박막 크로마토그래피: TLC에 대한 완전한 가이드
모든 화학자 또는 화학 을 배우는 학생 이 알아야 할 한 가지 기술이나 실험이 있다면 그것은 박막 크로마토그래피 (또는 줄여서 TLC)입니다.
당신은 합성 화학자가되고 싶은, 또는 당신이 에이스하려는 경우 유기 화학에 실험 과정을 , TLC는 당신이 정말로 마스터해야 할 일이다 .
TLC 검정 잉크
검정 잉크의 TLC. Wikipedia 를 통해 Natrij에 대한 크레딧 .
이 튜토리얼은 무엇에 관한 것입니까? 계속 읽으면 무엇을 배우게 될까요?
저는 실험실에서 수년간의 경험을 가진 합성 유기 화학자이며 상상할 수 있는 모든 용매 조합에서 수천 개의 TLC 및 플래시 컬럼을 실행했습니다 . 나는 또한 동료들과 또는 온라인으로 연구실 트릭 을 공유하고 읽는 것을 즐깁니다 . 이 기술에 대해 아직 모르는 것이 거의 없다고 말할 수 있습니다.
내가 하기로 결정한 것은 이 튜토리얼 기사에 내 모든 지식을 통합하여 TLC가 무엇인지 모른 채 읽기 시작 하고 유기 화학에서 원하는 (거의) 모든 것을 분리하고 식별할 수 있게 함으로써 끝낼 수 있도록 하는 것입니다. 실험실 !
이 가이드는 다양한 레벨을 위한 것 입니다.
나는 당신을 말할 수있는 당신이 전에 화학 실험실에서 결코 경우에도 , 당신은 단지 첫 번째 섹션을 읽고 계속하여 박층 크로마토 그래피를 할 수 있도록 준비합니다.
다른 한편으로, 유기 합성 분야의 박사 학위를 가지고 있더라도 이 가이드에서 배워야 할 몇 가지 트릭이나 핵이 여전히 있음을 약속할 수 있습니다.
이를 고려하여 바로 아래에 표시된 색인을 사용하여 이 튜토리얼 페이지를 탐색할 수 있습니다. 모두 행복한 TLCing!
박막 크로마토그래피란 무엇입니까?
크로마토그래피 가 무엇인지 는 잘 알고 있을 수 있지만 사실 “크로마토그래피”라는 이름이 박막 크로마토그래피에 대한 초기 실험에서 유래했다는 사실을 모를 수도 있습니다.
크로마토그래피라는 단어는 그리스어 로 “색”을 의미하는 chroma 와 ” 쓰다 “를 의미하는 graphein의 합성어 입니다. 색이 다른 물질을 분리하는 기술이었다.
기본적으로 크로마토그래피 는 고정상(일반적으로 TLC의 실리카겔)과 이동상(용매 또는 용매 혼합물)에 대한 친화력으로 혼합물의 다양한 화학 성분을 분리하는 모든 실험실 기술입니다. 그것들을 감지하거나 식별하는 다른 많은 방법이 있기 때문에 착색된 화합물이 필요하지 않습니다.
TLC에 대한 초기 실험을 통해 식물 추출물의 색소를 분리할 수 있었습니다. 이러한 색소(예: 엽록소)는 색상이 다르고 고정상을 통해 다른 속도로 용출되므로 분리하고 쉽게 시각화할 수 있습니다.
식물 추출물의 박층 크로마토그래피
식물 추출물의 TLC
크로마토그래피는 GC-MS 또는 HPLC와 같은 복잡하고 값비싼 기기를 사용하여 매우 복잡해질 수 있지만 가장 기본적이고 가장 중요하며 가장 오래된 기술은 박막 크로마토그래피( TLC)입니다.
TLC에서는 유리 또는 알루미늄 지지체 위에 증착되는 고정상(가장 자주 실리카겔)을 사용합니다. 그런 다음 동일한 라인에서 화합물의 혼합물을 발견할 수 있습니다. 그런 다음 TLC를 유기 용매로 용리하면 다른 화합물이 다른 속도로 위로 이동하여 다른 구성 요소를 분리할 수 있습니다.
박막 크로마토그래피는 무엇에 사용됩니까?
박막 크로마토그래피는 혼합물의 성분을 분리하는 저렴하고 빠르고 쉬운 기술입니다. 합성 화학자가 화학 반응 및 정제를 모니터링하는 데 사용합니다.
TLC는 어떻게 작동합니까?
음, TLC 판은 고정상의 “얇은 층”으로 코팅된 알루미늄 판이며, 이는 일반적으로(유기 합성에서 시간의 > 95%) 실리카겔입니다.
접시 바닥에서 약 1cm 높이에서 극성이 다른 화합물 혼합물의 용액을 발견할 수 있습니다.
그런 다음 접시를 “용리”합니다. 기본적으로 일정량의 적절한 용매 혼합물이 들어 있는 닫힌 챔버 내부에 수직으로 놓습니다. 용매는 모세관 작용을 통해 플레이트 위로 천천히 흐릅니다 .
고정상 실리카겔은 화합물의 극성에 따라 다양한 방식으로 혼합물의 다른 화합물에 결합하는 Si-O-H 결합을 포함합니다. 또한 사용된 용매의 특성(극성이 더 높거나 덜 극성)에 따라 일부 화합물을 다른 화합물보다 더 빨리 위로 끌어올립니다.
일반적으로 극성이 더 높은 화합물은 TLC 판을 통해 천천히 “상승”하고 덜 극성인 화합물은 위로 날아갑니다.
그런 다음 TLC 플레이트의 각 지점이 몇 개이고 어디에 있는지 확인하기만 하면 됩니다. 각 반점은 혼합물의 다른 화합물에 해당합니다.
유색 화합물 혼합물의 TLC
혼합물의 두 가지 주요 성분의 분리(분홍색 반점 및 적색 반점). LibreTexts 를 통해 Lisa Nichols에 대한 크레딧
일반적으로 여러 지점을 시각화하려면 UV(자외선) 램프가 필요하지만 위 그림과 같이 화합물이 강하게 착색되면 혼합물의 다른 성분을 쉽게 볼 수 있습니다.
TLC를 어떻게 실행합니까? 단계별 가이드
- 접시 자르기
먼저 적절한 크기의 TLC 플레이트를 잘라야 합니다. 적당한 사이즈는? TLC의 목적과 분리해야 하는 스팟의 수에 따라 다릅니다. 혼합물에 얼마나 많은 화합물이 있는지 살펴보고 싶다면 한 지점으로 충분합니다.
TLC 플레이트는 일반적으로 고정상에 코팅된 알루미늄으로 만들어지며 가위로 절단할 수 있습니다. 때로는 지지 재료가 유리이며 작업을 수행하려면 유리 절단기가 필요합니다.
일반적으로 박층 크로마토그래피 판은 높이가 약 5-7cm이고 바닥에서 약 0.5-1.0cm에 선을 그립니다. 그것은 당신이 분리할 혼합물을 발견할 선입니다. 용리 챔버에서 용매 수준 보다 높은 혼합물을 찾는 것이 중요합니다 !
또한 하단 점선의 각 지점 사이에 약간의 간격을 두는 것을 기억하십시오(서로 섞이지 않도록!) 또한 TLC 판의 각 가장자리에서 유사한 간격(약 0.5센티미터)을 남겨 두십시오.
박층 크로마토그래피 사이즈 플레이트
일반적인 TLC 크기 및 배열.
- TLC 찾기
그런 다음 분리할 혼합물의 샘플을 준비하고 TLC 플레이트에 표시합니다.
단순화를 위해 여러 화합물의 혼합물 용액을 넣을 단일 지점부터 시작하겠습니다.
