2.3.1 Tanaka实验

Tanaka实验常用于评估反相色谱的疏水性、形状选择性(区分平面和非平面溶质的能力)和硅羟基活性 ^{[ 21 , 22 ]} 。实验对比结果如 图6 所示,分离色谱图如 图7 所示,戊苯在色谱柱上的保留因子( k _{n -pentylbenzene} , k _PB )取决于固定相中碳含量或配体键合密度,CBS柱的 k _PB 值(3.43)小于C ₁₈ 柱(13.18),表明CBS固定相的表面碳覆盖率少于C ₁₈ 。戊基苯与丁基苯的保留因子之比( α C H 2 = k _{n -pentylbenzene} / k _{n -butylbenzene} ),称为疏水选择性,通常用于评估色谱柱分离相差一个亚甲基的烷基苯的能力。CBS柱的 α C H 2 值(1.42)小于C ₁₈ 柱(1.63),这可能是腰果酚键合量较低所致。通过苯并菲与邻三联苯保留因子的比值( α _T/O = k _triphenylene / k _{o -terphenyl} )来评价色谱柱的形状选择性,CBS柱的 α _T/O 值(2.99)大于C ₁₈ 柱(1.44),这表明CBS柱对相对分子质量和大小相似的平面型与非平面型的分析物具有较好的分离性能 ^{[ 23 ]} 。这也为我们的应用提供了一个新的思路,即可将其用于分析分离具有不同空间构型的化合物。通过咖啡因和苯酚保留因子的比值来评价固定相的氢键作用( α _C/P = k _caffeine / k _phenol )。CBS柱的 α _C/P 值(1.00)高于C ₁₈ 柱(0.52),表明固定相对咖啡因具有更强的保留能力,这是由于KH-560偶联剂开环反应时形成的羟基能与咖啡因之间形成氢键作用。戊基苯和邻三联苯的保留因子之比用来评价固定相对芳香族化合物的选择性( α _PB/O = k _{n -pentylbenzene} / k _{o -terphenyl} ) ^{[ 24 ]} , C ₁₈ 柱的 α _PB/O 值(1.12)大于CBS柱(0.57),且C ₁₈ 柱的 α _PB/O 值大于1,表明在C ₁₈ 柱上邻三联苯在戊基苯之前被洗脱出来。相反CBS柱的 α _PB/O <1,表明具有更多芳环结构的邻三联苯在CBS柱上的保留能力更强,这主要是由于腰果酚中所带的苯环与溶质中的苯环结构具有 π-π 相互作用,从而增强了色谱柱对溶质的保留能力 ^{[ 25 ]} 。利用苯胺和苯酚的保留因子之比( α _B/P = k _benzenamine / k _phenol ),来评估固定相表面硅羟基活性。尽管CBS固定相的表面键合量较低,并且引入了羟基,但CBS柱的 α _B/P 值(0.54)小于C ₁₈ 柱(1.32)。这主要是由于CBS固定相除疏水作用外还具有氢键作用和 π-π 作用,从而增强了固定相对苯酚的保留作用,此外配体的空间位阻也会对硅羟基活性起到屏蔽作用 ^{[ 24 , 26 ]} ,因此CBS固定相的 α _B/P 值较小。

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图6

CBS柱与C ₁₈ 柱的Tanaka参数雷达图

Radar plots of the Tanaka parameters of CBS and C ₁₈ columns

k _PB : retention factor of n -pentylbenzene, k _{n -pentylbenzene} , used to evaluate the carbon content or density of ligands in the stationary phases; α C H 2 : k _{n -pentylbenzene} , used to evaluate the hydrophobicity of the stationary phase; α _T/O : k _triphenylene / k _{o -terphenyl} , used to evaluate the shape selectivity of the stationary phase; α _C/P : k _caffeine / k _phenol , used to evaluate the hydrogen-bonding interaction of the stationary phase; α _B/P : k _benzenamine / k _phenol , used to evaluate the apparent silanol activity of the stationary phase; α _PB/O : k _{n -pentylbenzene} / k _{o -terphenyl} , used to describes the aromatic selectivity of the stationary phase.

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图7

CBS柱与C ₁₈ 柱的Tanaka色谱图

Chromatograms of Tanaka standard test mixture on CBS and C ₁₈ columns

Mobile phase: methanol/water (75∶25, v/v); flow rate: 1.0 mL/min.

Tanaka standard test mixture: 1. uracil; 2. benzenamine; 3. phenol; 4. caffeine; 5. n -butylbenzene; 6. n -pentylbenzene; 7. o -terphenyl; 8. triphenylene.