WYKŁAD 3-4 16.03.18.

Prezentacja na temat: "WYKŁAD 3-4 16.03.18."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 3-4

2 Techniki chromatograficzne

3 Chromatografia Chromatografia to metoda rozdziału mieszanin związków oparta na różnicy współczynników podziału składników mieszaniny pomiędzy dwie fazy: Fazę stacjonarną (nieruchomą) Fazę ruchomą

4 Chromatograficzne metody rozdziału mieszanin związków
Chromatografia kolumnowa (fleszowa) (FC – Flash Chromatography) Chromatografia cienkowarstwowa (TLC - Thin Layer Chromatography)

5 Chromatografia kolumnowa (fleszowa)
Fazy stacjonarne: SiO2, Al2O3, celuloza, jonity Fazy ruchome: Rozpuszczalniki organiczne, roztwory buforowe, woda Zbiornik fazy ruchomej Szklana kolumna wypełniona granulowaną fazą stacjonarną Spiek szklany Probówki do zbierania eluatu

6 Chromatografia cienkowarstwowa
Faza stacjonarna umieszczona na płytce Faza ruchoma (ciecz) wędruje w górę płytki

7 Chromatografia cienkowarstwowa (wywoływanie chromatogramu)

8 Chromatografia cienkowarstwowa droga przebyta przez rozpuszczalnik
RF = droga przebyta przez substancję droga przebyta przez rozpuszczalnik RF to współczynnik podziału substancji pomiędzy fazę stacjonarną i ruchomą próbka wzorzec

9 Chromatograficzne metody analizy mieszanin związków
Chromatografia gazowa (GC, GLC) Chromatografia cieczowa (HPLC) GC lub HPLC sprzężona ze spektrometrią mas (GC-MS, LC-MS)

10 Chromatograf gazowy gazy dozownik kolumna piec detektor
Filters/Traps Data system H RESET Regulators Syringe/Sampler Air Hydrogen Gas Carrier Inlets Detectors gazy dozownik kolumna piec detektor akwizycja danych Column

11 Chromatografy gazowe

12 Kolumny do chromatografii gazowej
Kolumna kapilarna Kolumna metalowa

13 Rodzaje kolumn do chromatografii gazowej

14 Jak działa chromatograf gazowy?

15 Chromatografia gazowa
gazowy Sample: mixture of volatile liquids (~1L) Gas Chromatogram B E C A Abundance D 5 10 15 20 Time (minutes)

16 Czas retencji

17 Identyfikacja nieznanego związku – analiza jakościowa

18 Analiza ilościowa mieszaniny

19 Chromatogram mieszaniny estrów metylowych kwasów tłuszczowych

20 Rozdzielczość pików w GC

21 Czynniki poprawiające rozdzielczość pików:
Wzrost długości kolumny Zmniejszenie średnicy kolumny Zmniejszenie szybkości przepływu gazu Zmniejszenie ilości próbki Dobór innej fazy stacjonarnej Zastosowanie programowanej temperatury

22 Chromatogramy gazowe

23 Chromatografia gazowa Zalety Wady
Doskonała rozdzielczość Krótki czas analizy Niewielka ilość próbki Dobre systemy detekcji Oznaczenia ilościowe Substancje muszą być lotne i trwałe przy temperaturze °C

24 Jakie składniki żywności można analizować metodą GC?
Substancje lotne i trwałe w temp C związki zapachowe, olejki eteryczne, lipidy, alkaloidy Lotne pochodne nielotnych lub nietrwałych termicznie związków polarnych estry kwasów tłuszczowych, pochodne aminokwasów, pochodne monosacharydów 23 marca 2018

25 Aparaty GC-MS

26 Na czym polega spektrometria mas?

27 Paraksantyna (metabolit kofeiny)
Spektrometria mas O C H 3 Spektrometer masowy H C C N 3 N C C H C C O N N H Paraksantyna (metabolit kofeiny) (~1 nanogram) Mass Spectrum 194 67 109 Abundance 55 82 42 94 136 165 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Mass (amu)

28 identyfikacji związku tym, czym odcisk linii papilarnych podczas
Widmo masowe jest dla identyfikacji związku tym, czym odcisk linii papilarnych podczas identyfikacji przestępcy C6H14 C6H12

