Série 6: HPLC. Octanoic acid

Transcription

1 Série 6: HPLC Exercice 1 : a) Quels paramètres pourrait-on varier pour changer la résolution de deux pics trop proches? b) Après optimisation d une élution isocratique avec différents solvants, la résolution de deux pics est de 1,2. Comment peut-on améliorer la résolution sans changer les solvants d élution ni le type de phase stationnaire? Exercice 2 : a) Des composés aromatiques non polaires sont séparés par HPLC. La phase stationnaire est une phase inverse C18 constituée de greffons de chaînes aliphatiques à 18 carbones. L éluant utilisé est un mélange 65% méthanol / 35% H 2 O. Comment les temps de rétention seraient-ils modifiés en utilisant un mélange avec 90% de méthanol? b) Deux composés, octanoic acid et 1-aminooctane, sont chromatographiés sur la même colonne HPLC décrite en (a) et en utilisant comme éluent un mélange 20% méthanol / 80% tampon (ph 3.0). Lequel des deux composés sera élué en premier? Pourquoi? CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 Octanoic acid 1-aminooctane Exercice 3 : Quel est l ordre d élution des acides suivants en HPLC avec une colonne dont la phase stationnaire est de type C18 et comme phase mobile un tampon formiate ph 9 (C = 200 mm)? 1 acide linoléique CH 3 (CH 2 ) 4 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 CO 2 H 2 acide arachidique CH 3 (CH 2 ) 18 CO 2 H 3 acide oléique CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 CO 2 H 1

2 Exercice 4 : Conditions expérimentales : colonne de 4 mm de diamètre et de 150 mm de long. Le débit est de 1 ml/min. La phase stationnaire C18 est constituée de greffons de chaînes aliphatiques à 18 carbones. L élution est faite par un mélange isocratique de méthanol (58%) et d eau (42%) avec 1% d acide acétique. CO 2 CH 3 CO 2 CH 2 CH 3 CO 2 CH 3 CO 2 CH 2 CH 3 Diméthyl-phtalate Diéthyl-phtalate Acide benzoïque A quels pics correspondent les composés représentés ci-dessus? Expliquer l ordre d élution. Exercice 5 : La figure 1 montre la séparation d additifs pour boissons sucrées obtenue en chromatographie en phase liquide. a) Préciser la nature des interactions principales développées entre les solutés et la phase stationnaire. Indiquer quelle serait l influence d une augmentation de la teneur en acétonitrie dans la phase mobile. b) Expliquer qualitativement la variation de rétention observée entre les chromatogrammes de la figure 1. c) Expliquer, à l aide des données jointes, l ordre de rétention des trois additifs. Données complémentaires : Solubilité dans l eau : caféine 2,17 g / 100 ml ; aspartame 1 g / 100 ml ; acide benzoïque 0,3 g /100 ml Constante d acidité dans l eau : acide benzoïque pka = 4,2 ; aspartame pk a1 = 3,7 pka 2 = 9,6 ; acide phosphorique pk a1 = 2,2 - pka 2 = 7,2 - pka3 = 12,2 2

3 Figure 1 : Séparation d additifs de boissons par chromatographie en phase liquide A) Colonne Wakosil 5 C8 (silice greffée octyle) B) Colonne Wakosil 5 C18 (silice greffée octadécyle) Dimension : 15 cm x 4,6 mm d.i. ; Phase mobile : mélange acétonitrile solution aqueuse de KH2PO4 0,1 M (10 : 90, v/v), débit : 1 ml.min-1 Identification : caféine (1), acide benzoïque (2), aspartame (3) Exercice 6 : Taille des particules et efficacité de colonne Un même échantillon est chomatographié en HPLC avec une colonne de 5 cm avec phase inverse C18. Entre les chromatogrammes a et b, uniquement la taille des particules remplissant la colonne diffère : 4!m (figure a) et 1,7!m (figure b). 3

4 a) Comment évolue l efficacité de la colonne lorsque la taille des particules diminue? Justifier. En général, les particules de silice occupent environ 40% du volume de la colonne et le solvant environ 60%. La colonne (figure a) a un diamètre interne de 4,6 mm et est utilisée à un débit, uv, de 3 ml.min-1. Le volume d échantillon injecté dans la colonne est de 20!L. La colonne (figure b) a un diamètre dc = 2,1mm. b) Quel débit doit être utilisé dans la configuration de colonne b (figure b) afin d obtenir la même vitesse linéaire, ux, que la colonne a? Exercice 7 : La figure ci-dessous représente la séparation chromatographique d un mélange de pesticides et d herbicides. a) De quel type de chromatographie s agit-il? b) Préciser la nature des interactions mises en jeu entre les solutés et la phase stationnaire. Justifier l ordre d élution des composés. c) Calculer pour le composé 4 le nombre de plateaux théoriques et la hauteur d un plateau théorique. d) Calculer les facteurs de rétention des composés 1 et 2 puis la sélectivité et la résolution pour cette paire. La résolution permet-elle une analyse quantitative satisfaisante? Colonne : Luna 5 µm C18, 150 x 4,6 mm Phase mobile : acétonitrile / eau (50 : 50) Débit : 1,0 ml.min-1 Détection UV à 220 nm Echantillon : 1. Carbofuran 2. Carbaryl 3. Propham 4. Captan Temps mort : 1,87 min Temps de rétention des composés : tr1 = 4,78 min ; tr2 = 5,29 min ; tr3 = 8,47 min ; tr4 = 11,44 min Largeurs à la base des pics :!1 = 0,29 min ;!2 = 0,34 min et!4 = 0,58 min 4

5 Données de solubilités disponibles : Carbofuran : solubilité dans l eau = 700 ppm Carbaryl : solubilité dans l eau = 120 ppm, légèrement soluble dans le diméthylformamide et l acétone. Propham : pratiquement insoluble dans l eau Captan : pratiquement insoluble dans l eau, solubilité dans l éthanol = 3 g.l-1, solubilité dans le chloroforme = 78 g.l-1 5