Твердожидкостная колоночная хроматография

Наибольшее развитие получили два варианта твердожидкостной хрома­тографии: хроматографирование на полярном сорбенте с использованием неполярного элюента (вариант прямой фазы) и хроматография на неполяр­ном сорбенте с использованием полярного элюента - так называемая обращенно-фазовая ВЖХ.

В первом варианте основным механизмом, обеспечивающим удержание и селективность, является образование специфических связей, преимущест­венно Н-связей, разделяемых веществ с НФ и неспецифических с ПФ. Способность активных частей молекул к взаимодействию с адсорбционными центрами поверхности НФ во многом зависит от пространственной конфи­гурации молекулы. Следствием этого является возможность хроматографи­ческого разделения изомеров. Увеличение в молекуле количества функци­ональных групп, способных к образованию водородных связей, приводит к увеличению удерживания таких веществ. При удлинении алкильной цепи удерживание может уменьшаться, так как специфические взаимодействия вещество - адсорбент остаются примерно одинаковыми, однако возрастает вклад неспецифических взаимодействий элюент - вещество.

Выбор элюента при разделении не менее важен, чем выбор адсорбента. В зависимости от свойств элюента на данном адсор­бенте вещество может удерживаться требуемое время или не удерживаться совсем. В адсорбционной хроматографии молекулы элюента конкурируют с молекулами вещества за возможность связаться с активной поверхностью НФ. Чем прочнее связь элюента с адсорбентом, тем эффективнее он вытесняет другие молекулы, уменьшая время их удерживания.

Подвижные фазы в ЖКХ различают по их элюирующей способности. На полярных сорбентах элюирующая сила тем больше, чем полярнее раствори­тель, т. е. чем больше диэлектрическая проницаемость растворителя. В порядке возрастания элюирующей силы чаще всего используют насыщенные углеводороды (гексан, гептан), четыреххлористый углерод, хлороформ, этанол, метанол, воду. Элюирующую силу можно изменять в необходимых пределах добавлением к растворителю с низкой элюирующей способностью более активного растворителя. В том случае, если к неполярному элюенту добавляется полярный, способность к образованию водородных связей (спирты, эфиры и др.), удерживание и селективность определяют­ся специфическими взаимодействиями вещество - адсорбент, вещество - элюент и элюент - адсорбент. Эту систему применяют для разделения полярных, сильно удерживаемых соединений.

Вещества, очень слабо (k << 1) или очень сильно (k >10) взаимо­действующие с полярным адсорбентом, разделить в условиях хроматогра­фии с прямой фазой затруднительно. Такие вещества с успехом могут хроматографироваться в условиях обращенно-фазовой хроматографии (Оф ВЖХ). В этом случае используют сорбенты с неполярной поверхностью. В качестве элюентов применяют воду и водно-органические смеси со спиртами, ацетонтрилом или тетрагидрофураном. Хроматографические сое­динения неспецифически взаимодействуют с гидрофобной НФ. Функциональные полярные группы ориентированы в элюент и способны к образовани­ю водородных связей с молекулами воды. Увеличение количества гидрофоб­ных радикалов способствует усилению взаимодействия молекулы с непо­лярным сорбентом и увеличению удерживания, поэтому в условиях Оф ВЖХ легко разделяются гомологи.

Увеличение количества функциональных полярных групп приводит к усилению взаимодействия вещества с ПФ и уменьшению удерживания. Состав элюента оказывает значительное влияние, как на удерживание, так и на селективность разделения соединений на неполярных сорбентах. При увеличении концентрации органического компонента в элюенте время удерживания уменьшается. Взаимодействие с полярной ПФ при переходе вещества от молекулярной к ионизированной форме резко возрастает, соответственно уменьшается время удерживания. Таким образом, различие в кислотно-основных свойствах соединений может быть основой для их разделения в условиях Оф ВЖХ, например, при изменении рН элюента.

При переходе от элюента к элюенту равновесие в условиях Оф ВЖХ устанавливается во много раз быстрее, чем в условиях полярных сорбентов и неводных ПФ. Это, а также удобство работы с водными и водно-спиртовыми элюентами, сделало Оф ВЖХ наиболее популярным мето­дом анализа.