薬品分析学３ 第１回：概論・液体クロマトグラフィー1

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1 薬品分析学３ 第１回：概論・液体クロマトグラフィー1
導入・液クロ1 2017/3/9 薬品分析学３ 第１回：概論・液体クロマトグラフィー1

2 薬品分析学３の教科書・参考書 教科書 「パートナー分析化学Ⅰ改訂第2版」、南江堂（2012）（昨年度使用）
導入・液クロ1 2017/3/9 教科書 「パートナー分析化学Ⅰ改訂第2版」、南江堂（2012）（昨年度使用） 「パートナー分析化学Ⅱ改訂第2版」、南江堂（2012）（要購入） 古い教科書を先輩から貰った、再履修している等の人は、旧版で構いません。 参考書 「機器による医薬品分析」 山川浩司、鈴木真言編、講談社サイエンティフィック（1994） 読み物 「分離の科学　ハイテクを支えるセパレーション・サイエンス」 上野景平著、講談社ブルーバックス（1988）

3 授業の進め方 PowerPointスライドと板書の併用 講義の試験を受けるために2/3以上の出席が必要 出席をとります。
導入・液クロ1 2017/3/9 PowerPointスライドと板書の併用 講義の試験を受けるために2/3以上の出席が必要 　出席をとります。 講義の終わりに復習のための宿題を出します。 （国家試験等の問題を元にした問題） 評価法 試験の成績で評価します。 演習問題を中心に(約60%)試験問題を出します。

4 目的と概要 薬学における分析化学は、医薬の創製と薬効、体内動 態解析などの創薬科学のみならず、生命科学の基礎学 問である。
導入・液クロ1 目的と概要 2017/3/9 薬学における分析化学は、医薬の創製と薬効、体内動 態解析などの創薬科学のみならず、生命科学の基礎学 問である。 本講では、医薬品の分析に不可欠な、各種クロマトグラ フィーの基本的知識とその利用を中心に理解することを 目的とする。

5 学習の到達目標 クロマトグラフィー：分離メカニズム
導入・液クロ1 学習の到達目標 2017/3/9 クロマトグラフィー：分離メカニズム 「この表に書かれている内容が理解できる（説明できる）ようになること」がこの講義の主要目的です（この表の理解できればこの講義の70%を理解したことになる）。

6 学習の到達目標 分離法の原理を説明できる。 各種分離法を例を挙げ、それぞれの方法論を説明できる。
導入・液クロ1 学習の到達目標 2017/3/9 分離法の原理を説明できる。 各種分離法を例を挙げ、それぞれの方法論を説明できる。 化合物ごとの適切な分離法を選択し、その理由を説明できる。 各種クロマトグラフィーの種類、それぞれの特徴と分離機構、用いら れる代表的な検出法を説明できる。 クロマトグラフィーによる定量法について習得する。 クロマトグラムに基づき、カラムの性能／性質を数値化して説明でき る。 電気泳動の原理を説明できる。

7 生物活性天然物を生物から単離するには？ 生物の中には 塩や蛋白質、脂質、糖類が大量に存在 一方、生物活性天然物は微量
導入・液クロ1 生物活性天然物を生物から単離するには？ 2017/3/9 7 生物の中には 塩や蛋白質、脂質、糖類が大量に存在 一方、生物活性天然物は微量 特定の蛋白質を単離する場合、数万種類の蛋白質からたった１つの蛋白質を単離する必要あり イメージ的には、シチューの中の微量成分の単離

8 生物活性天然物を生物から単離するには？ イメージ的には、シチューの中の微量成分の単離 では、どうやって特定の物質のみを単離するか？
導入・液クロ1 生物活性天然物を生物から単離するには？ 2017/3/9 8 イメージ的には、シチューの中の微量成分の単離 では、どうやって特定の物質のみを単離するか？ そこで登場するのが「クロマトグラフィー」 クロマトグラフィー：単離精製法の一種 その他の単離精製法：再結晶、昇華、蒸留、分液、遠心分離、ろ過、分子ふるい等

