Cтраница 2
Во-вторых, повышение температуры вызывает изменение коэффициента распределения Kd как следствие изменения размеров макромолекул в растворе и пор в набухающих гелях, а так же энергии взаимодействия звеньев макромолекул с матрицей сорбента. Увеличение размеров в плохом и уменьшение размеров макромолекул в хорошем растворителе с повышением температуры неоднократно наблюдалось экспериментально. [16]
Малые его значения ( Kd C 1) показывают, что поровое пространство сорбента либо почти недоступно для макромолекул ( например, из-за малого размера пор или термодинамической несовместимости данных макромолекул с матрицей сорбента), либо оно само по себе невелико. В этом случае макромолекулы проводят в неподвижной фазе незначительную часть времени по сравнению со всем временем их пребывания в хроматографической системе. Поэтому при малых значениях Kd естественно ожидать, что кинетика хроматографического процесса лимитируется внешнедиффузионной стадией. С возрастанием Kd роль этой стадии начинает уменьшаться, а внутридиффузионной увеличиваться. При значениях Kd 1 стадия внутренней диффузии становится лимитирующей. [17]
Чем менее жесткой является структура матрицы, тем больше набухает ионит при контакте с растворителем, молекулы которого проникают вглубь ионита, обеспечивая возможность протекания ионообмена во всем объеме частицы сорбента. Изменяя пространственную структуру и жесткость матрицы сорбента, можно создавать своеобразные молекулярные сита, доступные или не доступные для обмена ионов в зависимости от ионных радиусов последних. Строение матрицы определяет также скорость ионообмена, химическую и термическую устойчивость ионита. [18]
Однако хелатообразующие иониты, получаемые внедрением лиганда в полистирольный каркас в процессе синтеза наряду с повышенной селективностью обладают рядом недостатков, создающих трудности для их применения: сложность синтеза, высокая стоимость, невозможность регенерации - фиксированный лиганд невозможно вытеснить и заменить другим. Эти проблемы более просто решаются использованием модифицированных ионитов, в которых лиганд присоединяется к матрице сорбента стандартного типа путем ионного обмена или сорбции, и, следовательно, легко может быть введен в обменник и удален из него. Именно поэтому модифицированные органическими реагентами аниониты, обладающие высокой селективностью хелатообразующих ионитов с прптштт. ХРЛПТТШМИ группами, на мин т нес полое широкое применение в аналитической практике. [19]
Возможны ионообменный, ион-парный и обращешю-фазовый вариант лигандообмешюй хроматографии. Один из них предусматривает ковадсн пюс связывание оптически активного агента, чаще всего аминокислоты, с матрицей сорбента. В хроматографическую систему подают подвижную фазу, содержащую ионы металла-ком-гшсксообразователя. Эти ионы связываются с оптически активным сорбентом. Модифицированный таким образом сорбент может образовывать диастереомсрные хелатные комплексы. Например, если к сорбенту привита Ь - аминокислота, он может с рацемическим сор-батом образовывать Ь Ь - и ЬД) - комплсксы. Устойчивость этих комплексов различна, в результате этого параметры удерживания энан-тиомеров не одинаковы. В другом варианте лигандообмснной хроматографии нсполярный сорбент динамически модифицируется гидрофобным производным оптически активной аминокислоты, затем на нем фиксируется ион металла-комплекеообразователя и при хроматографировании энантиомеров реализуется лигандооб-менный процесс. [20]
Действительно, структура ИК-спектра однозначно определяется строением ионита, в ней отражаются изменения, происходящие с функциональными группами и матрицей сорбентов. Метод инфракрасной спектроскопии может использоваться для контроля чистоты ионитов. Так, например, в спектрах товарных ионитов АВ-16г и ЭДЭ-10п найдены четкие, резкие максимумы, относящиеся к непрореагировавшим мономерам [23, 24], что указывает на присутствие в смолах продуктов неполной поликонденсации. [21]
