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TLCを使った実験で、展開後、スポットを確認するために、紫外線ランプを当てますよね。私の実験室では、長波366nm、短波254nmのランプを使います。

そのときの発色の原理について、質問があります。

TLCプレート(silica gel 60 F254)を使っているのですが、プレート上に展開された物質が、長波でも短波でも反応する場合、長波では紫外線を当てるとその物質が蛍光発色し、短波では、その部分だけ消光します。
共役二重結合がある場合、紫外線に反応すると理解していたのですが、長波と短波を当てたときに、長波だけ反応する物質、短波だけ反応する物質があり,なぜこのような結果になるのか不思議です。
自分なりに考えてみたところ、「短波で消光するのは、シリカゲルに蛍光物質がぬってあって、その上に展開した物質が覆うように存在するからであり、別に共役二重結合を持たなくてもプレート上に展開された物質はすべて確認できるのかな。長波で反応する場合は、共役二重結合によって紫外線を吸収した後、別の波長として放出し、蛍光物質として検出できるのかな。」と思いましたが、よくわかりません。
どなたか、ご存知の方、教えてはいただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

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A 回答 (3件)

共役二重結合のような電子が励起されやすい状態にある化合物は強いエネルギーを持った短波長の紫外線によって励起され発光ではなく熱となって基底状態へともどります。

つまり紫外線を吸収するので見た目はその部分だけ消光します。当然全ての物質が吸収するわけではなく、展開後に溶媒を減圧したりして完全に乾かさなくてもUVで検出されないことからも分かります。長波長の紫外線で光る物質は長波長の波長で励起されて可視光を放つものです、エネルギーが弱いためにどんな物質でもというわけではありません。光る物質の多くは長い共役系を持っているなど弱いエネルギーでも励起できそうな物ばかりですよね。
ちなみにシリカゲルのUV-Visスペクトルを測定すると260nm以下あたりから吸収域を持っていることが分かります。

この回答への補足

ご回答どうもありがとうございます。
申し訳ありませんが、質問を補足させてください。
回答を読んでみたところ、長波、短波でも、反応は共役二重結合を持つ化合物のエネルギーの励起によって起こるが、励起の過程が異なり、その結果目での見え方が異なる、と理解したのですが、これであっているでしょうか?
また、UVや蛍光についてもう少し深く理解したいので、お勧めの本などがあれば、教えていただけませんか。よろしくお願いします。

補足日時:2005/06/17 21:44
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共役二重結合を持っていれば波長はどうあれUVに反応するとは言えるかもしれませんが逆にUVに反応したからといって共役二重結合を持つとは言い切れません。

別に共役してない二重結合だって反応しますし、UVで光る無機物もたくさんあります。まあTLCは何が出来ているか想像しながら見るものなのであまり極端な混合物は考えないでいいでしょうけど。有機合成の追跡で用いているならあまり有力な定性分析手段と考えずにちゃんと単離生成NMRで構造を決めてからTLCをみてなるはどって感じの使い方がいいと思いますよ。
本は最近よく出ている有機EL関係の本がいいんじゃないかと。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。有機ELについての本を検索してみたら、色々あったので、読んでみようかと思います。

お礼日時:2005/06/19 23:28

基本的にはあってます。



・短波長:サンプルが光を吸収するので、シリカ上の蛍光塗料まで光が届かず、消光したスポットが見える。

・長波長:354nmの光を吸収した試料自体が可視領域で発光するので明るいスポットが見える。

 ただし、短波長側が常に消光したスポットとは限りません。もしかしたら、254nmの光を吸収して、可視領域に発光する可能性もあります。この場合は、ケースバイケースですが、やや暗めのスポットや明るいスポットや色違いのスポットして確認できます。
 ここで、「蛍光」とせずに「発光」と書いたのは、実際に観察しているのは「蛍光」と「リン光」の混じったものだから、「蛍光」という表現は避けました。


 ご質問の「短波長にだけ応答」は、既に納得しているようなので、「長波長にだけ応答」について一つの可能性を示します。

 まずは、単に254nm付近に吸収を持っていないが、354nmあたりに吸収を持ってなおかつ発光するようなサンプルの場合が考えられます。

 次に、一般に、発光スペクトルの感度は吸収スペクトルに比べてかなり良いです。従って、サンプル濃度が薄いために、一見短波長側での消光は確認できないが、長波長での発光が確認できるということがありえます。

 また、たまたま、254nmの光を吸収して可視領域に発光するようなサンプルで、その発光スペクトルがシリカ表面上の発光塗料のスペクトルと同じような形状の場合、(かなり確率は低いですが)目視ではスポットが区別できなくなることもあるでしょうね。

こんな感じで答えになっているでしょうか?