9 クロマトグラフィー 語源 Chroma (色) ＋ graphy (図) → Chromatography 用語（言葉の定義）
導入・液クロ1 クロマトグラフィー 2017/3/9 9 語源 Chroma (色) ＋ graphy (図) → Chromatography 用語（言葉の定義） Chromatography → 分析法 Chromatograph → 分析装置 Chromatogram → 溶出曲線 局方：　（昔）クロマトグラフ法 　　　→（今）クロマトフラフィー

10 クロマトグラフィー：何が出来る？ 目的 混合物を各化合物ごとに分離する 混ざり物 クロマトグラフィー 分画1 分画2 分画3 分画4
導入・液クロ1 クロマトグラフィー：何が出来る？ 2017/3/9 10 目的 混合物を各化合物ごとに分離する 混ざり物 クロマトグラフィー 分画1 分画2 分画3 分画4 fraction 1 fraction 2 fraction 3 fraction 4 混ざり物 → 分画（選り分けた物）

11 クロマトグラフィー：何が出来る？ クロマトグラフィーの目的 混合物を各化合物ごとに分離する手法の一つ クロマトグラフィーの応用
導入・液クロ1 クロマトグラフィー：何が出来る？ 2017/3/9 11 クロマトグラフィーの目的 混合物を各化合物ごとに分離する手法の一つ クロマトグラフィーの応用 天然資源からの抽出物の分画 (混合物の分離) 合成品の精製 (不純物との分離) 単離化合物の純度試験(検定) 分析対象化合物の定量

12 クロマトグラフィー：原理＆構成 カラム 化合物（混合物） 溶媒（移動相） 溶媒 充填剤 粒子 （固定相） カラム 充填剤 化合物ごとに吸着
導入・液クロ1 クロマトグラフィー：原理＆構成 2017/3/9 12 カラム 化合物（混合物） 同時注入 溶媒（移動相） 溶媒 充填剤 粒子 （固定相） 溶媒の流れ カラム 充填剤 固定（くっついたり） 溶離（離れたり） 化合物ごとに吸着 の強さが異なる フィルター 溶媒 カラムから出てくる時間が異なる

13 クロマトグラフィー：カラム カラム カラム 溶媒 溶媒 カラム 充填剤 カラム 充填剤 溶媒 フィルター フィルター 導入・液クロ1
2017/3/9 13 カラム カラム 溶媒 溶媒 カラム 充填剤 カラム 充填剤 フィルター 溶媒 フィルター

14 クロマトグラフィー：原理＆構成 カラム 化合物（混合物） 溶媒（移動相） 溶媒 充填剤 粒子 （固定相） カラム 充填剤 化合物ごとに吸着
導入・液クロ1 クロマトグラフィー：原理＆構成 2017/3/9 14 カラム 化合物（混合物） 同時注入 溶媒（移動相） 溶媒 充填剤 粒子 （固定相） 溶媒の流れ カラム 充填剤 固定（くっついたり） 溶離（離れたり） 化合物ごとに吸着 の強さが異なる フィルター 溶媒 カラムから出てくる時間が異なる

15 クロマトグラフィー 固定相との相互作用による移動速度の違いにより分離する方法 0分 5分後 10分後 15分後 20分後 25分後 30分後
導入・液クロ1 クロマトグラフィー 2017/3/9 固定相との相互作用による移動速度の違いにより分離する方法 0分 5分後 10分後 15分後 20分後 25分後 30分後 35分後 分画1 分画2 分画3 分画4 分画5 分画6 分画7 分画8

16 化合物とカラム担体の結合力とは 結合力（相性）を左右する因子 極性の高低 高極性 静電相互作用 低極性 疎水性相互作用 大事な原則
導入・液クロ1 化合物とカラム担体の結合力とは 2017/3/9 結合力（相性）を左右する因子 極性の高低 高極性 静電相互作用 低極性 疎水性相互作用 大事な原則 性質の似たもの同士が結合しやすい 高極性同士、低極性同士が結合しやすい 水素結合の可否