Большие различия значений фактора разделения а ( 10 %) для двух гидрофобных соединений, например, антрацена и нафталина, указывают на различия привитой фазы. Большие различия селективности для гидрофобного и полярного веществ основной природы ( например, толуола и димстиланилина) указывают на различие свойств матрицы сорбента. [22]
В заключение следует сказать, что полученные виды кривых распределения отражают внутреннее строение матрицы сорбента по отношению к данному ряду ионов при выбранных условиях эксперимента. Очевидно, что при изменении условий или использовании другого гомологического ряда ионов, имеющих, например, большую энергию взаимодействия с матрицей сорбента, абсолютные значения пор могут измениться. Однако это будет справедливо для всех пор одновременно и приведет лишь к смещению кривых, но не к изменению их формы. [23]
Немаловажную роль в ГПХ играет выбор растворителя. При использовании УФ-фотометра необходимо, чтобы растворитель был прозрачен для УФ-излучения, а при употреблении рефрактометра растворитель должен иметь низкий показатель преломления. Растворитель не должен допускать адсорбционного взаимодействия элюируемых макромолекул с матрицей сорбента. [24]
Лигандообменная хроматография, впервые предложенная В. А. Даванковым [21, 107], также обычно основана на динамическом модифицировании. В настоящее время она является наиболее селективным средством разделения оптических изомеров. Возможны три варианта модификации в ли-гандообменных системах. Один из них предусматривает кова-лентное связывание оптически активного агента, чаще всего аминокислоты, с матрицей сорбента. В систему с подвижной фазой вводят ионы металла-комплексообразователя, связывающиеся с оптически активным сорбентом. Металл выбирают таким образом, чтобы после связывания с сорбатом оставались еще две вакантные позиции для связывания с ионами сорбатов. В зависимости от конфигурации сорбатов при этом возможно образование двух диастереомерных комплексов. Например, если сорбент содержит L-аминокислоту, он может с рацемическим сорбатом образовать L L - и ЦО-комплексы. Поскольку устойчивость этих комплексов различна, средняя скорость миграции энантиомеров тоже различна. [25]
При использовании ТГФ из-за взаимодействия концевых гидроксильных групп полиэтиленоксидов с матрицей сорбента Kd увеличивается. При этом молекулярио-ситовой и адсорбционные эффекты действуют в одном направлении, повышая эффективность разделения олигомеров по молекулярной массе. Дополнительные адсорбционные взаимодействия могут играть главную роль в разделении молекул на сефадексе LH-20. Например, при разделении алифатических спиртов в воде вследствие гидрофобного взаимодействия углеводородной части спиртовой молекулы с матрицей сорбента Kd увеличивается с повышением молекулярной массы спирта. [26]
Механизм разделения схематично приведен на рис. 1.23. и в упрощенном виде может быть описан как отторжение ионов анио-но - или катионообменными сорбентами и удерживание соединений в молекулярной форме за счет совокупности полярных и гидрофобных взаимодействий. Слой сорбента можно условно разделить на три части: I - твердая матрица катиопообменного сорбента с анионогенными функциональными 1 руинами на поверхности, П - жидкости ( молекул воды), находящейся внутри пор сорбента и образующей стационарный гидрофильный щит, Ш - подвижной фазы, мигрирующей между частицами сорбента. Анионогенные группы на поверхности сорбента действуют как полупроницаемая доннановская мембрана между стационарной ( П) и подвижной ( Ш) жидкими фазами. Отрицательно заряженные компоненты не достигают стационарной подвижной фазы II, так как отталкиваются одноименно заряженными функциональными группами и покидают колонку с мертвым ( свободным) объемом. Компоненты в молекулярном виде не отторгаются катионообмснным сорбентом и распределяются между стационарной ( П) и подвижной ( III) жидкими фазами. Различие степени удерживания неионных компонентов смеси продиктовано совокупностью полярных взаимодействий неионных компонентов смеси с функциональными группами ка-гионообменного сорбента и гидрофобных взаимодействий неионных компонентов смеси с неполярной матрицей сорбента. [27]