먼저 혼합물의 용액을 준비해야 합니다. 이러한 용액의 일반적인 평균 농도는 약 0.5-1mL의 용매에 몇 밀리그램의 혼합물/화합물입니다. 그 몇 밀리그램은 완전히 근사치입니다. 주걱이나 파스퇴르 피펫 팁을 넣고 약간의 용매에 녹이기만 하면 됩니다!
솔루션이 준비되면(이 경우에는 하나만!) TLC의 최종선에서 솔루션을 찾을 때입니다. 모세관을 사용해야 합니다(자세한 내용은 해당 섹션 참조). 모세관으로 약간의 혼합 용액을 취하여 해당 표시된 지점으로 가볍게 누릅니다(TLC에 표시하려면 항상 연필을 사용하십시오! 펜 잉크는 유기 용매로 용출되지만 연필 흑연은 그렇지 않습니다! ) 약 0.5–1 선에서 cm TLC 바닥 위.
TLC 용출
플레이트 바닥 위 라인의 해당 표시에서 TLC 혼합물을 찾습니다. 그런 다음 플레이트를 용출하고 혼합물에 얼마나 많은 화합물이 있는지, 그리고 다른 지점을 확인하여 극성이 얼마나 되는지 확인합니다.
가능한 한 단단히 혼합물을 찾아보십시오. 샘플의 아주 작은 부분을 만드십시오. 매우 넓은 반점은 서로 다른 화합물이 겹치게 하여 분리가 좋지 않게 만듭니다. 일부 화합물은 기본적으로 다른 거대한 반점과 함께 용리되므로 숨겨져 있을 수도 있습니다. 일반적으로 말해서 더 희석되고 더 작은 반점은 갈 길입니다.
- TLC 플레이트 용출
그런 다음 플레이트를 용출할 시간입니다. 이를 위해서는 용출 챔버가 필요합니다. 아래 그림과 같이 해당 목적에 맞는 상업적 옵션이 있습니다.
그러나 실제로 캡을 씌울 수 있는 모든 유리 용기를 사용할 수 있습니다. 비커가 작동합니다. 깨끗한 잼 항아리도 그 역할을 할 것입니다!
그런 다음 원하는 용매 시스템 의 약 0.5cm 높이로 채워야 합니다 .
용매 시스템을 선택하기 위한 절대적인 최상의 출발점은 없습니다. 그러나 매우 빠른 요약은 다음과 같습니다.
나프탈렌과 같은 절대 비극성 유기 분자(극성 작용기 없음, C 및 H만)로 작업하는 경우 순수한 펜탄 또는 헥산으로 시작하십시오.
하나 또는 두 개의 약한 극성 작용기(에테르, 케톤, 에스테르…)가 있는 화합물을 분리하려면 4:1 헥산/EtOAc 혼합물을 선택하십시오.
분자에 하나 또는 두 개의 극성 그룹(알코올, 아민 등)이 있는 경우 1:1 헥산/EtOAc로 이동하십시오.
분자가 그보다 훨씬 더 극성인 경우(예: 설탕, 아미노산…) 헥산을 DCM으로 바꾸고 EtOAc를 극성 성분으로 유지하십시오. 처음에는 1:1 비율을 사용하십시오.
화합물이 너무 극성이어서 DCM/EtOAc의 기준선에서 전혀 움직이지 않는 경우 9:1 DCM/MeOH 또는 9:1 EtOAc/MeOH로 이동하십시오.
이 중 아무 것도 작동하지 않으면 극도로 극성인 화합물을 보고 있는 것이며 역상 (실리카 겔 대신 무극성 고정상) 사용을 고려할 수 있습니다.
솔벤트 시스템 선택에 대한 자세한 내용은 아래에서 해당 섹션을 확인하십시오!
즉, 용매 수준이 샘플을 발견하는 초기 지점보다 낮은 것이 중요합니다! 그렇지 않으면 희석되어 깨끗한 분리를 얻을 수 없습니다.
챔버가 준비되면 TLC를 내부에 수직으로 넣고 모세관 현상에 의해 용매가 올라갈 때까지 기다리십시오 . 용매 수준이 상단에서 약 90%일 때 TLC 플레이트를 꺼내십시오(익사하지 않도록 하십시오! )
박막 크로마토그래피 용출
왼쪽 . TLC 반점(용출 전, 하단, 용리 후 상단). 맞아 . 용매 챔버에서 용리되는 TLC. SiliCycle에 대한 크레딧 .
플레이트가 건조되기 전에 용리액 전면을 표시합니다 (플레이트의 선이 용매 수준에 도달함). 각 스팟/화합물 의 유지 계수 (Rf) 를 결정하려면 이 정보가 필요합니다 .
그런 다음 플레이트를 말리십시오(압축 공기, 공기 불어 또는 대기 중…).
- TLC 시각화: 결과를 확인하십시오!
마지막으로 시각화입니다. 이것은 방금 분리한 혼합물의 각 화합물에 해당하는 반점을 시각화하는 올바른 방법을 찾는 문제입니다.
색이 진하면(위 사진과 같이) 좋습니다! 다른건 필요없고 그냥 접시만 보세요.
대부분의 경우 유기 화합물은 눈에 보이지 않지만 자외선을 흡수합니다. 그래서 UV 램프를 사용합니다. 마지막으로 플레이트를 현상하고 각 화합물이 나타나는 위치를 쉽게 알 수 있는 많은 염색 용액이 있습니다. 시각화에 대해 자세히 알아보려면 해당 섹션으로 스크롤하십시오.
- 다른 화합물의 머무름 계수 결정
리텐션 팩터란?
박층 크로마토그래피에서 머무름 계수(Rf)는 화합물이 정지상(TLC 플레이트)을 통해 출발점과 용매 전면이 출발점 위로 이동한 거리 사이의 거리입니다.
Rf 값을 계산하려면 다음과 같은 간단한 공식을 적용하면 됩니다.
Rf(스팟) = (스팟이 이동한 거리)/(솔벤트 전면이 이동한 거리)
시각적 예:
TLC에서 Rf 머무름 계수 결정
TLC에서 머무름 계수(Rf)를 결정하는 방법
7:3 펜탄/디에틸 에테르를 용매로 사용하여 TLC 플레이트에서 벤즈알데히드와 벤질 알코올의 혼합물을 용출한 후 두 화합물은 일정 거리를 이동합니다.
벤즈알데하이드는 해당 알코올보다 극성이 낮기 때문에 상위 스팟으로 쉽게 식별할 수 있습니다.
두 지점이 이동한 거리를 측정한 후 해당 용매 혼합물의 각 화합물에 대한 머무름 계수를 결정할 수 있습니다. 한 지점이 이동한 거리를 원점 지점 선에서 용매가 이동한 총 거리로 나누면 됩니다.
예를 들어 벤즈알데히드의 경우 원점에서 3.2cm 이동했습니다. 의 용매가 총 5cm 이동했습니다. 따라서 7:3 펜탄/디에틸 에테르에서 벤즈알데히드의 Rf는 3.2/5 = 0.64라고 말하고 보고할 수 있습니다.
머무름 계수는 사용된 용매 시스템과 TLC의 고정상에 크게 좌우된다는 점을 명심하십시오. 이들 중 하나를 수정하면 Rf가 변경됩니다. 그렇기 때문에 머무름 계수 값을 보고할 때 각 화합물에 대해 해당 매개변수를 지정하는 것이 중요합니다.
- 첫 번째 시도가 성공하지 못한 경우 더 나은 용매 시스템으로 TLC를 다시 실행합니다.
마지막으로, 새로운 화합물로 작업하는 동안 매우 일반적인 것입니다. 용매 시스템의 첫 번째 선택이 적절하지 않은 경우가 많으며 혼합물의 모든 화합물이 함께 TLC의 상단으로 함께 용출되거나 이동하지 않을 수 있습니다. 베이스 지점에서 또는 아마도 그 사이 어딘가에 있지만 여전히 분리가 완벽하지 않습니다.