17 化合物とカラム固定相の結合力とは 高極性分子A-B間の静電相互作用 分子内で分極 分子A 分子A, Bともに分子内に+/−が生じる
導入・液クロ1 化合物とカラム固定相の結合力とは 2017/3/9 高極性分子A-B間の静電相互作用 分子内で分極 分子A δ− δ+ 分子A, Bともに分子内に+/−が生じる (移動相) 分子A δ− δ+ δ− δ+ 分子B (固定相) 互いのδ+部位とδ−部位が向き合うと静電相互作用 高極性分子同士は静電相互作用によって安定化 ＝高極性分子同士は相性が良い

18 導入・液クロ1 電気陰性度 2017/3/9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Co Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Rh Cs Ba Hf Ta W Re Os Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Ir Fr Ra La Ce Pr Nd Pm Sm Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Eu Ac Th Pa U Np Pu Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Am 電気陰性度上昇 周期表 2 3 4 5 6 L 7 A 電気陰性度が下がる L A 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na 炭化水素(C,Hのみの化合物)の極性が低い理由

19 極性はどのような時に生じるか？ 電気陰性度
導入・液クロ1 極性はどのような時に生じるか？ 2017/3/9 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na δ− δ+ 電気陰性度: O > H （電荷が偏る＝分極） O−H これらの結合を 有する化合物 δ− δ+ N−H 電気陰性度: N > H 高極性化合物 δ+ δ− C=O 電気陰性度: O > C δ+ δ− C/H−N/O/F CHのみの化合物 (炭化水素) 分極しない: C-Hの電気陰性度が ほぼ同じ C−H 低極性化合物

20 演習問題（解答） (1) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと > > (2)
2017/3/9 (1) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと δ+ δ− δ− > > δ+ δ+ (2) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと δ− δ− δ+ δ+ δ+ > δ+ > δ− δ− 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na 炭化水素化合物にはC,Hしかないので、電荷の片寄り(極性) が生じない。 炭化水素＞無極性；それ以外＞極性基

21 演習問題（解答） (3) 次の溶媒を低極性溶媒と高極性溶媒に分けなさい。 エタノール 水 ヘキサン ジメチルスルホキシド アセトン
2017/3/9 (3) 次の溶媒を低極性溶媒と高極性溶媒に分けなさい。 エタノール 水 ヘキサン ジメチルスルホキシド δ+ δ− δ− δ− δ+ δ+ δ+ アセトン クロロホルム 酢酸エチル ベンゼン δ− δ− δ+ δ+ δ+ δ− δ− δ− δ− 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na 低極性 ヘキサン < ベンゼン < クロロホルム < 酢酸エチル < 高極性 アセトン < エタノール < ジメチルスルホキシド < 水

22 固定相（シリカゲル） 充填剤粒子（固定相） 溶媒（移動相） 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー)
導入・液クロ1 固定相（シリカゲル） 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) 充填剤粒子（固定相） シリカゲル: SiO2（代表例） (細粒化したもの) 化合物はここと相互作用する H O H O 表面 溶媒の流れ O Si O Si O O O 内部 O Si O Si O O O 溶媒（移動相）

23 化合物分離の例 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) シリカゲル: SiO2（代表例） シリカゲル表面 (細粒化したもの)
導入・液クロ1 化合物分離の例 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) シリカゲル: SiO2（代表例） シリカゲル表面 (細粒化したもの) ヒドロキシ基(OH) 表面 H O H O 高極性 O Si O Si O O O 高極性化合物と強く結合(相互作用) 内部 O Si O Si O O O 溶媒（移動相）を流した時は、 高極性化合物のほうが後から 出てくる 化合物の性質（極性）に応 じて分別できる！！！

24 化合物分離の例 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) シリカゲル: SiO2（代表例） シリカゲル表面 (細粒化したもの)
導入・液クロ1 化合物分離の例 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) シリカゲル: SiO2（代表例） シリカゲル表面 (細粒化したもの) ヒドロキシ基(OH) 表面 H O H O 高極性 O Si O Si O O O 高極性化合物と強く結合(相互作用) 内部 O Si O Si O O O 溶媒（移動相）を流した時は、 高極性化合物のほうが後から 出てくる 順相クロマトグラフィー (化合物溶出順による分類)

