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在反相液相色谱(RPLC)中分离弱离解化合物时,为了保证样品有足够的保留,调节流动相pH以抑制解离是最常用的手段,一般在水相中加入缓冲盐、酸或碱作为离子抑制剂来抑制溶质的解离。在进行保留行为研究时,过去普遍采用含盐缓冲溶液来调节流动相的pH值。尽管以酸取代缓冲盐作离子抑制剂在实际工作中一直得到广泛的应用,但是到目前为止,尚无系统的保留行为与酸抑制剂之间关系规律性的研究。本文在前人理论和实践的基础上,系统地考察了以酸作为离子抑制剂时,弱离解酸性化合物在RPLC中的保留行为规律。
首先,选择了具有代表性的23种酚、苯二甲酸和酚酸类化合物。在甲醇-水二元流动相体系中,分别以乙酸和高氯酸作为离子抑制剂,通过调节流动相中有机调节剂的比例(CB为0.1~0.9),根据Snyder-Soczewinski方程外推得到不同pH(WWPH2.2~4.0)下各溶质在纯水相时的保留值(10gkw)。在实验pH条件下,由已掌握的准确可靠的溶质的正辛醇/水分配系数(Kow)和各级离解常数(pKa)计算各溶质的表观正辛醇/水分配系数(Kow”)值,以校正溶质的Kow。由此可得到logKow”和logkw二者线性相关,并且二者的相关系数r总体上优于logKow-logkw。本文以前阶段研究的“以酸作为离子抑制剂时二元流动相下,一元弱酸性化合物在RPLC中的保留行为规律”为基础,拓展了研究范围,建立了带有相同和不同离解基团的多次离解的弱酸性化合物(酚类、苯二甲酸和酚酸)的logKow”-logkw线性相关性。
其次,讨论了各种酸在作为离子抑制剂时的特点。与不同种类的缓冲溶液一样,不同种类的酸或碱,即使调节相同的pH,作为离子抑制剂时所表现出来的性质和作用却大相径庭。我们在前期工作中发现,以高氯酸为离子抑制剂,邻苯二甲酸、3-硝基邻苯二甲酸和4-硝基邻苯二甲酸的保留值均会随pH值的下降而单方向增加,而以乙酸为抑制剂时,保留值随pH值的下降先增加,而后又会减小,这个现象说明乙酸同时具有离子抑制剂和有机调节剂两种作用。本文对带有相同和不同离解基团的多次离解的酸性化合物进行了系统实验,发现此规律普遍存在于弱酸性化合物中,证实了此前的推测。
最后,基于前阶段一元弱酸性化合物和本阶段多元弱酸性化合物的实验结果,结合该色谱模式的特点,建立了弱离解酸性化合物在二元流动相体系中分子结构与色谱保留行为定量关系(QSRR)的半经验公式,并讨论了该方程的应用:一方面从logKow”预测溶质保留行为,并通过实验验证了该预测方法的正确性和准确度;另一方面由溶质的色谱保留行为测定其热力学参数Kow”和Kow,验证了所研究的弱离解酸性化合物的文献Kow值。