이러한 경우에는 혼합물에 가장 적합한 것을 찾을 때까지 용매 시스템을 계속 조정해야 합니다!
플래시 컬럼 크로마토그래피 정제를 시작하기 전에 반응 조 물질의 3-4 TLC 플레이트를 실행하는 것은 드문 일이 아닙니다 .
그리고 이것이 TLC 실험을 수행하기 위해 실제로 알아야 할 사항입니다. 남은 유일한 것은 혼합물을 적절하게 분리하는 데 필요한 용매 시스템을 아는 것과 TLC의 실제 응용 프로그램이 무엇인지 아는 것입니다.
명확하지 않은 것이 있습니까?
걱정하지 마세요. 동영상은 천 마디 말의 가치가 있습니다! TLC에 대한 이 비디오 가이드를 확인하십시오.
TLC 플레이트를 실행하는 방법에 대한 비디오 자습서
박막 크로마토그래피를 위한 빠른 인포그래픽 가이드
TLC를 실행하기 위한 전체 절차를 정렬한 후 우리가 준비한 빠른 참조 그래픽 가이드로 자르고 싶습니다.
이것은 우리가 생각할 수 있는 TLC 기술을 요약하는 가장 시각적인 방법이며 여기에 있습니다.
박막 크로마토그래피 그래픽 가이드
TLC를 설정, 실행 및 분석하는 방법에 대한 인포그래픽 가이드입니다. 확대하려면 이미지를 클릭하세요.
이 인포그래픽을 자유롭게 링크, 공유 및 사용하십시오!
이상으로 소개를 마치겠습니다.
먼저 TLC의 주요 기본 용도에 대해 알아보겠습니다. 그런 다음 기술의 각 구성 요소에 대해 더 자세히 설명합니다. 그런 다음 prep TLC, 2D TLC 또는 플래시 크로마토그래피와 같은 고급 사용 및 기술을 다룹니다.
그런 다음 몇 가지 놀라운 팁과 트릭과 TLC 문제 해결로 마무리하겠습니다.
계속 읽으세요!
반응 모니터링을 위한 박막 크로마토그래피
TLC의 주요 용도는 화학 반응을 모니터링하는 것입니다.
화학적 변형에서는 일반적으로 제품을 생성하기 위해 소비되는 출발 물질(SM) 이 있습니다. 대부분의 경우 이 제품은 SM과 극성이 다릅니다. 이는 TLC에서 다른 보유 계수를 갖게 되며 TLC로 구분할 수 있음을 의미합니다.
일반적으로 두 화합물에 0.2에서 0.8 사이의 머무름 계수를 제공하는 용매 혼합물이 필요합니다. 그러나 물론 주요 아이디어는 함께가 아니라 해결된 두 지점을 모두 볼 수 있으므로 반응 혼합물에 여전히 SM이 있는지 또는 모두 소모되었는지 확인할 수 있다는 것입니다. 이는 대부분의 경우 반응이 완료되었음을 의미합니다.
트릭은 TLC에 세 개의 반점을 만드는 것입니다. 하나는 SM, 다른 하나는 반응 혼합물(RM) , 그리고 다른 하나는 중간(공동 반점 또는 교차 반점)에 두 가지 용액을 모두 넣는 것입니다. SM 및 반응 혼합물. 이렇게 하면 용출 후 SM이 실제로 반응하여 새 제품을 형성했음을 명확하게 시각화할 수 있습니다. 이는 SM과 제품이 모두 매우 유사한 Rf를 갖고 있는 경우에 특히 중요하며, 반응 혼합물에 실제로 새 제품이 있는지 아니면 SM만 있는지 확인하기 어렵습니다.
TLC로 반응을 모니터링하는 방법
TLC로 반응 진행 상황을 모니터링하는 기본 방법. (SM = 출발 물질, RM = 반응 혼합물)
아래 그림에서 볼 수 있듯이 (아직) 반응이 전혀 일어나지 않았는지, 생성물이 형성되고 있는데 반응이 끝나지 않았는지, SM을 모두 소모하여 RM에는 상품만 있습니다.
박막 크로마토그래피로 전환율 측정
TLC(SM = 출발 물질, RM = 반응 혼합물)로 반응을 모니터링하는 동안 발생하는 일반적인 시나리오
또한, 얻고자 하는 반응 생성물의 샘플이 있는 경우(이전에 동일한 반응을 실행했거나 상업적으로 사용 가능한 제품이기 때문에) 제품에 대해 다른 지점을 추가할 수 있습니다. 생성물 및 반응 혼합물 모두의 공동 스팟용. 이렇게 하면 원하는 제품이 형성되었는지 확인할 수 있습니다.
컬럼 크로마토그래피 정제용 TLC
얇은 층 크로마토그래피를 사용해야 하는 두 번째로 일반적인 시나리오는 플래시 컬럼 크로마토그래피 정제 작업을 하는 동안 입니다.
컬럼 크로마토그래피란 무엇입니까?
컬럼 크로마토그래피는 실험실에서 상대적 극성에 따라 예비 규모로 화합물을 분리 및 분리하는 방법입니다.
기본은 TLC와 완전히 동일합니다. 고정상(또한 일반적으로 실리카겔)으로 채워진 유리 컬럼이 있습니다.
고정상 위에 분리하려는 화합물의 혼합물을 넣습니다. 반응 혼합물에서 하나의 생성물을 분리하려고 할 때 우리는 이 혼합물을 “조 생성물”이라고 부릅니다.
그런 다음, 때때로 압력을 가함으로써 도움을 받아 위에서 아래로 용매를 컬럼을 통해 통과시킵니다(이것을 “플래시 컬럼 크로마토그래피”라고 함). 이것은 혼합물의 다른 화합물이 고정상을 통해 다른 속도로 용리되도록 합니다.
플래시 컬럼 크로마토그래피
플래시 컬럼 크로마토그래피 정제. Jessica Torres 박사에 대한 크레딧
그런 다음, 컬럼의 바닥에서 나오는 다른 분획은 다른 시험관에 수집됩니다. 분리가 올바르게 수행되면 혼합물의 각 화합물이 다른 시험관에 있을 것입니다. 증발을 통해 용매를 제거하면 제품이 순수해집니다.
각 화합물의 용출 속도는 해당 특정 용매 시스템의 머무름 계수(즉, 극성)에 따라 다릅니다. 즉, TLC에서 용출된 스팟과 동일한 상대 비율 속도로 컬럼에서 나옵니다.
컬럼 크로마토그래피에 TLC를 어떻게 사용합니까?
음, 우선 플래시 컬럼 크로마토그래피를 실행하기 전에 정제에 적합한 용매 시스템을 선택해야 합니다. TLC를 사용하여 이 작업을 수행합니다.
이상적으로, 분리하려는 제품은 원활한 컬럼 정제를 위해 주어진 용리액(용매 혼합물)에서 약 0.4의 Rf(보유 계수)를 가져야 합니다.
왼쪽의 다음 이미지는 정제를 위한 이상적인 TLC의 모습을 보여줍니다. 보시다시피 두 개의 제품이 명확하게 보이고 분리되어 있습니다. 따라서 TLC에서 이 결과를 산출하는 용매 혼합물은 대규모 컬럼 크로마토그래피 정제를 실행하는 데 탁월한 선택이 될 것입니다.
플래시 컬럼 크로마토그래피 실행
플래시 컬럼 크로마토그래피 정제에 이상적인 TLC. LibreTexts 를 통해 Lisa Nichols에 대한 크레딧
오른쪽 이미지는 동일한 용매 시스템을 사용하여 이 분리가 어떻게 진행되는지 보여줍니다. 맨 오른쪽에서 볼 수 있듯이 첫 번째 화합물은 다른 것과 완전히 분리된 컬럼을 떠납니다. 수집하고 진공에서 농축하여 제품을 완전히 순수하고 건조하게 만듭니다!
