【揭秘】液相色谱：甲醇和乙腈什么时候该用？

乙腈特性：

乙腈，常温常压下为无色透明液体，极易挥发，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质，与水和醇无限互溶，有类似于醚的特殊气味。

乙腈虽然包“溶”性强，但是也是有脾气的，很危险。乙腈为有毒品，具有燃烧、爆炸性质，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，因其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源引着回燃。同时，乙腈可经呼吸道和皮肤黏膜被吸收进人体，其致死量为5mL，所以使用人员需做好防护。

乙腈是一种极性的不可电离非质子酸，由于存在由于存在C≡N，它可以带来π-π相互作用，又因为氮原子具有高电负性，它可以作为氢键的受体与另一分子形成氢键。

甲醇特性：

甲醇，是一种无色透明、易燃、有毒的高挥发液体。结构为最简单的饱和一元醇，纯品略带乙醇气味，粗品刺鼻难闻，能无限地溶于水或酒精中。甲醇最早从干馏木材的蒸出液中分离得到，故又称“木醇”或“木酒精”。

甲醇有毒，中毒的潜伏期一般介于12-24小时。致死剂量为30ml，5～10ml为严重中毒，10ml以上可引起失明，可经人体皮肤、呼吸道、胃肠道吸收中毒，所以操作使用时需注意。

甲醇是一种极性的可电离质子酸，它可以和另一个分子相互作用形成氢键。

截止波长：

当使用甲醇或乙腈配制流动相，了解它们的紫外截止波长对于选择样品的检测波长是非常重要的。如果样品的检测波长低于溶剂的紫外吸收截止波长时，往往会产生很大干扰，通常体现在基线有很严重的毛刺，梯度运行的时候基线漂移得更严重，还会影响方法的检测限和灵敏度。乙腈与甲醇相比，它的截止波长更低，约为190nm，而甲醇约为210nm，这意味着使用乙腈时可以在190nm的低波长下进行样品检测，但使用甲醇作为有机溶剂，可能无法使用低于210nm的波长，因为此时会产生噪音干扰基线。

经济成本：

另一个重要因素是甲醇和乙腈的经济成本。乙腈价格高于甲醇，因此当有可能使用甲醇代替乙腈时，可以使用甲醇以节省实验室成本。

HPLC系统一般能承受的背压约为4000psi，超过这个数值泵就无法工作。因此，应优先选择产生最小背压的流动相。

有机溶剂和背压之间存在怎样的关系呢？在上图中，使用色谱柱：ODS（150mm×4.6mm，5μm），流  速：1.0ml/min，比较了乙腈与水和甲醇与水混合物在不同条件的压力。由于较高的温度导致溶剂的粘度降低，压力也趋向降低。将柱温设置在25~40℃之间进行比较，我们可以看到甲醇的压力更高。因此，将流动相中的乙腈替换为甲醇时，需要重新评估仪器系统和色谱柱的耐压能力。

流动相中有机相的选择，首先考虑的是溶剂的强度和极性。溶剂的强度决定着化合物洗脱需要有机溶剂的量，在反相色谱中，溶剂的强度越大，洗脱能力越强，所需的量则越少。常用的几种有机溶剂的溶剂强度分别为：甲醇2.64，乙腈3.12，四氢呋喃4.4，从数值来看，在反相色谱中这几种有机溶剂的洗脱能力排列如下：甲醇<乙腈<四氢呋喃，具体对应起来如下图所示：

从上图中可知，若某一化合物能够在20%乙腈水的条件下洗脱下来，如果将乙腈换成甲醇，则需约28%甲醇水才能洗脱，而换成四氢呋喃，则仅需15%的四氢呋喃就能洗脱。(注：上述只是理论上的数据，在实际实验中，如果需达到相似的保留，将乙腈更换成甲醇，我们建议在上图的基础上，额外增加10%甲醇；而将乙腈更换成四氢呋喃时，则需减少5%四氢呋喃。)

乙腈和甲醇在分离的选择性上不同。如图中所示，苯酚和苯甲酸的洗脱顺序改变(但水比例高时，用乙腈，也是苯酚先洗脱)。这是由于有机溶剂分子的化学性质(甲醇是质子性溶剂，乙腈是非质子性溶剂)不同所致。

因此，在用乙腈类不能获得分离的选择性时，就用甲醇试一试。