25 分離メカニズムによる液体クロマトグラフィ分類
クロマトグラフィー：分離メカニズム 導入・液クロ1 2017/3/9 分離メカニズムによる液体クロマトグラフィ分類 吸着クロマトグラフィー 吸着クロマトグラフィー 水素結合、静電相互作用 分配クロマトグラフィー 2相間の分配平衡 イオン交換クロマトグラフィー 静電相互作用 サイズ排除クロマトグラフィー (ゲルろ過クロマトグラフィー) 分子サイズ 水素結合、静電相互作用 疎水性相互作用、配位結 合を総合的に使用 アフィニティークロマトグラフィー 電気泳動 電荷（荷電粒子と電場の 相互作用）

26 クロマトグラフィー：原理＆構成 カラム 化合物（混合物） 溶媒 溶媒（移動相） 充填剤 粒子 （固定相） カラム 充填剤 化合物ごとに吸着
導入・液クロ1 クロマトグラフィー：原理＆構成 2017/3/9 26 カラム 化合物（混合物） 同時注入 溶媒 溶媒（移動相） 充填剤 粒子 （固定相） 溶媒の流れ 固定（くっついたり） 溶離（離れたり） カラム 充填剤 化合物ごとに吸着 の強さが異なる フィルター カラムから出てくる(溶出)時間が異なる

27 固定相（シリカゲル） 充填剤粒子（固定相） 溶媒（移動相） 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー)
導入・液クロ1 固定相（シリカゲル） 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) 充填剤粒子（固定相） シリカゲル: SiO2（代表例） (細粒化したもの) H O H O 表面 溶媒の流れ O Si O Si O O O 内部 O Si O Si O O O シリカゲル構造 （非結晶質固相） 溶媒（移動相）

28 シリカゲル：分離メカニズム 吸着クロマトグラフィー 充填剤粒子（固定相） 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー)
導入・液クロ1 シリカゲル：分離メカニズム 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) 充填剤粒子（固定相） シリカゲル: SiO2（代表例） (細粒化したもの) 溶媒の流れ H O H O 表面 O Si O Si O O O 内部 固定相が固体（固相）の 場合の分離メカニズム O Si O Si O O O 吸着クロマトグラフィー シリカゲル構造 （非結晶質固相） 化合物が固体（固相）に吸着

29 導入・液クロ1 クロマトグラフィーの各種分類法1 2017/3/9

30 導入・液クロ1 クロマトグラフィーの各種分類法2 2017/3/9

31 導入・液クロ1 クロマトグラフィーの各種分類法3 2017/3/9

32 シリカゲル：分類まとめ 分離メカニズムによる分類 吸着クロマトグラフィー 固定相：固体(固相) 溶出順による分類 順相クロマトグラフィー
導入・液クロ1 シリカゲル：分類まとめ 2017/3/9 分離メカニズムによる分類 吸着クロマトグラフィー 固定相：固体(固相) 溶出順による分類 順相クロマトグラフィー 低極性 → 高極性 移動相の種類による分類 液体クロマトグラフィー 移動相：液体(低極性溶媒) 移動相と固定相の関係 固−液クロマトグラフィー 固定相：固体；移動相：液体

33 演習問題（解答） (1) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと > > (2)
2017/3/9 (1) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと δ+ δ− δ− > > δ+ δ+ (2) 次の化合物を極性の高い順に並べなさい。δ+、δ−も書くこと δ− δ− δ+ δ+ δ+ > δ+ > δ− δ− 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na 炭化水素化合物にはC,Hしかないので、電荷の片寄り(極性) が生じない。 炭化水素＞無極性；それ以外＞極性基

34 構造式を書いてから解答すること！ 演習問題（解答） (3) 次の溶媒を低極性溶媒と高極性溶媒に分けなさい。 エタノール 水 ヘキサン
2017/3/9 (3) 次の溶媒を低極性溶媒と高極性溶媒に分けなさい。 エタノール 水 ヘキサン ジメチルスルホキシド δ+ δ− δ− δ− δ+ δ+ δ+ アセトン クロロホルム 酢酸エチル ベンゼン δ− δ− δ+ δ+ δ+ δ− δ− δ− δ− 電気陰性度 F > O > N > C ≈ H > B > Al > Na 構造式を書いてから解答すること！ 低極性 ヘキサン < ベンゼン < クロロホルム < 酢酸エチル < 高極性 アセトン < エタノール < ジメチルスルホキシド < 水

