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干货|固相萃取篇01-了解PH、PKA

bencen

2019/02/06

固相萃取技术在食品分析行业应用十分广泛，他的操作方便，通过活化，平衡，保留，淋洗，洗脱等过程，实现复杂样品的分离，纯化和富集。因此，了解此技术的原理、技巧及注意事项，对实验员的日常工作有较大好处。但由于篇幅有限，只能分部分作介绍。
在了解固相萃取之前，我们应该知道一些概念。例如Ka，即酸的平衡常数。由于不同物质的Ka值数量级差别较大，通常人们更喜欢使用Ka值的负对数形式，pKa。我们可以将pKa理解为一种化合物的离子化能力。

而pH（氢离子浓度指数）与pKa是有一定的关系的。
① 当水溶液中布朗斯特酸（HA）浓度不是很低，而酸度也较弱的情况下：

此外，还有：

（通过上述式子，我们在满足的条件下，相互计算）

② 当环境pH等于某种化合物pKa时，溶液中的该化合物分子一半带电荷、另一半不带电荷。当pH值低于分子pKa值时，带阳离子基团的分子数增加，反之，阳离子基团的分子数减少。pH值高于分子pKa值时，带阴离子基团的分子数增加，反之，阴离子基团的分子数减少。具体见下图：
看到这里，大家可以把pH和pKa的关系结论记一下，在将来的固相萃取填料介绍，会详细说明，pH与pKa是如何影响我们的吸附和洗脱效果，我们将如何利用这两个数值，对我们的实验进行优化。

那么，pKa值应该怎么获得呢？
在此推荐两个化合物性质查询的数据库：www.chemspider.com及www.drugbank.ca。或者使用chemdraw画出相应化合物，再使用软件进行分析得出化合物的pKa值，再者，查询相关文献及书籍。如果均无法满足要求，则需要更加系统地学习相关知识，以相似化合物为基础推导待分析物的pKa了。以下介绍一些原则：
(1)酸pKa估算
酸性药物一般以含羧基的居多。
1.1当羧基与烷基连接时pKa一般在在4~5之间，如甲酸、乙酸和丙酸的pKa分别为3.8、4.7和4.8。
1.2当含有吸电子基团，酸性增强，pKa相应降低，可参考氯乙酸（pKa2.9），羟基乙酸（pKa3.8)初步估算。
1.3 当羧基与芳环连接时，pKa一般在3~6之间，可以苯甲酸（pKa4.2）为基准，根据苯环上取代的位置和取代基团进行估算。如水杨酸（邻羟基苯甲酸）pKa=3.0。

(2)碱pKa估算
碱性药物一般为脂肪胺、芳胺和含N杂环类化合物，对于羧酸盐类，可以运用其相应羧酸的pKa进行计算。
2.1 脂肪胺：pKa一般在9~11之间，如甲胺、乙胺、三乙胺pKa分别为10.6、10.8、11.1。
2.2 当含有吸电子基团，碱性降低，pKa相应降低，可以三乙醇胺（pKa=7.8）、乙二胺（pKa1=9.9）为参考。
2.3 芳胺：可以苯胺（pKa4.6）为基准，根据苯环上取代的位置和取代基团进行估算。如水杨酸（邻羟基苯甲酸）pKa=3.0。
2.4 N杂环：可以母核为基准，根据取代基团的性质和未知估算：

2.5脂肪胺类碱性较强，要完全抑制它们的质子化，pH需要达到11~13以上。
如果大家觉得有用，可以关注一下我

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symmacros

第1楼2019/02/08

应助达人

看不到图片？

0

bencen

第2楼2019/02/09

应助达人

现在可以了~微信太坑了
symmacros(jimzhu) 发表:看不到图片？

0

symmacros

第3楼2019/02/09

应助达人

谢谢楼主，非常清晰的图片。可能是微信出于保护吧，不让直接复制图片。

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