ГХ-аналізи
5-1 ПРОГРАМУВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ В ГК.
На цьому малюнку 5-1 показані дві хроматограми суміші лінійних алканів С10-С18 з двома різними режимами роботи хроматографної печі.
1- ліва хроматограма: ізотермічний режим, легкі продукти не відокремлюються, а важкі продукти "зависають" на колонці
2- права хроматограма: режим програмування температури, всі продукти розділені.
Практично при програмуванні температури кінцева температура повинна бути трохи нижче температури кипіння найменш леткої розчиненої речовини
5-2 ЯКІСНИЙ АНАЛІЗ
5-2-1 Метод підвищення піку
Газова хроматографія може дозволити ідентифікувати продукт у складній суміші. Для цього ми використовуємо час утримання (tr).
У складну суміш вводять чистий продукт, що дозволяє визначити час утримання цього продукту, порівнюючи отриману хроматограму з такою сумішшю.
Цей метод застосовується для придушення шахрайства (харчові продукти.). Наявність продукту перевіряється іншим впорскуванням в іншу колону з іншою стаціонарною фазою.
5-2.2- Метод індексів утримання
Індекси утримування були визначені Коватсом у 1958 р. Кожен продукт (i) пов'язаний з індексом утримання I (i), цей індекс, виведений із формул (5-1 та 5-2), базується на системі лінійного калібрування вуглеводнів.
Індекси I (i) обчислюються двома різними способами в залежності від температурної роботи хроматографа.
В ізотермічному режимі лінійні алкани формули CnH2n + 2 з n ≥ 5 вводять у колону при заданій температурі та при заданому вхідному тиску.
Ми ідентифікуємо зменшені часи утримання цих алканів t 'r (n) та t' r (n + 1), а також часу споживання продукту t 'r (i)
Якщо розчинена речовина елююється між двома алканами (n) та (n + 1), її індекс утримання Ii визначається за такою формулою:
У формулі (éq. 5-1) можна байдуже використовувати натуральні логарифми або десяткові логарифми
У режимі програмування температури формула інша і використовує "нормальний" час утримання t r (i)
З формул 5-1 та 5-2 випливає, що лінійні алкани мають множинні показники 100, I (пентан) = 500, I (гексан) = 600.
Ці показники утримання виявились надзвичайно відтворюваними
- для даної нерухомої фази, незалежно від% просочення для упакованих колон або товщини плівки для капілярних колон.
- вони відносно не залежать від температури.
Ця хороша відтворюваність оцінюється в + або - 0,5%, це дає можливість порівнювати та використовувати результати різних лабораторій. Тому є таблиці, де перелічені показники утримання багатьох хімічних речовин.
"Хороша лабораторна хроматографічна практика" говорить, що невідомий продукт можна ідентифікувати, якщо отримати добрий збіг для двох різних стаціонарних фаз між показниками збереження літератури та експериментальними показниками продукту.
5-3. ХІРАЛЬНІ ВІДДІЛЕННЯ В CPG
Якщо ми маємо суміш 2-х енантіомерів (оптичних ізомерів), існує два способи отримання поділу в ГХ, поділ, який повинен дозволити візуалізацію та аналіз 2-х енантіомерів.
5-3-1 Дериватизація хіральним агентом .
Якщо, наприклад, є суміш 2 спиртів R-OH енантіомерів R і S, ці спирти реагують з 2-фенілпропіонілхлоридом R, отримуючи два діастереомерні ефіри: C 6 H 5 -CH (CH 3) -COO -R (RR та RS). Ці діастереомери можна розділити та дослідити на звичайній колонці.
5-3-2. Використання хіральної нерухомої фази.
У цьому випадку спостерігається інша взаємодія між нерухомою фазою та кожним енантіомером, що призводить до різного елюції 2 оптичних ізомерів.
Стаціонарною фазою може бути силіконовий полімер, щеплений хіральними групами (наприклад, отриманими з камфори), або хіральна сполука, така як перелкилированний циклодекстрин (ОН при O-R).
Малюнок 5-2. Поділ енантіомерів ліналоолу [S (+) та R (-)] та визначення енантіомерного складу комерційної олії лаванди та натурального екстракту лаванди на 25-метровій капілярній колонці (температура 80 ° C), просоченої хіральним циклодекстрином. [Кеніг та ін. J. High Res. Хроматогр. 13, 328 (1990)]
Відповідно до (рівняння 3-4) маємо: d (S, R) G ° = -RT ln (a) = RT ln ((t rS -tm)/(t rR -tm)) = d (S, R) H ° - T d (S, R) S °.
Якщо ми співвідносимося з графіком Rln (a) як функцією 1/T над малою температурною областю, ми можемо визначити (S, R) H ° і (S, R) S ° .
5-3-3 Вправа на застосування:
Під час поділу, показаного на малюнку 5-2, енантіомер R елююється перед енантіомером S. Вимірюючи коефіцієнти поділу при 2 різних температурах колони, ми отримуємо:
a = 1,015 при 60 ° C і a = 1,022 при 50 ° C .
1- Обчисліть різницю у вільній енергії розчинення d (S, R) G ° = (R) G ° - (S) G ° між 2 енантіомерами. <>
2- Розрахувати різницю в ентальпії розчинення d (R, S) H ° = (R) H ° - (S) H ° між 2 енантіомерами
3- Обчисліть різницю в ентропії розчинення d (R, S) S ° = (R) S ° - (S) S ° між 2 енантіомерами
4- Чи існує температура, коли 2 енантіомери не розділяються ?
1-Оскільки a дуже близький до 1, ми RT (a -1) = - d (S, R) G °
отже, d (R, S) G ° = -323x8.31x0.022 = -59 Дж/моль при 50 ° C і d (R, S) G ° = - 42 Дж/моль при 60 ° C
2 & 3- якщо встановити x = d (R, S) H ° і y = d (R, S) S °, ми маємо 2 рівняння:
при 60 ° C: -42 = x -333y та при 50 ° C -59 = x -323y,
з яких ми виводимо d (R, S) H ° = -608 Дж/моль і d (R, S) S ° = -1,7 одиниці ентропії.
4- Ми можемо помітити, що терміни ентальпія (d (R, S) H °) та ентропія (-T d (R, S) S °) мають протилежний знак, якщо ми підвищуємо температуру, різниця елюції між 2 енантіомери зменшаться, стануть нульовими при T = 85 ° C, потім інвертуються (R буде елююватися після S), коли ентропічний член стане переважаючим.
5-4- ПРИКЛАДИ ГІК-АНАЛІЗУ
5-4-1 БІОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ
Рисунок 5-3 Хроматограма суміші наркотиків та незаконних речовин
Колона OV1 12мx0,2мм
Програмування температури 140 ° в 260 ° при 10 °/хв
Хроматограма, відтворена навпаки, надходить із лабораторії "поліції штату Нью-Джерсі"
Ці аналізи використовуються в криміналістичній науці. аналіз в основному проводиться в біологічних рідинах (кров, сеча), ліки виявляються неушкодженими, але також змішуються з їх метаболітами