컬럼 크로마토그래피에서 분획 TLC 분석
그러나 컬럼 크로마토그래피를 실행한 후에는 일반적으로 다양한 화합물이 용해된 용리액으로 채워진 수십 개의 튜브가 생깁니다. 이제 다시 TLC를 사용해야 합니다!
TLC로 플래시 컬럼 분획 모니터링
컬럼 크로마토그래피에서 얻은 다양한 분획/시험관의 TLC.
보시다시피, 우리는 TLC에서 모든 분획/시험관을 발견했고 동일한 용매 시스템에서 용리했습니다. 보시다시피 컬럼에서 꽤 가깝게 나온 두 개의 서로 다른 제품(스팟)이 있습니다.
에서 10 분수 오 , 우리는, 순수 화합물을 가지고있다. 이 분수들을 섞어 농축하면 순수한 화합물 1을 얻을 수 있습니다.
분수 11과 12 는 두 화합물의 혼합물을 가지고 있습니다. 일반적으로 우리는 이런 종류의 혼합 분수를 버립니다(불순물에 대해 실제로 신경 쓰지 않는 한, 아마도 다음 합성 단계에 영향을 미치지 않을 수도 있습니다!).
분수 13과 14 에는 순수한 화합물 2가 있습니다. 이 화합물도 필요하면 함께 농축하면 됩니다.
보시다시피, TLC는 모든 합성 실험실의 두 가지 초석인 반응 모니터링과 제품 정제 모두에 매우 중요합니다 .
다른 기술로 각 분수에 무엇이 있는지 확인하기
때로는 TLC만으로는 충분하지 않고 플래시 컬럼에서 나온 다양한 분획에 어떤 화합물/제품이 있는지 모를 때가 있습니다. 모든 것을 증발시키고 NMR을 취하는 것은 시간이 많이 걸리므로 가능한 경우 대체 기술을 사용하는 것이 좋습니다.
GC-MS(기체 크로마토그래피-질량 분석기) 또는 LC-MS(액체 크로마토그래피-질량 분석기)에 액세스할 수 있는 경우 모든 다양한 분획을 신속하게 분석하고 에 존재하는 화합물의 분자량을 알 수 있습니다. 그들 각각.
또 다른 멋진 기기는 TLC-MS입니다. 이 기술은 일반적으로 GC-MS 또는 LC-MS보다 화학 실험실에서 사용할 수 없지만 사용할 수 있다면 좋습니다. 기본적으로 이 기계는 용출된 TLC의 개별 스팟을 자동으로 스크랩하고 MS 분석을 수행하므로 일반적으로 1분 이내에 TLC의 각 스팟에 존재하는 분자 질량을 확인할 수 있습니다.
유지 요소 및 플래시 컬럼에 대한 설명
화합물에 대해 0.4의 Rf를 제공하는 용리액을 사용하는 것이 일반적인 경험 법칙이지만 물론 많은 예외가 있습니다. Rf에 매우 가까운 두 화합물이 있는 경우 충분하지 않을 수 있습니다. 두 개의 화합물이 TLC에서 두 개의 개별 지점으로 표시되는 것이 플래시 컬럼에서 별도로 나오는 것을 의미하지는 않습니다.
컬럼 밴드는 특히 정제를 확장함에 따라 훨씬 더 넓은 TLC 스팟과 같습니다. 샘플로 과부하가 걸리는 일반적인 TLC에 해결되지 않은 두 개의 큰 겹치는 부분이 있다고 상상해 보십시오. 이는 컬럼 크로마토그래피에서 실제로 일어나는 일에 더 가까운 그림입니다.
이러한 이유로 때때로 0.4의 Rf는 트릭을 수행하지 않습니다. 반점이 0.15 Rf 미만으로 분리된 경우 일반적으로 약간 더 보수적으로 유지 계수가 약 0.3 또는 그보다 약간 낮은 용리액을 선택해야 합니다. 이러한 종류의 정제를 향상시키는 또 다른 멋진 트릭은 더 두꺼운 컬럼을 사용하는 것인데, 이는 분리에 많은 도움이 됩니다. 더 긴 열을 사용하는 것은 일반적으로 도움이 되지 않습니다. 밴드를 두껍게 만들고 더 많이 겹치게 만들기 때문입니다!
동전의 이면에서 때로는 관심 화합물이 특정 용매 혼합물을 사용하여 TLC에서 날아가 0.7-0.9의 Rf를 제공합니다. 이것은 몇 개의 첫 번째 튜브/분획에서 매우 쉽고 빠른 분리를 허용할 수 있습니다.
심층 가이드: 박막 크로마토그래피용 재료
모세관 만들기
모세관을 사용하여 TLC에서 반응 혼합물 또는 참조 샘플을 찾아내야 합니다.
구입하거나 직접 만들 수 있습니다. 이것은 연구실의 예산에 따라 다르지만 좋은 모세관을 구입하는 것이 큰 손해는 아니라고 생각합니다. 내가 매일 사용하는 상업용 제품은 충분히 주의한다면 파손되기 전에 보통 몇 달 동안 지속됩니다.
그러나 두꺼운 유리관으로 얇은 모세관을 만들 수 있습니다. 가열한 다음 당기기만 하면 됩니다. 이를 위해 더 두꺼운 모세관 또는 유리 파스퇴르 피펫을 사용할 수 있습니다.
가열 및 당기는 방법을 설명하는 것은 실제보다 복잡하게 들릴 것입니다. 이 짧지만 핵심적인 비디오를 보십시오.
TLC 플레이트 스포팅용 모세관을 만드는 방법
보시다시피 매우 복잡하지 않으며 학부 실험실에서도 좋은 실험이 될 수 있습니다. 화염(또는 사용하는 다른 열원! 대안이 있는 경우 실험실에서 화염을 사용하지 마십시오)에 주의하십시오.
TLC용 용출 챔버
따라서 TLC를 실행하도록 설계된 실제 챔버가 있으며 Fischer의 다음과 같이 훌륭합니다.
실제 TLC 챔버
그 목적을 위해 설계된 TLC 챔버
그러나 이것이 TLC를 실행하기 위해 멋진 유리 제품 중 하나가 필요하다는 것을 의미하지는 않습니다. 이 기술의 아름다움과 단순성은 기본적으로 어떤 상황에서도 사용할 수 있다는 것입니다!
급할 경우 일반적인 임시 해결책은 비커를 무언가(시계 유리 또는 알루미늄 호일 등)로 덮는 것이므로 용매가 증발하지 않고 포화 된 좋은 분위기를 허용합니다.
여기에서 이것이 우수한 용리액 챔버의 또 다른 핵심이라는 점을 언급할 가치가 있습니다. 가능한 한 포화된 분위기가 필요합니다. 이렇게 하면 플레이트를 통해 위로 올라갈 때 용매가 증발하지 않아 용리액 전면이 고르지 않게 움직이게 됩니다. 이것은 분리에 해로울 수 있으므로 항상 챔버가 합리적으로 닫힌 시스템인지 확인하십시오.
비커 TLC 챔버
비커, 시계 유리 및 여과지로 만든 TLC 챔버. CU 볼더에 대한 크레딧
위 그림에서 볼 수 있듯이 TLC를 eluting하기 전에 챔버 내부에 여과지를 잠시 넣어둘 수도 있습니다.
왜? 용매는 여과지를 통해서도 상승하여(TLC를 통하는 것과 동일한 원리로) 용리액으로 챔버 내부의 대기를 포화시키는 데 많은 도움이 됩니다. 이렇게 하면 용리액이 훨씬 더 균일한 방식으로 TLC 플레이트 위로 올라갑니다.