35 解答（宿題） 構造式を書かずに解答した人は構造式を今書いて下さい！ 以下の溶媒に関する問いに答えなさい。
導入・液クロ1 解答（宿題） 2017/3/9 以下の溶媒に関する問いに答えなさい。 エタノール、水、ヘキサン、クロロホルム、酢酸エチル、アセトン、 ジメチルスルホキシド、ベンゼン、ジエチルエーテル 構造式を書かずに解答した人は構造式を今書いて下さい！ (1) 水と任意の割合で混和する溶媒を答えなさい。 　　答：　エタノール、アセトン、ジメチルスルホキシド (2) 酢酸エチルと任意の割合で混和する溶媒を答えなさい。 答： ヘキサン、クロロホルム、酢酸エチル、アセトン、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、ジエチルエーテル

36 宿題(追加) ２ 静電相互作用の元になるクーロン力を求める 式を書きなさい ３ 高極性分子Aと無極性分子B間の相互作用は
導入・液クロ1 宿題(追加) 2017/3/9 ２ 静電相互作用の元になるクーロン力を求める 式を書きなさい ３ 高極性分子Aと無極性分子B間の相互作用は どのようになるか答えなさい。 分子A δ− δ+ 無極性 分子B

37 宿題(追加)：解答 ２ 静電相互作用の元になるクーロン力を求める 式を書きなさい 電荷q1及びq2を有した粒子が距離rに位置している時 ３
導入・液クロ1 宿題(追加)：解答 2017/3/9 ２ 静電相互作用の元になるクーロン力を求める 式を書きなさい 電荷q1及びq2を有した粒子が距離rに位置している時 q1 q2 q1q2 r クーロン力 = k r2 ３ 高極性分子Aと無極性分子B間の相互作用は どのようになるか答えなさい。 分子A δ− δ+ 無極性 分子B 分子Bの電荷が0のため、クーロン力 = 0 となり、静電相互作用は働かない。

38 宿題(追加)：解答 ３ 高極性分子Aと無極性分子B間の相互作用は どのようになるか答えなさい。 分子A 無極性 分子B δ− δ+ q1q2
導入・液クロ1 宿題(追加)：解答 2017/3/9 ３ 高極性分子Aと無極性分子B間の相互作用は どのようになるか答えなさい。 分子A δ− δ+ 無極性 分子B q1q2 q1×0 q1 q2 クーロン力 = k = k = 0 r2 r r2 分子Bの電荷が0のため、 クーロン力 = 0 となり、 静電相互作用は働かない。 q1q2 クーロン力 = k r2 このように極性分子と無極性分子には、安定化（静電相互 作用）が働かないので、親和性が低い（混和しない、結合 が極めて弱い）。

39 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 1
導入・液クロ1 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 1 2017/3/9 液体クロマトグラフィー(カラムクロマトグラフィー) シリカゲル表面 ヒドロキシ基(OH)多数 (高極性) 高極性化合物と強く結合(相互作用) OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 順相クロマトグラフィー 表面 O Si O Si O この逆に疎水性化合物をより強く 保持するクロマトグラフィー O O 内部 O Si O Si O O O 逆相クロマトグラフィー シリカゲル: SiO2

40 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 2
導入・液クロ1 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 2 2017/3/9 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18) 化合物はここと相互作用する オクタデシル基: -(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 飽和炭化水素(低極性化合物) 低極性化合物と強く相互作用 表面 O Si O Si O 溶出順: 高極性 → 低極性化合物 O O 内部 O Si O Si O O O 逆相クロマトグラフィー シリカゲル: SiO2

41 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 2
導入・液クロ1 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル 2 2017/3/9 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18) 化合物はここと相互作用する オクタデシル基: -(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 液体(的) マリモの毛みたいな 表面 固定相：液体（液相） O Si O Si O 移動相：液体 O O 内部 液−液間の分配平衡で分離 O Si O Si O O O 分配クロマトグラフィー シリカゲル: SiO2