29 Schemat chromatografu cieczowego
Elementy: Zbiornik fazy ruchomej Pompa Dozownik Kolumna Detektor Komputer

30 Chromatografy cieczowe

31 Elementy chromatografu cieczowego
kolumna dozownik

32 Jakie składniki żywności można analizować metodą HPLC?
Substancje polarne, nielotne, rozpuszczalne w wodzie (hydrofilowe), aminokwasy, peptydy, sacharydy, składniki mineralne, witaminy, pigmenty Substancje niepolarne, nierozpuszczalne w wodzie (lipofilowe) lipidy, kwasy tluszczowe, alkaloidy, witaminy Pochodne substancji lotnych lub nietrwałych

33 Chromatogram witamin rozpuszczalnych w wodzie
2. Pirydoksyna 1. Niacyna 3. Ryboflawina 4. Tiamina

34 Chromatogram mieszaniny 30 aminokwasów

35 Aparat LC-MS

36 Zastosowania HPLC w analizie żywności
Identyfikacja i oznaczenia ilościowe składników żywności, badanie zmian składu podczas przechowywania oraz w trakcie procesów technologicznych Weglowodany Nukleozydy Aminokwasy, peptydy, białka Aflatoksyny Witaminy Antyoksydanty Kwasy tłuszczowe, triacyloglicerole Zanieczyszczenia Lipidy Naturalne i syntetyczne barwniki

37 Spektroskopia w podczerwieni (IR)
Zakres promieniowania IR λ=2.5x10-4 cm x10-3 cm /// 2,5 - 25μm ν = [cm-1] (liczba falowa)

38 Jakie zmiany w czasteczkach organicznych następują po absorpcji promieniowania podczerwonego?
Drgania rozciagające Drgania zginające zmiana długości wiązań – drgania rozciągające zmiana kątów między wiązaniami – drgania zginające

39 Widmo IR Transmisja (%) Liczba falowa
Analiza widma IR pozwala potwierdzić lub wykluczyć obecność grup funkcyjnych w badanym związku

40 Charakterystyczne zakresy widma IR
cm zakres daktyloskopowy cm-1 wiązania C=C, C=O, C=N cm-1 wiązania C≡C, C≡N cm-1 wiązania C-H, N-H, O-H

41 cycloheksan cm-1 rozciągające cm-1 zginające cycloheksen cm-1 rozciągające cm-1 rozciągające cm-1 rozciągające cm-1 zginające benzen cm-1 rozciągające 1500 cm-1 rozciagające cm-1 zginające

42

43 =>

44 Stretching Vibrations
Analiza widm IR Typical Infrared Absorption Frequencies Stretching Vibrations Bending Vibrations Functional Class Range (cm-1) Intensity Assignment Alkanes str CH3, CH2 & CH 2 or 3 bands medmed CH2 & CH3 deformation CH3 deformation Alkenes Med. var =C-H & =CH2 (sharp) C=C (symmetry reduces intensity) C=C asymmetric stretch Str med =C-H & =CH2 (out-of-plane bending) cis-RCH=CHR Alkynes 3300 C-H (usually sharp) C≡C (symmetry reduces intensity) C-H deformation Arenes 3030 1600 & 1500 Var med-wk C-H C=C (in ring) (2 bands) (3 if conjugated) str-med C-H bending & ring puckering Alcohols & Phenols O-H (free), usually sharp O-H (H-bonded), C-O var-wk O-H bending (in-plane) O-H bend (out-of-plane)

45 Stretching Vibrations
Analiza widm IR Typical Infrared Absorption Frequencies Stretching Vibrations Bending Vibrations Functional Class Range (cm-1) Intensity Assignment Amines (dil. soln.) (dil. soln.) Wk med N-H (1°-amines) N-H (2°-amines) C-N Med. var NH2 sciss1°amines) NH2 & N-H wagging (shifts on H-bonding) Aldehydes, ketones (2 bands) 1690 1675 1745 1780 Med Str C-H (aldehyde C-H) C=O (sat. aldehyde) C=O (sat, ketone) aryl ketone α, β-unsaturation Cyclopentanone cyclobutanone 1100 str str med. α-CH3 bending α-CH2 bending  C-C-C bending Carboxylic Acids and Derivatives (acids) overlap C-H (acids) (acids) ( acyl halides) 1750 & 1820 (anhydrides) (esters) (amides) med-str str O-H (very broad) C=O (H-bonded) O-C (2-peaks) C=O C=O (2-bands) O-C O-C (2-bands) C=O (amide I band) C-O-H bending N-H (1¡-amide) II band N-H (2¡-amide) II band Nitriles C≡N (sharp)