또한, 플레이트를 용리하기 전에 잠시 동안 필터 페이퍼가 있는 챔버에 용리액을 그대로 두십시오!
마지막으로, 제 생각에 더 실용적인 저비용 대안은 잼이나 기타 먹을 수 있는 재료를 넣는 것과 같은 스크류 캡이 있는 유리 타르를 사용하는 것입니다!
박막 크로마토그래피용 유리병
캡이 있는 유리 타르는 훌륭한 TLC 챔버를 구성합니다.
저는 학부 연구실과 첫 번째 연구 경험을 통해 매일 이러한 “게토실”을 사용함으로써 살아남았습니다!
대체 정지상
앞서 말했듯이 95% 이상의 경우 고정상으로 실리카 겔로 코팅된 플레이트에서 TLC를 수행합니다.
그러나 다른 정지상이 고려될 수 있는 매우 특정한 경우가 있습니다.
실리카겔(SiO2)은 약산성이므로 특정 화합물은 이러한 산성 조건에 매우 민감합니다. 이러한 경우에는 먼저 용리액에 염기성 용매를 추가하여 실리카겔 을 중화 할 수 있습니다 (일반적인 조건은 용매 혼합물에 2-5%의 트리에틸아민을 추가하는 것입니다).
여러 번 이것은 트릭을 수행하지만 다른 경우에는 충분하지 않습니다. 이러한 경우 중성 알루미나 (Al2O3) 와 같은 대체 고정상이 있습니다 . 표적 화합물이 알루미나에서 생존할 수 있으며 TLC 및 플래시 컬럼 크로마토그래피 정제 모두에 사용할 수 있습니다.
또 다른 대체 고정상은 역상 입니다.
일반적인 실리카겔 고정상은 매우 극성이며 SiO2보다 (훨씬) 극성이 낮은 용매 시스템으로 플레이트를 용리합니다. 이것은 경이로운 작용으로 가장 전형적인 유기 화합물을 형성합니다.
그러나 극도로 극성인 분자로 작업하는 경우 미친 듯이 SiO2에 달라붙어 용리액을 극성으로 만들더라도 움직이지 않는다는 것을 알게 될 것입니다.
이러한 경우 고정상이 무극성인 역상 크로마토그래피 (극성 화합물을 훨씬 적게 유지함)를 사용할 수 있으며 MeOH와 같은 극성 용매를 용리제로 사용합니다. 올리고펩티드 와 같은 극극성 화합물 은 말 그대로 역상으로 날아갈 수 있습니다.
그러나 이러한 대체 고정 단계에는 몇 가지 단점이 있습니다.
그들은 표준 방법이 아니며 여러 번 실험실에서 알루미나 또는 역상의 TLC 플레이트를 찾을 수 없습니다.
가용성이 떨어지는 것과 관련이 있습니다. 실리카겔보다 비쌉니다.
일반적으로 분리 및 분해능이 더 나쁩니다. 또한 시각화는 특정 플레이트에서 더 어려울 수 있습니다.
그러나 때로는 (매우 적은 경우지만) 이것이 유일한 방법이므로 이러한 대안이 존재한다는 것을 명심하십시오!
마지막으로 간단한 여과지 를 고정상으로 사용할 수 있다는 점을 언급해야 합니다 . 분리가 잘 안되고 시각화가 잘 안 됩니다. 그러나 유색 화합물이 있는 경우 여전히 약간의 분리를 볼 수 있습니다. 사실, 나의 첫 번째 TLC 실험은 여과지에 시금치 추출물 용액을 발견하고 아세톤으로 용출하는 것이 었습니다.
시각화 에이전트: 어느 것이 가장 좋습니까?
혼합물에서 다른 화합물의 반점이 보이지 않으면 TLC를 실행해도 아무 소용이 없습니다. 그렇기 때문에 적절한 시각화 기술에 액세스하는 것이 필수입니다.
가시광선 또는 자외선
때로는 화합물이 가시광선을 매우 강하게 흡수하므로 시각화 에이전트가 전혀 필요하지 않습니다. 접시 위로 용출되는 반점을 바로 볼 수 있습니다!
이것은 고도로 공액된 화합물(예: 다방향족 또는 폴리엔) 및 페로센 유도체와 같은 유기금속 화합물에서 일반적입니다. 이러한 화합물은 기본적으로 화합물이 실리카에 있는 위치를 항상 알고 있는 TLC 및 컬럼 크로마토그래피 정제를 실행할 수 있기 때문에 훌륭합니다!
그러나 대부분의 유기 화합물은 가시광선을 충분히 강하게 흡수하지 않습니다. 따라서 시각화 에이전트를 사용해야 합니다.
가장 일반적인 것은 자외선 램프를 사용하는 것입니다. TLC 고정상은 특정 UV 파장에서 화합물을 볼 수 있도록 준비됩니다. 최소한의 접합을 갖는 대부분의 유기 화합물은 이러한 방식으로 관찰할 수 있습니다.
uv tlc 시각화
UV 조명 아래에서 TLC 플레이트를 시각화하는 일반적인 방법입니다.
그러나 TLC UV 램프에 일반적으로 사용되는 파장의 빛을 흡수하지 않는 화합물도 있습니다. 이들은 일반적으로 작용기가 거의 없는 고도의 지방족 화합물입니다.
이러한 경우 염색제 를 사용 합니다 .
염색 솔루션
TLC용 염색제는 기본적으로 용출 후 플레이트를 담글 수 있는 하나 이상의 화합물 용액입니다. 그들은 당신의 제품에 반응하고 존재하는 모든 다른 반점/화합물을 쉽게 시각화하는 데 도움이 될 것입니다.
타겟 화합물이 UV(또는 가시광선) 빛을 강하게 흡수하더라도 가능하면 플레이트를 얼룩지게 하는 것이 좋습니다. 이는 혼합물의 다른 성분이 일반적인 UV-Vis 조건에서 올바르게 관찰할 수 없는 불순물로 존재할 수 있기 때문입니다.
따라서 화합물이 첫눈에 보이더라도 UV 광선 아래에서도 확인하십시오. 그리고 UV 광선 아래에서 모든 것을 볼 수 있다고 해도 범용 염색제로 판을 현상하는 것은 결코 무리가 아닐 것입니다.
이제 가장 일반적인 염색제의 목록과 준비 방법을 살펴보겠습니다. 다른 많은 것들이 있으며 일부는 특정 유형의 화합물에 대해 매우 구체적입니다. 그러나 위와 같은 이유로 저는 항상 범용 얼룩을 사용합니다. 그리고 이들 중 하나는 95% 이상의 유기 화합물에 효과가 있으므로 마음에 드는 것을 선택하고 가십시오!
산성 바닐린
많은 사람들이 이 바닐린 용액을 사용합니다. 그것은 준비하기가 정말 쉽고 가열 후에는 대부분의 작용기에 정말 민감합니다.
가장 멋진 점은 여러 번 유기 화합물의 작은 기능 변화가 바닐린 염색 및 가열 후 TLC 플레이트의 색상 변화로 이어진다는 것입니다. 출발 물질과 제품에 매우 가까운 Rf가 있는 경우 이는 정말 좋습니다. 색상으로 구별할 수 있습니다!
tlc 바닐린 얼룩
산성 바닐린으로 염색한 TLC
구체적으로 극성 작용기를 가진 대부분의 화합물을 밝게 나타냅니다. 단순 알켄이나 방향족과 같은 극성이 높은 화합물에는 적합하지 않을 수 있습니다.
이 얼룩의 제조법은 정말 쉽습니다. 바닐린 10-15g의 무게를 달아 에탄올 250mL를 녹인 다음 진한 황산 2.5mL를 추가합니다. 저어주면 됩니다! 그것을 사용하려면 용출된 TLC 플레이트를 담그고 가열 총으로 가열하십시오.