42 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18)
導入・液クロ1 液体クロマトグラフィー：分配モード 2017/3/9 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18) シリカゲル: SiO2 マリモの毛のような液体(的) 液体的炭化水素に化合物が解けたり、また溶媒に戻ったり OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 分液操作の油水分配に類似 H O H O O Si O Si O O Si O Si O O O 固体 O O O Si O Si O O Si O Si O O O O O 化学的に液体が固体に固定

43 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル：分類まとめ
導入・液クロ1 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル：分類まとめ 2017/3/9 分離メカニズムによる分類 分配クロマトグラフィー 固定相：液体(液相) 溶出順による分類 逆クロマトグラフィー 高極性 →低極性 移動相の種類による分類 液体クロマトグラフィー 移動相：液体(高極性溶媒) 移動相と固定相の関係 液−液クロマトグラフィー 固定相：液体；移動相：液体

44 宿題(追加) シリカゲルを固定相として使用したクロマト ２ グラフィーを順相と分類（命名）され、オク
導入・液クロ1 宿題(追加) 2017/3/9 ２ シリカゲルを固定相として使用したクロマト グラフィーを順相と分類（命名）され、オク タデシルシリル化シリカゲルを固定相として 用いたクロマトグラフィーが逆相に分類 （命名）された理由を答えなさい。（洞察し なさい） ヒント：開発の歴史に着目（固定相の名前にも注目）

45 逆相と順相（歴史） 順相クロマトグラフィー 担体：未修飾シリカゲル 逆相クロマトグラフィー 担体：修飾シリカゲル（オクタデシルシリル化）
導入・液クロ1 逆相と順相（歴史） 2017/3/9 順相クロマトグラフィー 担体：未修飾シリカゲル 逆相クロマトグラフィー 担体：修飾シリカゲル（オクタデシルシリル化） 未修飾シリカゲルを使っている順相のほうが先に行われた。 順相とは逆に疎水性化合物と強く相互作用する修飾シリカゲ ルができた時、逆相という言葉が生まれた。 順相という言葉は、逆相の逆という意味で、順相という言葉 が生まれた（逆方向の対義語は順方向）。

46 逆相と順相（まとめ） 逆の逆は順 順相 逆相 担体 未修飾シリカゲル 修飾シリカゲル(ODS化) 歴史 古い 順相より後にできた 固定相
導入・液クロ1 逆相と順相（まとめ） 2017/3/9 逆の逆は順 順相 逆相 担体 未修飾シリカゲル 修飾シリカゲル(ODS化) 歴史 古い 順相より後にできた 固定相 (表面) 高極性 低極性 特徴 乾燥剤（水を結合） 疎水性 化合物 親水性 ＞ 疎水性 化合物 親水性 ＜ 親和性 移動相 低極性溶媒 ヘキサン, 酢酸エチル, クロロホルム 高極性溶媒 水、メタノール、アセトニトリル

47 逆相と順相（Point in check!）1 1. 問い（順相／逆相と名付けられた理由）について答えていないレポートがかなりの数あった
導入・液クロ1 逆相と順相（Point in check!）1 2017/3/9 1. 問い（順相／逆相と名付けられた理由）について答えていないレポートがかなりの数あった 単純なクロマトグラフィーの歴史のみ クロマトグラフィーの定義になっている（例：〜のようなクロマトグラフィーを順／逆相クロマトグラフィーという。） クロマトグラフィーの特徴を述べて終わっている（例：逆相クロマトグラフィーでは疎水性化合物に対する親和性が高い。） 下記２点への言及が必須。 1) 開発順: 順相→逆相 2) 順相と逆相で原理が逆

