酸性高锰酸钾代替2，4二硝基苯显色效果明显，并且对人体没有任何毒性和腐蚀性。

4 结束语

综上所述，用无水乙醇作茴香醛、香草醛样品的溶剂，石油醚∶乙酸乙酯（7∶3）作展开剂，用酸性高锰酸钾显色，可以代替原有苯作溶剂和展开剂，用2，4二硝基苯肼盐酸溶剂显色，能够较好地分离茴香醛和香草醛，不仅简化了实验步骤，缩短了实验时间，对人体没有毒性，同时降低了实验成本和对环境的污染，达到了预期的效果。

［1］方文彦，包倩倩.薄层色谱实验及其教学方法改进［J］.黄山学院学报，2010，12（3）：132－134.

［2］胡海英，施秀芳，张正全.薄层色谱操作的一点体会［J］.现代食品与药品杂志，2007，17（1）：78－79.

［3］钟伟强，梁向晖.薄层色谱本科教学实验的改进［J］.化工高等教育，2014，31（1）：70－71.

［4］王俊儒.有机化学实验［M］.北京：高等教育出版社，2007.

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［6］周同惠.薄层色谱法［J］.分析试验室，1986，5（9）：36－37.

［7］颜晓航.薄层色谱法操作技术控制要点分析［J］.安徽医药，2012（9）：1271－1272.

［8］李发美.分析化学实验指导［M］.北京：人民卫生出版社，2007.

［9］孙莉，唐超，冷一平.薄层色谱法新型展开剂的研究进展［J］.中国西部科技，2010，9（36）：47－48.

［10］罗超，曾娅莉.实例浅析薄层色谱展开剂的选择［J］.中国西部科技，2006（30）：49－49.

［11］李凯.薄层色谱方法的改进［J］.实验室科学，2008（1）：163－166.

［12］孙燕.有机溶剂的危害——苯中毒与预防［J］.安全，2009，30（8）：50－52.

［13］苗艳丽.有机化学实验教学改革与研究型能力的培养［J］.广州化工，2010，38（7）：247－248.

The Improvement of University Chemistry of TLC Experiment

LIU Lu，TIAN Peng，DING Kelian，FU 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

刘璐（1972－），女，硕士，实验师，主要从事化学实验技术方面的研究。