포스포몰리브덴산(PMA)
이것은 또 다른 훌륭한 범용 얼룩입니다. 개인적으로 가장 좋아하는 색상으로 유기 화학 실험실에서 찾을 수 있는 거의 모든 색상을 지정합니다. 다방향족에서 알코올까지, 알켄 또는 더 단순한 지방족 화합물을 통과합니다.
다른 청록색 음영을 제공하므로 유사한 Rf를 가진 다른 화합물을 식별하는 데 가장 적합하지 않을 수 있지만 첫 번째 선택의 경우에는 효과적입니다.
TLC PMA 얼룩
PMA로 염색된 TLC
이 염색 용액은 준비하기도 매우 쉽습니다. 에탄올 500mL당 약 5g의 인몰리브덴산(이 목적을 위해 더 낮은 품질의 것을 구입하십시오!)을 녹이면 됩니다.
과망간산칼륨(기본 KMnO4)
이것은 가장 고전적이며 아마도 더 저렴한 옵션이며 매우 일반적입니다. 기본적으로 TLC 플레이트가 보라색으로 바뀌고 잠재적으로 산화될 수 있는 모든 화합물이 노란색 반점으로 나타납니다. 이 녀석은 구별이 안되고 TLC가 별로 이쁘게 보이지는 않지만 가끔 트릭을 하기도 합니다.
박막 크로마토그래피 kmno4 얼룩
염기성 KMnO4로 염색된 TLC
일반적인 조리법은 여기에서 조금 더 복잡하지만 어떤 실험실에서도 찾을 수 없는 것은 없습니다. 기본적으로 물 200mL에 과망간산칼륨 1.5g과 탄산칼륨 10g을 녹일 필요가 있습니다. 이 혼합물에 10% NaOH 수용액 1mL를 넣고 저어준다. 혼합물로 자신을 더럽히지 않도록 주의하십시오! 피부가 산화되는 것을 원하지 않습니다(예: 며칠에서 몇 주 동안 짙은 갈색…)!
세륨 암모늄 몰리브덴산염/황산염/질산염(CAM/CAS/CAN…)
이 얼룩은 Hanessian’s Stain 또는 단순히 “파란 얼룩”(명백한 이유로)으로도 알려져 있으며 또 다른 다목적 짐승입니다.
가열 후 반점이 시원하고 옅은 노란색 배경 위에 파란색으로 변하는 수성 얼룩입니다. 너무 열을 가하면 배경도 파랗게 변하고 접시가 보기 좋지 않으니 조심하세요!
하네시안 스테인 블루 tlc
약간의 가열 후(왼쪽)와 과열 후(오른쪽) 후 CAM 또는 Hanessian’s stain으로 TLC 염색
나는 사람들이 두 가지 다른 조리법을 사용하는 것을 보았습니다. 둘 다 거의 동일하게 작동하며, 주변에서 찾을 수 있는 세륨 시약이 무엇인지에 따라/저에게 더 저렴합니다.
몰리브덴산 암모늄 5g과 황산 세륨 1g(또는 황산 세륨 암모늄 2g)을 물 100mL에 녹입니다. 이 혼합물에 농황산 10mL를 넣고 잘 저어준다!
기타 염색제
다른 많은 염색제가 있지만 일반적으로 특정 유형의 화합물에 더 특이적이며 실험실에서 일상적으로 준비하거나 사용하기에 가장 좋은 것은 아닙니다.
요오드 증기 챔버 : 약간의 밀폐된 항아리를 요오드 결정의 작은 숟가락으로 채웁니다. 실리카겔로 덮습니다. 이 현상 챔버에 건조 용출된 TLC 플레이트를 넣고 갈색 반점이 나타날 때까지 기다립니다. 이것은 가장 민감한 얼룩은 아니지만 좋은 점은 같은 플레이트를 사용하고 다른 얼룩으로 바로 발색할 수 있다는 것입니다.
닌히드린 : 이 약 10g을 EtOH 250mL에 녹인 용액. 아민, 특히 1차 아민에 좋습니다. 가열하기 전에도 녹색 반점으로 표시됩니다.
디니트로페닐히드라진 (DNP) : DNP 1g을 HCl 2 M 수용액 250mL에 녹입니다. 이 얼룩은 알데히드와 케톤에 매우 선택적입니다. 그 반점은 실온에서 즉시 주황색으로 변합니다.
아니스 알데히드는 :을 EtOH 200ml에 아니스 알데히드 4mL를 녹인다. 그런 다음 빙초산 3mL를 넣고 마지막으로 진한 황산 10mL를 가한다. 결과는 바닐린과 매우 유사한 얼룩입니다. 덜 선택적이고 준비하기가 쉽지 않을 수도 있지만 때로는 현상 후에 더 다양한 색상을 만들어 플레이트의 매우 가까운 지점을 구별할 수 있습니다.
용매 극성: 참조 가이드
실험실에서 몇 년의 경험을 가진 사람이라면 TLC 또는 컬럼을 실행하기 위한 용매 조합을 선택하는 것이 정말 쉽습니다. 또는 적어도 좋은 출발점.
그러나 초보자에게는 정말 압도적일 수 있습니다. 결국 다양한 기능 그룹과 다양한 조합이 있습니다. 상상할 수 있는 끝없는 용매 조합은 말할 것도 없습니다.
이것이 크로마토그래피 용리액 선택에 대한 좋은 가이드를 찾는 것이 극히 어려운 이유입니다.
박막 크로마토그래피를 위한 용매 극성 가이드
우리는 최고의 가이드에게 최대한 가까이 가고 싶었습니다. 그리고 우리는 TLC용 용매를 선택하기 위해 다음과 같은 인포그래픽을 생각해 냈습니다.
물론 이것은 방향과 근사치이며 이상하게 행동하는 화합물이 항상 있음을 명심하십시오. 그러나 우리는 적어도 당신이 실행하고 있는 새로운 반응에 대한 첫 번째 촬영으로서 대부분의 상황에서 트릭을 수행할 것이라고 생각합니다.
박막 크로마토그래피용 용매 선택 가이드
TLC의 용리액 시작점을 선택하기 위한 그래픽 가이드
보시다시피, 우리는 관능기에 따라 유기 화합물을 분류하고 극성 용매의 % 형태로 값을 추가했습니다. 이 값은 해당 기가 있는 화합물을 얻기 위해 용리액 혼합물에 필요합니다. 판을 크게.
무극성 용매(헥산, 펜탄 또는 시클로헥산)와 극성 용매(에틸 아세테이트 또는 디에틸 에테르)의 고전적인 혼합물로 제한했습니다. 이러한 용매의 조합은 일반적으로 대부분의 유기 화합물을 처리하기에 충분할 것이기 때문입니다.
다시 말하지만 이것은 근사치이며 값이 항상 추가되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 알코올은 7:3 헥산/EtOAc로 용리됩니다. 그러나 알코올이 3개 있는 경우 1:9가 효과가 있을지 확신할 수 없습니다. 1:1이면 충분합니다. 또는 1:9가 아닐 수도 있고, 메탄올을 추가해야 할 수도 있습니다. 보편적 인 규칙이 없기 때문에 이와 같은 가이드가 많지 않습니다.
상상할 수 있듯이 가장 극성인 그룹 자체가 전체 분자의 극성을 결정하는 경우가 많습니다.
“소수” 그룹의 상대적 극성이 중요합니다. 아미드(6:4 헥산/EtOAc)와 메톡시기(2-3% 추가 극성)가 있는 분자를 취하십시오. 그런 다음 그 메톡시 그룹을 알코올로 변경합니다. 알코올은 극성 용매의 30-35%를 추가로 추가하므로 반응 생성물 스폿이 시작 기질에 대한 스폿 아래에 나타납니다!