48 導入・液クロ1 逆相と順相（Point in check!）2 2017/3/9 2. 単に、逆相は順相とは逆の原理（または溶出順が逆等）と述べただけでは、もう一押し足りない！「歴史的に順相のほうが先に出来ていた」ことに言及していないと、なぜ順相に「順」とつき、逆相のほうが「逆」と名付けられたかの理由が不透明。もし逆相のほうが先に開発されていたら、順相と逆相が逆転していた可能性もあるんです。 より正確には、逆相クロマトグラフィーの出現で、従来型（今で言う順相）と「逆」の原理のクロマトグラフィーが出現したことで、それが逆相と名付けられた。その後、さらに従来型のクロマトグラフィーと逆相と区別する必要が出てきて、順相と名付けられた。 スマホとガラケーの命名の経緯と類似：スマートフォンが出てきたことで従来型の携帯電話を区別する必要が出てきて、ガラパゴス携帯（ガラケー）という言葉が出来た。

49 導入・液クロ1 解答 2017/3/9 以下の分子について構造式を描きなさい。最も正電荷を帯びているところにδ+を、最も負電荷を帯びているところにはδ−を書きなさい。なお、ほとんど分極していない分子にはδ+とδ−は描かないこと。 メタノール ベンゼン 水 ペンタン δ+ δ− δ− δ+ δ+ 酢酸 アンモニア アセトン アセチレン δ− δ− δ− δ+ δ+ δ+ δ+ δ+ ジメチルエーテル 酢酸メチル δ− δ− δ+ δ+ δ+

50 ＝＝＝＝＝＝演習問題修正＝＝＝＝＝＝ １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。
導入・液クロ1 ＝＝＝＝＝＝演習問題修正＝＝＝＝＝＝ 2017/3/9 １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (3) シリカゲルが充填されたカラムクロマトグラフィーでの溶出順を予想

51 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。
導入・液クロ1 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ 2017/3/9 １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (1) オクタデシルシリル化シリカゲルが充填されたカラムクロマトグラフィーでの溶出順を予想 表面 疎水的 (低極性) オクタデシルシリル化シリカゲル (逆相) OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 低極性化合物：高親和性 (遅く溶出) 極性順：(低) 3→2→1→4→5 (高) O Si O Si O ベンゼン環が増える程→低極性 水酸基が増える程→高極性 O O O Si O Si O 溶出順：(早) 5→4→1→2→3 (遅)

52 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (2) (1)の解答の根拠を書きなさい。
導入・液クロ1 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ 2017/3/9 １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (2) (1)の解答の根拠を書きなさい。 オクタデシルシリル化シリカゲルは表面に疎水性のオクタデシルシリル基が結合しており、低極性化合物に親和性が高い(強く結合)。そのため、低極性化合物の固定相への保持時間が長くなる(溶出がおそくなる)。化合物1,2,3ではベンゼン環が増える程、低極性、化合物1,4,5では水酸基が増える程、高極性となる。よって、極性順は(高) 5→4→1→2→3 (低) となる。その結果、溶出順は(早) 5→4→1→2→3 (遅) となる。

53 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。
導入・液クロ1 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ 2017/3/9 １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (3) シリカゲルが充填されたカラムクロマトグラフィーでの溶出順を予想 表面 シリカゲル (順相／表面→高極性) 親水的 (高極性) 高極性化合物に高親和性 (遅く溶出) H O H O 極性順：(低) 3→2→1→4→5 (高) O Si O Si O ベンゼン環が増える程→低極性 O O 水酸基が増える程→高極性 O Si O Si O 溶出順：(早) 3→2→1→4→5 (遅) O O

54 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (2) (1)の解答の根拠を書きなさい。
導入・液クロ1 ＝＝＝＝＝＝演習問題解答＝＝＝＝＝＝ 2017/3/9 １ 以下の化合物について、下記の問いに答えなさい。 (2) (1)の解答の根拠を書きなさい。 シリカゲルの表面は親水性のシラノール(Si-OH)基となっており、高極性化合物に親和性が高い(強く結合)。そのため、高極性化合物の固定相への保持時間が長くなる(溶出がおそくなる)。化合物1,2,3ではベンゼン環が増える程、低極性、化合物1,4,5では水酸基が増える程、高極性となる。よって、極性順は(低) 3→2→1→4→5 (高)となる。その結果、溶出順は(早) 3→2→1→4→5 (遅) となる。 溶出順は逆相(オクタデシルシシル化シリカゲル)と逆。

