Тонкослойная и бумажная хроматография

Эти типы хроматографии применяют для качественного анализа смесей веществ. Для бумажной хроматографии применяется специальная однородная по толщине и плотности бумага из чистой целлюлозы. Внизу бумаги чертится линия, на которую с помощью капилляра наносятся небольшие, менее 0,1 мл, порции анализируемого раствора и растворов заведомо известных соединений. После высыхания растворителя бумагу помещают с цилиндр, на дно которого налит растворитель, так, чтобы стартовая линия была выше уровня жидкости. Цилиндр сверху закрывают, чтобы в нем были насыщенные пары растворителя. За счет капиллярных сил растворитель поднимается вверх по бумаге и увлекает за собой компоненты смеси со стартовой линии. По совпадению расстояния, на которое переместились зоны стандартных образцов и компонентов исследуемой смеси судят о ее составе.

Для осуществления тонкослойной хроматографии на стеклянную или металлическую пластинку наносят тот или иной тонкодисперсный адсорбент слоем в ~0,5 мм и далее проводят анализ, как при бумажной хроматографии. Достоинство метода в том, что есть широкий выбор адсорбентов. Сейчас промышленно производятся стандартные пластинки для тонкослойной хроматографии с чрезвычайно однородными слоями адсорбентов – силикагеля (силуфол) и оксида алюминия (алуфол). Скорость перемещения индивидуальных соединений с определенным растворителем, движущимся за счет капиллярных сил, на таких пластинках определяется однозначно. Соответственно, появляется хроматографическая характеристика вещества R_f, которая равна отношению расстояния, на которое продвинулась зона растворителя к расстоянию, на которое переместился фронт растворителя.

Контрольные вопросы

1. На каких принципах основаны хроматографические способы разделения веществ?

2. Какие типы хроматографии Вы знаете?

3. Какие количества вещества можно анализировать хроматографическими методами?

4. Каковы принципы подбора адсорбентов и проявителей в жидкостной хроматографии?

5. В чем преимущества жидкостной адсорбционной хроматографии по сравнению с газо-жидкостной?

6. Что характеризует величина R_f?

2. Типы реакций и синтезы на их основе

2.1. НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ У АТОМА УГЛЕРОДА

2.1.1. Основные теоретические положения

Электроотрицательные группы, присоединенные к углероду, способны в определенных условиях замещаться на другие атомы и группы. В общем виде такие процессы могут быть представлены схемами (1, 2). На первой показан процесс замещения у sp³-гибридизо­ванного (насыщенного) атома углерода:

(1)

на второй – у карбонильного sp²-гибридизованного:

(2)

Уходящие группы X уносят с собой электронную пару, с помощью которой они были связаны с углеродом, поэтому они отщепляются, как правило, в виде анионов. Однако если в субстрате группа X была заряжена положительно (например, в протонированном спирте Н₂О^–R), то она отщепляется в виде нейтральной молекулы (H₂O).

Частицы, обладающие подвижной парой электронов и способные атаковать положительно заряженный атом углерода, замещая находящиеся у него электроотрицательные группы X, называются нуклеофилами.

Нуклеофильная частица Y обязательно должна иметь подвижную, обычно неподеленную, электронную пару, которая необходима для образования новой ковалентной связи C-Y.

Реакции нуклеофильного замещения обозначаются символами S_N (от английского nucleophilic substitution).

Нуклеофилами являются: Н₂О:, НО:^─, RÖH, RO:^─, RCOO:^─, H₂S:, HS:^─, :SHR, :NH₃, :NH₂R, :NHR₂, F:^─, Cl:^─, Br:^─, I:^─, :CN^─, :NO₂^─ и т. д.

Как следует из приведенного списка, нуклеофилы часто (хотя и не всегда) являются отрицательно заряженными частицами. Все нуклеофилы – основания, однако нуклеофильность частицы и ее основность – не одно и то же. Под нуклеофильностью понимается способность взаимодействовать с положительно заряженным атомом углерода, а под основностью – с протоном. Поэтому увеличение нуклеофильности далеко не всегда сопровождается ростом основности. Так, бромид-анион Br^─ по своему нуклеофильному действию почти равноценен OH^─, но является по сравнению с ним несравнимо более слабым основанием.