Fördelningskromatografi

Partitionskromatografi teori och praktik introducerades genom arbeten och publikationer av Archer Martin och Richard Laurence Millington Synge under 1940-talet. De skulle senare få 1952 års Nobelpris i kemi "för deras uppfinning av partitionskromatografi".

Synopsis

Processen att separera blandningar av kemiska föreningar genom att passera dem genom en kolonn som innehåller en fast stationär fas som eluerades med en mobil fas ( kolonnkromatografi ) var välkänd vid den tiden. Kromatografisk separation ansågs ske genom en adsorptionsprocess, varvid föreningar vidhäftade till ett fast medium och tvättades av kolonnen med ett lösningsmedel, blandning av lösningsmedel eller lösningsmedelsgradient. Däremot utvecklade och beskrev Martin och Synge en kromatografisk separationsprocess där föreningar fördelades mellan två vätskefaser som liknar separationstrattens vätske -vätskeseparationsdynamik. Detta var ett viktigt avsteg, både i teorin och i praktiken, från adsorptionskromatografi.

Vid vätske-vätskeseparation fördelas en förening mellan två oblandbara vätskefaser under jämviktsförhållanden. Martin och Synge försökte initialt ta fram en metod för att utföra en sekventiell vätske-vätskeextraktion med seriekopplade glaskärl som fungerade som separertrattar. Den framträdande artikeln som presenterade deras tidiga studier beskrev ett ganska komplicerat instrument som möjliggjorde uppdelning av aminosyror mellan vatten- och kloroformfaser . Processen benämndes "motströms vätska-vätskeextraktion". Martin och Synge beskrev teorin för denna teknik med hänvisning till kontinuerlig fraktionerad destillation beskriven av Randall och Longtin. Detta tillvägagångssätt ansågs vara för krångligt, så de utvecklade en metod för att absorbera vatten på silikagel som den stationära fasen och använda ett lösningsmedel, såsom kloroform, som den mobila fasen. Detta arbete publicerades 1941 som "en ny form av kromatogram som använder två flytande faser." Artikeln beskriver både teorin i termer av fördelningskoefficienten för en förening och tillämpningen av processen för separation av aminosyror på en vattenimpregnerad kiseldioxidkolonn eluerad med en vatten:kloroform: n -butanollösningsmedelsblandning.

Effekten på separationsmetodik

Det tidigare beskrivna arbetet av Martin och Synge påverkade utvecklingen av den tidigare kända kolonnkromatografin och inspirerade till nya former av kromatografi som motströmsfördelning , papperskromatografi och gas-vätskekromatografi som är mer känd som gaskromatografi . Modifieringen av den stationära fasen av silikagel ledde till många kreativa sätt att modifiera stationära faser för att påverka separationsegenskaperna. Den mest anmärkningsvärda modifieringen var den kemiska bindningen av alkanfunktionella grupper till kiselgel för att producera omvändfasmedia. Det ursprungliga problemet som Martin och Synge stötte på med att ta fram ett instrument som skulle använda två friflytande vätskefaser löstes av Lyman C. Craig 1944, och kommersiella motströmsdistributionsinstrument användes för många viktiga upptäckter. Införandet av papperskromatografi var en viktig analysteknik som gav upphov till tunnskiktskromatografi . Slutligen beskrevs gas-vätskekromatografi, en grundläggande teknik inom modern analytisk kemi, av Martin med medförfattarna AT James och G. Howard Smith 1952.