この回答への補足

丁寧なご回答どうもありがとうございます。
申し訳ありませんが、もう少し質問させてください。
回答の内容は理解できましたが、まだ疑問が残っています。
長波だけ、短波だけ、あるいは両方のどれか一つでも、uvに反応したら、共役二重結合は存在するということはいえるのでしょうか?
また、UVや蛍光などについてもう少し深く理解したいので、何かお勧めの本などがあれば、ぜひ教えてください。

補足日時:2005/06/17 21:38
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教えて下さい。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

#6の回答について

>Most organic compounds will absorb iodine or react with it.

ほとんどの有機化合物はヨウ素を吸収するとはどのような意味なのでしょうか?
absorb(吸収)ではなくadsorb(吸着)の誤りということはありませんか。

質問者が勘違いされるといけないので補足説明しますが、ヨウ素が有機化合物と反応した場合(例えば二重結合や活性水素との反応)は、有機ヨウ素化合物となりますので当然ヨウ素の色は無くなってしまいますので、そのことによって発色はしません。
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#6の回答について

>Most organic compounds will absorb iodine or react with it.

ほとんどの有機化合物はヨウ素を吸収するとはどのような意味なのでしょうか?
absorb(吸収)ではなくadsorb(吸着)の誤りということはありませんか。

質問者が勘違いされるといけないので補足説明しますが、ヨウ素が有機化合物と反応した場合(例えば二重結合や活性水素との反応)は、有機ヨウ素化合物となりますので当然ヨウ素の色は無くなってしまいますので、そのことによって発色はしません。
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rei00 です。補足拝見しました。

 この実験の目的は先にも回答した通りですが,もう少し細かく言うと,『ある状態で純粋に見えていても混合物のこともある』,『その様な混合物でも手段を選べば分離して純粋にする事ができる』,『混合物を分離する方法の一つにTLCがある』等を実際に目で見て生きた知識にする事です。

 これだけでは何ですから,お書きの実験内容に添って少し説明しましょう。

> 食用着色料の食用赤色105,106号、
> それと混合溶液を使用した実験です。

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例えば多くの有機分子はヘキサンとメタノールで分液を振るとメタノール層にもってこれます。これは分子とヘキサンとの相互作用(溶媒和)に比べ、メタノールとの相互作用が大きく分子が安定化されるためです。薄層クロマトグラフィーの場合はこのメタノールの代わりにシリカゲルなどを用い、分子と移動相の相互作用と、分子と固定相の相互作用の差を利用します。つまり分子はヘキサンに溶けた方が安定なのか、シリカゲルにくっついているほうが安定なのかということになり、多くの分子は後者のほうが安定なのでヘキサン100%では動きもしません。そこに極性を持つ酢酸エチルを加えることで分子と移動相との相互作用は増加します。この際、固定相と移動相の相互作用の差があまり大きくないと分子は溶けたりくっついたりでゆっくりと進みます。こうして展開溶媒の極性によるRf値の差が生じます。
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例えば多くの有機分子はヘキサンとメタノールで分液を振るとメタノール層にもってこれます。これは分子とヘキサンとの相互作用(溶媒和)に比べ、メタノールとの相互作用が大きく分子が安定化されるためです。薄層クロマトグラフィーの場合はこのメタノールの代わりにシリカゲルなどを用い、分子と移動相の相互作用と、分子と固定相の相互作用の差を利用します。つまり分子はヘキサンに溶けた方が安定なのか、シリカゲルにくっついているほうが安定なのかということになり、多くの分子は後者のほうが安定なのでヘ...続きを読む

