왜 TLC 전개용매 조합은 그렇게만 사용하는데?

 

TLC(Thin Layer Chromatography)는 반응 진행상황을 보거나 생성물을 확인하기 위해서 주로 사용한다. 컬럼이라는 고된 과정을 거치기 전에 내가 어느 지점에서 생성물을 확인해야 하는지에 대한 지표가 되기도 하고, 상당히 유용하게 손가락만한 크기 치고 굉장한 정보를 제공한다.

 

이를 위해서는 적절한 비율의 용매가 중요한데, 처음 연구실에 들어오면서 배우는 정보로는 흔히 MC:MeOH, EA:Hex 등의 조합을 쓴다고 한다. 처음엔 그러려니 하고 넘겼던 것이 어느순간 갑자기 왜? 하는 생각이 들었다.

 

 

 

#. TLC 용매를 극단적으로 섞지 않는 이유, 왜 MC와 MeOH를, CF와 Hexane을? 

 

 

 

이미 아는 사실이지만 TLC는 극성이 강한 전개용매의 경우 더 위로 끌어올리고 극성이 약한경우 시작점 근처에서 머물게 된다. 이렇게 디는 이유는 TLC판에 있는 실리카가 굉장히 큰 극성을 가지고 있기 때문이다. 그래서 극성이 강한 물질인 경우 실리카와 붙어서 떨어지지 않으려 하기 때문에 어지간한 용매 극성에는 따라오지 않는다. (요약하자면 안따라오면 큰 극성, 따라오면 작은 극성)

 

그래서 MC:MeOH로 전개하는 경우, 더 길게 분리하고 싶거나 높이 올리고 싶으면 MC보다 훨씬 극성인 MeOH비율을 올리면서 조정하곤 한다.

 

그러면 Hexane & DMSO인 경우는 어떨까?

 

-DMSO같이 극성이 매우 강한 물질인 경우 비율 조절이 어려울 수 있음, 조금만 넣어도 TLC 천장까지 끌어올릴 수 있을만한 극성이기 때문. 심지어 DMSO, DMF는 Hexane과 안섞임

 

-만약 섞인다고 해도 DMSO와 DMF같은 경우에는 끓는점도 높아서(각 189, 153도) 증발시키기가 어렵기 때문에 스팟을 제대로 관찰하기 힘들 수 있음

 

-증발이 잘되는 용매들이 대부분 많이 사용하는 EA(77도), Hexane(69도), MeOH(65도) 등에 분포하는 이유이기도 함

 

-결론적으로 극단적이지 않고 어중간한 극성 차이의 두 용매를 섞게 되면 조절하기 쉬운 비율(100 : 0.5가 아닌 10 : 1이나 4 : 6 같은)로 전개용액을 만들 수 있기 때문에 주로 사용하는 용매 조합이 정해지게 됨. 또한 극성 차이가 많이 나면 잘 섞이지 않음

 

 

 

극성 순으로 나열하면

Water > DMSO > DMF > MeCN > EtOH > MeOH = ACE > EA > CF > MC > Hexane가 되고,

Hexane과 섞이는 용매는 EtOH부터이다. 

이러한 이유들로 극단적으로 벌어진 용매들을 사용하지 않는 것이다.

 

*추가 DMSO나 높은 농도의 MeOH는 실리카를 녹인다.

그래서 설령 MeOH : MC로 진행해도 MC 비율이 훨씬 높은 것이 좋다.

 

그리고, 한 두가지의 용매로 분리가 원활히 이루어지지 않는 경우, 용매의 종류를 늘려서 매우 독특한 비율로 분리해 내기도 한다. 개인적으로 논문 등에서 본 바로는 4개 까지 섞어서 분리한 것을 봤다. 결국 최종 목적은 내가 원하는 생성물의 분리인 것이다.


실험실에서는 보통 전개용매의 비율을 정할 때 

1. 먼저 내가 합성하려는 화합물의 구조와 비슷한 구조를 가진 화합물이 보고된 논문을 찾아 그들이 어떤 전개 용매를 썼는지 확인한다. 보통 The compound is purified by column chromatography with EA:Hex = 10:1. 하는 식으로 supporting information에 적혀있다. 정확한 전개용매 비율을 적지 않은 경우 그들이 썼다는 용매를 써보고 비율을 조정한다. 

2. 전혀 새로운 구조를 합성해서 논문도 없고 어떤 용매를 써야할지 모르겠다면 앞서 언급했던 대표적인 종류들을 몇개 해보고 적절한 비율을 찾는다 (사실 보통 여기서 대체로 다 해결된다). 사실상 될 때 까지 찾는셈.