【揭秘】液相色譜：甲醇和乙腈什么時(shí)候該用？

乙腈特性：

乙腈，常溫常壓下為無(wú)色透明液體，極易揮發(fā)，有優(yōu)良的溶劑性能，能溶解多種有機、無(wú)機和氣體物質(zhì)，與水和醇無(wú)限互溶，有類(lèi)似于醚的特殊氣味。

乙腈雖然包“溶”性強，但是也是有脾氣的，很危險。乙腈為有毒品，具有燃燒、爆炸性質(zhì)，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，因其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源引著(zhù)回燃。同時(shí)，乙腈可經(jīng)呼吸道和皮膚黏膜被吸收進(jìn)人體，其致死量為5mL，所以使用人員需做好防護。

乙腈是一種極性的不可電離非質(zhì)子酸，由于存在由于存在C≡N，它可以帶來(lái)π-π相互作用，又因為氮原子具有高電負性，它可以作為氫鍵的受體與另一分子形成氫鍵。

甲醇特性：

甲醇，是一種無(wú)色透明、易燃、有毒的高揮發(fā)液體。結構為最簡(jiǎn)單的飽和一元醇，純品略帶乙醇氣味，粗品刺鼻難聞，能無(wú)限地溶于水或酒精中。甲醇最早從干餾木材的蒸出液中分離得到，故又稱(chēng)“木醇”或“木酒精”。

甲醇有毒，中毒的潛伏期一般介于12-24小時(shí)。致死劑量為30ml，5～10ml為嚴重中毒，10ml以上可引起失明，可經(jīng)人體皮膚、呼吸道、胃腸道吸收中毒，所以操作使用時(shí)需注意。

甲醇是一種極性的可電離質(zhì)子酸，它可以和另一個(gè)分子相互作用形成氫鍵。

截止波長(cháng)：

當使用甲醇或乙腈配制流動(dòng)相，了解它們的紫外截止波長(cháng)對于選擇樣品的檢測波長(cháng)是非常重要的。如果樣品的檢測波長(cháng)低于溶劑的紫外吸收截止波長(cháng)時(shí)，往往會(huì )產(chǎn)生很大干擾，通常體現在基線(xiàn)有很?chē)乐氐拿?，梯度運行的時(shí)候基線(xiàn)漂移得更嚴重，還會(huì )影響方法的檢測限和靈敏度。乙腈與甲醇相比，它的截止波長(cháng)更低，約為190nm，而甲醇約為210nm，這意味著(zhù)使用乙腈時(shí)可以在190nm的低波長(cháng)下進(jìn)行樣品檢測，但使用甲醇作為有機溶劑，可能無(wú)法使用低于210nm的波長(cháng)，因為此時(shí)會(huì )產(chǎn)生噪音干擾基線(xiàn)。

經(jīng)濟成本：

另一個(gè)重要因素是甲醇和乙腈的經(jīng)濟成本。乙腈價(jià)格高于甲醇，因此當有可能使用甲醇代替乙腈時(shí)，可以使用甲醇以節省實(shí)驗室成本。

HPLC系統一般能承受的背壓約為4000psi，超過(guò)這個(gè)數值泵就無(wú)法工作。因此，應優(yōu)先選擇產(chǎn)生最小背壓的流動(dòng)相。

有機溶劑和背壓之間存在怎樣的關(guān)系呢？在上圖中，使用色譜柱：ODS（150mm×4.6mm，5μm），流  速：1.0ml/min，比較了乙腈與水和甲醇與水混合物在不同條件的壓力。由于較高的溫度導致溶劑的粘度降低，壓力也趨向降低。將柱溫設置在25~40℃之間進(jìn)行比較，我們可以看到甲醇的壓力更高。因此，將流動(dòng)相中的乙腈替換為甲醇時(shí)，需要重新評估儀器系統和色譜柱的耐壓能力。

流動(dòng)相中有機相的選擇，首先考慮的是溶劑的強度和極性。溶劑的強度決定著(zhù)化合物洗脫需要有機溶劑的量，在反相色譜中，溶劑的強度越大，洗脫能力越強，所需的量則越少。常用的幾種有機溶劑的溶劑強度分別為：甲醇2.64，乙腈3.12，四氫呋喃4.4，從數值來(lái)看，在反相色譜中這幾種有機溶劑的洗脫能力排列如下：甲醇<乙腈<四氫呋喃，具體對應起來(lái)如下圖所示：

從上圖中可知，若某一化合物能夠在20%乙腈水的條件下洗脫下來(lái)，如果將乙腈換成甲醇，則需約28%甲醇水才能洗脫，而換成四氫呋喃，則僅需15%的四氫呋喃就能洗脫。(注：上述只是理論上的數據，在實(shí)際實(shí)驗中，如果需達到相似的保留，將乙腈更換成甲醇，我們建議在上圖的基礎上，額外增加10%甲醇；而將乙腈更換成四氫呋喃時(shí)，則需減少5%四氫呋喃。)

乙腈和甲醇在分離的選擇性上不同。如圖中所示，苯酚和苯甲酸的洗脫順序改變(但水比例高時(shí)，用乙腈，也是苯酚先洗脫)。這是由于有機溶劑分子的化學(xué)性質(zhì)(甲醇是質(zhì)子性溶劑，乙腈是非質(zhì)子性溶劑)不同所致。

因此，在用乙腈類(lèi)不能獲得分離的選擇性時(shí)，就用甲醇試一試。