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Aベストアンサー

まずリンモリブデン酸の構造をご覧下さい。日本新金属株式会社様のサイトから:
http://www.jnm.co.jp/pw12.htm
右下の正8面体が12個集まった構造がいわゆるヘテロポリ酸の基本骨格です。12個のモリブデンが正8面体の中央に酸素が頂点にあり、リン原子はこの立体のど真ん中に嵌り込んでいます。
非常に「対称性」が高く、分子軌道が「縮重」しているため、還元されると電子が分子全体に分布してしまうため、特別な酸化剤として用いられます。
さて、埼玉大学のTLCの検出法のページ:
http://md.fms.saitama-u.ac.jp/study/tlc.html
焦げちゃうみたい。
兵庫大学のリン酸分析のページ:
http://www.shse.u-hyogo.ac.jp/kumagai/eac/4_9.htm
リンモリブデン酸は還元されるとモリブデンブルーというきれいな発色をします。これが初めに述べた電子が入った状態の色です。
私、個人的にはTLCで発色させる事はないんです。ほとんどの場合、掻き取ってまた分析するのが目的で、小さなTLCは条件選びのためなもんですから。幸い私の扱う物質はほとんどUV吸収があるので蛍光検出しちゃいます。
生物関係だとそうはいかないので大変ですね。

まずリンモリブデン酸の構造をご覧下さい。日本新金属株式会社様のサイトから:
http://www.jnm.co.jp/pw12.htm
右下の正8面体が12個集まった構造がいわゆるヘテロポリ酸の基本骨格です。12個のモリブデンが正8面体の中央に酸素が頂点にあり、リン原子はこの立体のど真ん中に嵌り込んでいます。
非常に「対称性」が高く、分子軌道が「縮重」しているため、還元されると電子が分子全体に分布してしまうため、特別な酸化剤として用いられます。
さて、埼玉大学のTLCの検出法のページ:
http://md.fms.sa...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
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Aベストアンサー

私自身は「UV照射での蛍光」と「ヨウ素発色」ぐらいしかやった憶えがないのですが・・・(汗)

恐らくですが、両者を使ったときに生じる発色物質の吸光度(色の濃さ)の違いではないでしょうか。


つまり、
 リンモリブデン酸→モリブデンブルー(無機錯体)による発色;
   金属原子によるd-d遷移(=禁制遷移)のため、遷移が起こりにくい=色が薄い
 ニンヒドリン→ヘールマン紫(有機染料)による発色;
   共役系によるπ-π*遷移(許容遷移)のため、遷移が起こりやすい=色が濃い
という差によって、試料の濃度が低い場合には、より効率よく発色する後者の方が鋭敏に呈色する
ものと思います。
(実際に染料の粉や食紅などに触れたことがあるとわかりやすいのですが、それらの色の濃さは
 無機塩類(錯体)のそれとは本当に全然違います;
 ちなみに確か食紅はデキストリンなどで希釈してあったはず)


モリブデンブルーについての参考;
http://www.shse.u-hyogo.ac.jp/kumagai/eac/4_9.htm
ニンヒドリンについての参考;
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%B3%E3%83%92%E3%83%89%E3%83%AA%E3%83%B3%E5%8F%8D%E5%BF%9C
π-π*遷移についての参考;
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E6%A7%8B%E9%80%A0#.E9.9B.BB.E5.AD.90.E9.81.B7.E7.A7.BB.E3.81.AE.E7.A8.AE.E9.A1.9E
d-d遷移についての参考;
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%8D%B7%E7%A7%BB%E5%8B%95%E9%81%B7%E7%A7%BB

私自身は「UV照射での蛍光」と「ヨウ素発色」ぐらいしかやった憶えがないのですが・・・(汗)

恐らくですが、両者を使ったときに生じる発色物質の吸光度(色の濃さ)の違いではないでしょうか。


つまり、
 リンモリブデン酸→モリブデンブルー(無機錯体)による発色;
   金属原子によるd-d遷移(=禁制遷移)のため、遷移が起こりにくい=色が薄い
 ニンヒドリン→ヘールマン紫(有機染料)による発色;
   共役系によるπ-π*遷移(許容遷移)のため、遷移が起こりやすい=色が濃い
という差によって、試...続きを読む


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