가장 일반적인 용매 중 어느 것이 더 낫습니까?
실용적인 목적을 위해 펜탄, 헥산, 헵탄 또는 시클로헥산과 같은 용매는 극성이 비슷합니다.
그러나 하나 또는 다른 것을 선택하게 만들 수 있는 몇 가지 고려 사항이 있습니다.
헥산/EtOAc는 일반적으로 유기 분리를 위한 표준 혼합물입니다. 그러나 헥산 은 신경 독성 화합물로 알려져 있기 때문에 많은 사람들이 헥산에서 사이클로헥산 또는 헵탄으로 교체합니다.
이 두 용매의 유일한 문제는 휘발성이 적고 제거하기가 더 어렵다는 것입니다. 더 휘발성이 있는 대안이 필요한 경우 펜탄을 사용하십시오. 이것은 타겟 화합물이 상대적으로 휘발성이고 용매를 완전히 제거하기 위해 고진공 상태에 둘 수 없는 경우에 사용해야 합니다.
극성 성분 측면에서 에틸 아세테이트 및 디에틸 에테르가 주요 옵션이 될 수 있습니다. 디에틸 에테르는 휘발성이 더 높기 때문에 훨씬 더 나은 분리를 제공하거나 대상 제품도 휘발성이 아닌 경우 일반적으로 가능한 피해야 합니다.
또한 용매 혼합물을 짝지을 때 휘발성이 비슷한 용매를 사용하여 혼합물의 성분 중 하나가 다른 성분보다 더 빨리 증발하지 않도록 하십시오. 이로 인해 잠재적으로 재현성 문제가 발생할 수 있습니다.
산성 또는 염기성 부위가 있는 “끈적” 화합물
예외적으로 MeOH(극극성 화합물의 경우), 트리에틸아민(염기성 부위가 있는 화합물의 경우) 및 아세트산(산이 있는 화합물의 경우)과 같은 다른 용매를 혼합물의 첨가제(최대 5-10%)로 고려할 수 있습니다. 사이트).
아민, 아미드(염기성) 또는 카르복실산(산)과 같은 염기성 또는 산성 부위가 있는 화합물은 때때로 고정상의 실리카겔에 약간 너무 많이 달라붙을 수 있습니다.
그 결과 TLC에서 매우 넓은 스팟이 생성되고 결과적으로 플래시 컬럼 크로마토그래피 정제에서 매우 넓은 밴드가 나타납니다. 대상 화합물이 제거하려는 부산물 또는 불순물과 겹칠 수 있기 때문에 밴드/스팟 확대는 종종 정제를 복잡하게 만듭니다.
여러 번 이것은 간단한 해결책을 가지고 있습니다: 염기성 화합물을 위해 2-5%의 트리에틸아민을 용매 혼합물에 추가하십시오. 이것은 실리카의 탈산성 부위인 Si-O-H 결합을 비활성화합니다. 이러한 결합 또는 여분의 양성자는 실리카겔에 달라붙는 염기성 화합물의 원인이 되어 더 넓은 밴드/반점을 만듭니다. Et3N을 용리액에 추가하여 모두 제거하면 화합물이 자유롭게 용리됩니다!
유사하게, 카르복실산과 같은 산성 화합물은 실리카겔에서 Si-O 결합과 반응하여 Si-O-H를 생성할 수 있으며, 이는 실제로 고정상에 달라붙게 만듭니다. 첨가제로 아세트산을 추가하면 Si-O 사이트가 Si-O-H로 포화됩니다. 이렇게 하면 TLC 플레이트 또는 컬럼을 통해 산성 화합물이 훨씬 더 쉽게 이동할 수 있습니다.
예비 TLC
이전 섹션에서 이미 플래시 컬럼 크로마토그래피를 다루었습니다. 정제를 실행하는 것은 박막 크로마토그래피의 주요 응용 프로그램 중 하나입니다.
그러나 우리는 실제로 분취 규모의 정제를 실행하기 위해 TLC를 적용할 수 있습니다. 혼합물의 다른 화합물/반점이 어떻게 분리되는지 확인하는 것뿐만 아니라 반응 혼합물 자체를 분리하고 순수한 제품의 밀리그램을 분리합니다!
Prep TLC는 어떻게 작동합니까?
분취용 TLC는 일반적인 얇은 층 크로마토그래피 분리이지만 더 큰 플레이트를 사용합니다!
prep TLC를 위해 특별히 제작된 상업용 TLC 플레이트가 있습니다. 그들은 일반적으로 더 두꺼운 실리카겔 층으로 코팅된 유리로 만들어집니다. 그런 다음 단일 지점 대신 혼합물의 용액(약 0.5-1mL의 DCM과 같은 휘발성 용매)을 바닥과 평행한 선을 따라 적용합니다(바닥에서 약 3-4cm 위).
이 용액을 적용하기 위해 나는 보통 내가 찾을 수 있는 가장 얇은 바늘이 달린 1mL 주사기를 사용합니다. 균일해야 하며 실리카가 긁히지 않도록 주의해야 합니다!
건조 후 적절한 용매 시스템(클래식 TLC에서 신중하게 선택)에서 플레이트를 용출하면 다른 화합물이 분리됩니다. 분명히 더 큰 챔버가 필요합니다. 일반적인 prep TLC 플레이트는 약 30×30cm입니다.
그런 다음 관심 있는 밴드를 따로 떼어내면 됩니다. 이를 위해 플레이트를 자외선 아래에서 시각화하고 관심 있는 밴드를 연필로 표시합니다.
그런 다음 밴드를 떼어내고 DCM과 같은 극성 용매를 제품과 함께 실리카겔에 통과시키면 용해됩니다. SiO2를 제거하기 위해 그것을 걸러냅니다.
그런 다음 용제를 제거하기만 하면 됩니다. 순수한 제품입니다!
예비 TLC
prep TLC 분리 후 다른 화합물. 그런 다음 원하는 화합물의 밴드를 스크랩하고 실리카에서 화합물을 용출하고 여과하고 농축하면됩니다.
분취 박막 크로마토그래피: 언제 사용해야 합니까?
그렇다면 예비 TLC의 장점은 무엇입니까?
극성이 매우 유사한 화합물을 분리할 수 있습니다. 종종 TLC로 두 가지 화합물을 약간 분리할 수 있지만 컬럼 크로마토그래피 후에는 분리되지 않습니다. 이것은 prep TLC를 실행하기에 완벽한 시나리오입니다!
극성이 낮은 용매로 플레이트를 여러 번 용출합니다. 매우 신중하게 분리해야 하는 경우 화합물의 머무름 계수가 약 0.10인 용리액을 사용하십시오. 그런 다음 플레이트를 건조하고 다시 용리합니다. 밴드가 잘 풀릴 때까지 이 과정을 반복합니다.
컬럼 크로마토그래피보다 편리합니다. 화합물을 발견하고 플레이트를 용출 챔버에 넣고 용매가 올라갈 때까지 기다리면 됩니다. 그런 다음 분리 수준이 만족할 때까지 건조하고 반복합니다. 그 동안 당신은 다른 무엇이든 할 수 있습니다!
몇 밀리그램만 있을 때 화합물을 분리하는 것이 좋습니다. 대상 제품 10mg의 플래시 컬럼을 수행하는 것은 고통스러울 수 있습니다. 이것은 prep TLC의 문제가 아닙니다.
때로는 동일한 30×30을 사용하여 여러 혼합물을 용출할 수 있습니다. 다른 용리액을 사용하기 위해 유리판을 반으로 자르거나 연필로 반으로 표시하고 동일한 평행선을 따라 반쪽에 각 용액을 넣을 수 있습니다.
하지만 물론 다음과 같은 단점도 있습니다.
