羅什奈德1959年提出的相對極性可以對高效氣相色譜儀固定液的極性進(jìn)行評價(jià),但由于苯和環(huán)己烷“物質(zhì)對”主要反映的是分子之間的誘導(dǎo)力,按相對極性分類不能反映出固定液和樣品分子之間的全部作用力,在表達(dá)固定液性質(zhì)上不夠完善。
考慮到固定液與樣品分子之間相互作用的復(fù)雜性(靜電力、誘導(dǎo)力、色散力和氫鍵作用力等),1966年他作了進(jìn)一步改進(jìn),采用五種性質(zhì)不同的化合物作為代表物質(zhì),用其保留指數(shù)的差值來計(jì)算固定液的相對極性。
一、測定方法:
羅氏常數(shù)的測定是以保留指數(shù)(以正構(gòu)烷烴的碳數(shù)乘以100定為其保留指數(shù),現(xiàn)已擴(kuò)展到非正構(gòu)烷烴有機(jī)物)的測定為基礎(chǔ),規(guī)定任一物質(zhì)在待測固定液和非極性固定液上保留指數(shù)的差值△I為待測固定液相對極性大小的量度。即:
△I = Ip-Is
式中:Ip為某物質(zhì)在待測固定液上的保留指數(shù),Is為某物質(zhì)在非極性固定液(通常選用角鯊?fù)椋┥系谋A糁笖?shù)。
為了全面表示固定液的分離特性,選用了苯(電子給予體)、乙醇(質(zhì)子給予體)、甲乙酮(定向偶極力)、硝基甲烷(電子接受體)和吡啶(質(zhì)子接受體)5種物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),在100℃柱溫下分別測定它們在待測固定液和角鯊?fù)橹g的△I值,然后將各△I值相加,即得到表示某待測固定液特征的表達(dá)式:
△I = aX + bY + cZ + dU + eS
式中:a、b、c、d和e為組分常數(shù),分別表示組分的各種作用力的極性因子。X、Y、Z、U和S為固定液常數(shù),分別表示某待測固定液的各種作用力的極性因子。
規(guī)定:當(dāng)a = 100時(shí),b、c、d和e均為0;當(dāng)b = 100時(shí),a、c、d和e也均為0,余類推。測定各標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的△I值后除以100,即求得X、Y、Z、U和S值,稱為固定液極性的羅氏常數(shù)。羅氏常數(shù)越大,固定液的極性越強(qiáng)。
羅氏常數(shù)現(xiàn)在已不常用。
二、固定液和組分分子間作用力與羅氏常數(shù)的關(guān)系:
1、X:
(1)相互作用力:分子間作用力。
(2)組分及官能團(tuán):芳烴和烯烴。
2、Y:
(1)相互作用力:吸電子力。
(2)組分及官能團(tuán):醇類、腈類、酸類、-CHCl2、-CHCl3、-CH2Cl和-NO2。
3、Z:
(1)相互作用力:推電子力。
(2)組分及官能團(tuán):酮類、醚類、醛類、-N(Me)2、酯類和環(huán)氧化合物。
4、U:
(1)相互作用力:復(fù)合作用力。
(2)組分及官能團(tuán):硝基甲烷。
5、S:
(1)相互作用力:復(fù)合作用力。
(2)組分及官能團(tuán):吡啶和二氧雜環(huán)己烷。
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