55 導入・液クロ1 2017/3/9 薬品分析学３ 向流分配法編

56 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 下層の濃度 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 分液ロートを沢山用意 各分液ロートに番号を振る 教科書P 図3-6

57 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18)
導入・液クロ1 液体クロマトグラフィー：分配モード 2017/3/9 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18) シリカゲル: SiO2 マリモの毛のような液体(的) 液体的炭化水素に化合物が解けたり、また溶媒に戻ったり OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 分液操作の油水分配に類似 H O H O O Si O Si O O Si O Si O O O 固体 O O O Si O Si O O Si O Si O O O O O 化学的に液体が固体に固定

58 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 下層の濃度 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 分液ロートを沢山用意 各分液ロートに番号を振る 教科書P 図3-6

59 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 下層の濃度 最初は液層Aに化合物の 全てが解けている。 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 数値: 化合物の分配割合 1.000 0.000 液層A 液層B 0.000 1.000 液層A 液層B 分液&静置 0.500 液層A 液層B

60 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 下層の濃度 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 0.500 0.000 液層A 液層B 液層A 0.000 液層A 0.000 0.500 液層B 分液&静置 液層A 0.250 0.250 液層B

61 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 下層の濃度 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 分液操作を順次繰り返す 分液操作6回目の 各分液ロートに含 まれる化合物の割合

62 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 分液操作をもっと 沢山繰り返すと 下層の濃度 分配係数 Kd = = 1 の場合 上層の濃度 10回 0.2 0.1 0.0 5 10 0.10 100回 0.05 0.00 50 100 1000回 0.02 0.01 0.00 500 1000

63 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 分配係数 Kd = 1 の時 分配係数 Kd = 0.5 の時 10回 10回 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 5 10 5 10 0.10 100回 0.10 100回 0.05 0.05 0.00 0.00 50 100 50 100 1000回 1000回 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 500 1000 500 1000

64 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 Kd = 1 Kd = 0.5 Kd = 2 10回 10回 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 5 10 5 10 0.10 0.10 100回 100回 0.05 0.05 0.00 0.00 50 100 50 100 1000回 1000回 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 500 1000 500 1000

65 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 図3-7 Kd = 2 Kd = 1 Kd = 0.5 10回 0.2 0.1 0.0 5 10 0.10 100回 0.05 0.00 50 100 1000回 0.02 0.01 0.00 500 1000

66 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 Kd = 2 Kd = 1 Kd = 0.5 10回 0.2 分液ロートの数 (段数) が 増えるほど、全ロ−ト数に 対する相対的ピーク幅が 細くなる 0.1 0.0 5 10 0.10 100回 = 分離がよくなる 0.05 0.00 分離がよいカラムでは、 仮想的な分液ロートの 段数 (= 理論段数) が多 いと考える 50 100 1000回 0.02 0.01 0.00 500 1000

67 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 Kd = 2 Kd = 1 Kd = 0.5 0.02 分液回数 1000回 0.01 = 理論段数 0.00 500 1000 向流分配法による分液操作を繰り返すと、分配係数 Kd が異 なる化合物を分離できる。 = 分配クロマトグラフィーの原理 液-液 クロマトグラフィーのため 分液ロートの数 (段数) =理論段数の概念の元

68 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理)
導入・液クロ1 向流分配法 (分配クロマトグラフィーの原理) 2017/3/9 分液回数 1000回 Kd = 2 = 理論段数 : 0.02 0.01 0.00 500 1000

69 導入・液クロ1 向流分配法装置 2017/3/9 ここに並んでいるのが 分液ロート 各列30個の分液ロート 向流分配法の装置

70 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18)
導入・液クロ1 液体クロマトグラフィー：分配モード 2017/3/9 オクタデシルシリル(ODS)化シリカゲル (C18) シリカゲル: SiO2 マリモの毛のような液体(的) 液体的炭化水素に化合物が解けたり、また溶媒に戻ったり OSiR2(CH2)17CH3 OSiR2(CH2)17CH3 分液操作の油水分配に類似 H O H O O Si O Si O O Si O Si O O O 固体 O O O Si O Si O O Si O Si O O O O O 化学的に液体が固体に固定