실제로 확장 가능하지 않습니다. 2000미크론 실리카겔 준비 플레이트를 사용하여 최대 100-150mg의 화합물을 분리했습니다. 그러나 실제적으로 그 이상으로 나아갈 수는 없습니다. 분취용 TLC는 반응 범위의 생성물을 정제하거나 전체 합성의 최종 단계에 적합하지만 순수한 물질 그램을 얻을 수는 없습니다.
화합물이 UV 또는 가시광선을 흡수하지 않는 경우 플레이트 위의 위치를 파악하기 어렵습니다. 항상 한쪽 가장자리에 염색제로 수직선을 “페인트”한 다음 가열할 수 있습니다. 그러나 나는 이것을 최후의 수단으로만 사용할 것입니다.
플래시 컬럼 크로마토그래피보다 가격이 비쌉니다. 이것에 더 이상 추가할 필요가 없습니다. 일반 실리카겔은 항상 상업용 prep TLC 플레이트보다 저렴합니다. 그리고 그것들을 직접 만드는 것은 정말 시간이 많이 걸립니다.
이 모든 것을 말하면서, 분취 박막 크로마토그래피를 실행하는 방법에 대한 짧은 타임랩스 비디오를 남길 것입니다.
박막 크로마토그래피 데이터 보고
TLC는 간단하지만 널리 사용되는 기술입니다. 따라서 대부분의 보고서 및 저널에서 실험 절차에 대한 TLC 데이터에 대한 정보를 제공해야 합니다.
가장 최소한의 것은 각 화합물의 정제를 실행한 용매 혼합물을 명시하는 것입니다.
가장 좋은 방법은 특정 용매 혼합물에서 제품의 머무름 계수 (Rf)를 보고 하는 것입니다.
예를 들어, 벤즈알데히드를 만드는 절차를 보고합니다. 제품은 용리액으로 펜탄/디에틸 에테르 1:1을 사용하는 X 크로마토그래피 기술로 정제되었으며, 여기서 제품의 Rf는 0.75입니다.
박막 크로마토그래피를 위한 팁과 요령
TLC에 대한 몇 가지 트릭, 팁 및 랩 핵을 수집하여 마치겠습니다. 당신은 확실히 여기에서 유용한 것을 발견할 것입니다!
2D TLC: 화합물 안정성 확인
2차원 박막 크로마토그래피 또는 2D TLC를 통해 대학원 1학년을 마치고 실리카겔에서 정제하는 동안 잠재적으로 분해될 수 있는 많은 화합물을 처리해야 했습니다.
2차원 TLC를 실행하는 방법
정사각형 TLC 얻기 : TLC 판을 정사각형 모양으로 자르고 7×7 cm 정도가 적당합니다.
한 모서리에서 샘플 찾기 : 정사각형의 모서리 중 하나에서 샘플 솔루션을 찾아내고 두 경계에서 각각 약 0.5-1cm를 남겨둡니다.
플레이트를 한 방향으로 용출 : 화합물에 대해 대략 Rf가 0.5인 용리액을 사용하고 평소와 같이 플레이트를 한 방향으로 용출합니다.
접시를 다른 방향으로 용출 : 접시를 말리고 90도 회전시켜 모든 반점의 레인이 바닥에 오도록 합니다. 이 방향으로 다시 용출합니다.
결과 분석 : 실리카겔에서 안정한 화합물은 정사각형 판의 대각선 어딘가에 나타납니다. 대각선 아래에 나타나는 모든 화합물은 분해 중입니다.
용출 챔버용 샌드 베드
우리는 랩 핵 포스트 에서 TLC를 위한 이 샌드 베드를 다뤘 습니다.
elution 챔버에 플레이트를 수직으로 세워두는 데 문제가 있는 경우, 동일한 용리액에서 동시에 많은 플레이트를 실행하려는 경우… 충분히 큰 챔버를 확보하고 바닥에 바다 모래로 침대를 만드십시오(약 2 cm이면 충분합니다)
그런 다음, 용리액을 바다 모래 위의 약간 덮인 챔버에 넣고 필요한 모든 TLC를 모래 위에 붙입니다! 그들은 떨어지지 않으며 서로 평행하게 많은 것을 용리 할 수 있습니다.
자주 묻는 질문(FAQ)
TLC 플레이트를 맨 끝까지 전개합니까?
아니요. 접시를 뽑으면 얼룩이 넓어지고 분리가 더 나빠집니다. 또한 혼합물의 가장 극성인 성분은 상단으로 용리하면 “사라질” 수 있습니다.
TLC의 큰 부분을 어떻게 수정합니까?
TLC 플레이트에 과부하가 걸리면 거대한 반점이 나타납니다. 발견하기 전에 샘플을 더 희석하십시오.
화합물이 실리카겔에서 안정적인지 어떻게 알 수 있습니까?
일부 화합물은 TLC 플레이트 또는 컬럼에서 실리카겔을 통과할 때 분해될 수 있습니다. 화합물이 안정적인지 여부는 2D 박층 크로마토그래피를 사용하여 알 수 있습니다(위 참조).
플레이트 바닥에서 TLC 샘플을 발견해야 합니까?
아니요, 항상 TLC 챔버의 용리액 수준보다 약간 높은 샘플을 발견해야 합니다. 그렇지 않으면 반점이 희석되고 분리가 악화됩니다.
극도로 극성인 화합물을 어떻게 TLC합니까?
일반적인 용매 조합을 사용하는 동안 화합물이 기준선에 머무르는 경우 DCM/MeOH와 같은 극성이 더 높은 화합물로 이동하거나 역상 TLC를 사용하십시오.
반응이 TLC에 의해 완료되었는지 어떻게 알 수 있습니까?
TLC에서 출발 물질과 반응 혼합물을 모두 찾아냅니다. 또한, 출발 물질과 반응(공동 스팟)을 모두 사용하여 추가 스팟을 만듭니다. 반응이 끝나면 두 화합물의 Rf가 동일하더라도 co-spot에서 두 개의 다른 점(눈사람 모양)을 볼 수 있습니다.
박층 크로마토그래피를 어떻게 보고합니까?
가장 중요한 것은 사용한 모든 화합물의 특정 용리액 조합에서 머무름 계수(Rf)를 보고하는 것입니다. 또는 실험실 보고서에 TLC를 그릴 수 있습니다.
TLC의 유지 계수는 어떻게 계산합니까?
머무름 계수는 용리액 전면이 이동한 총 거리에 대해 화합물이 실리카 판을 통해 이동하는 거리입니다. Rf = (기준선에서 화합물 이동 거리)/(기준선에서 용리액 전면의 거리).
박층 크로마토그래피에 어떤 용매를 사용합니까?
TLC의 일반적인 용리액은 비극성 용매(일반적으로 헥산 또는 펜탄)와 극성 용매(디클로로메탄, 디에틸 에테르 또는 에틸 아세테이트)의 혼합물입니다.
마무리 및 결론
이 포괄적인 가이드가 이 멋진 기술을 마스터하는 데 도움이 되기를 바랍니다.
또한 다음에서 그녀의 이미지 중 일부를 빌려준 Lisa Nichols에게 감사드립니다. Organic Chemistry Laboratory Techniques, Nichols, 2017.
요약하자면, 합성 화학을 처음 접하거나 경험이 풍부한 연구원이든 상관없이, 우리는 당신이 그로부터 무언가를 배웠기를 바랍니다!
또한 귀하의 의견을 듣고 피드백과 질문을 읽고 싶습니다 !
그러니 댓글 섹션으로 가서 원하는 것을 물어보세요. 어리석은 질문은 없다는 것을 기억하십시오.
가이드를 더 개선하기 위한 모든 비판과 제안은 높이 평가될 것입니다. 무언가가 누락되었거나 잘 설명되지 않았다고 생각되면 이동하십시오.