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學習重點 掌握正相矽膠的基本規則：固定相極性高，分析物與矽膠作用越強，管柱滯留越久、薄層 Rf 越小。 由官能基判斷吸附能力，特別注意羥基、羧基、磷酸鹽，以及酯化前後的差異。 分清「分析物極性增加」與「移動相沖提力增加」：兩者對滯留與 Rf 的影響方向相反。 會比較純溶劑與混合溶劑的沖提力，並辨認酸鹼添加劑造成的排序變化。 正確計算 Rf 與 Rf × 100，避免將薄層移動距離與管柱滯留時間混用。 核心觀念 一、矽膠靠表面矽醇基吸附分析物 正相矽膠層析以高極性的矽膠為固定相，常搭配相對低極性的有機移動相。矽膠表面的矽醇基（Si–OH）可與分析物的極性官能基產生氫鍵及其他極性作用，使分析物暫時停留於固定相。滯留的關鍵是「分析物極性基團 ↔ 矽膠羥基」，而不是親脂基團或矽原子。 在相同固定相、移動相與操作條件下，分析物與矽膠作用越強，越不容易隨移動相前進。因此，管柱層析的滯留時間越長；薄層層析的移動距離越短，Rf 越小。 比較項目與矽膠作用較強（極性較大）與矽膠作用較弱（極性較小） 管柱滯留時間 tR較長（較晚沖出）較短（較早沖出） TLC 的 Rf較小較大 常見結構特徵羧基、羥基、磷酸根、離子性基團非極性碳氫部分占比較高、羥基被酯化 例如極性為 Y＞Z＞X，則正相管柱的滯留通常為 Y＞Z＞X，TLC 的 Rf 則反過來為 X＞Z＞Y。 二、由官能基與結構判斷滯留 比較結構相近的分子時，可先找羧基、羥基、羰基、醚基等官能基，再看碳氫骨架與離子化情形。不能只數氧原子，也不能只比較分子量。氫鍵供體、受體的性質及整體結構，都會影響與矽膠的作用。 烷類、醛、羧酸：正丁烷、丁醛、丁酸在一般正相矽膠條件下，滯留時間為丁酸＞丁醛＞正丁烷；羧酸可同時作為氫鍵供體與受體，吸附最強，烷類幾乎無極性作用，最先沖出。 醇、酮、醚、醛：在碳數相近的比較中，醇的羥基可作為氫鍵供體，與矽醇基形成強烈氫鍵。己醇（C6H13OH）與甲基酮、二丙醚、己醛相比，滯留最長；酮、醛、醚只能作為氫鍵受體，作用較弱。 胺基酸：共同的胺基、羧基之外，須比較側鏈。Serine 的側鏈帶羥基，在正丁醇／醋酸／水（5：1：5）系統中，比 alanine（甲基）、leucine（異丁基）、methionine（含硫烷基）更易受到矽膠滯留，Rf 最小；側鏈碳氫越大，Rf 越大。 三、酯化、羧酸與鹽類的比較 羥基或羧基被酯化，會失去氫鍵供體能力，並增加分子的親脂性，使正相矽膠上的吸附減弱、Rf 上升；反之，引入羧基、磷酸根或成鹽則極性大增，Rf 下降。 比較對象作答重點 Hydrocortisone 與 hydrocortisone acetateAcetate 將 C-21 羥基酯化，較容易移動；hydrocortisone 的 Rf 較小。 類固醇整體比較（二氯甲烷／乙醚／甲醇／水 77：15：8：1.2）極性：hydrocortisone sodium phosphate＞hydrocortisone＞hydrocortisone acetate＞testosterone propionate。磷酸鈉鹽具高度極性及離子性，Rf 最小；testosterone propionate 羥基少且已酯化，Rf 最大。 Retinol、vitamin A acetate、vitamin A palmitate、retinoic acidRetinoic acid 帶羧基，與矽膠作用最強，Rf 最小；retinol 帶游離羥基次之；acetate、palmitate 為酯，Rf 較大，palmitate 長碳鏈最親脂，Rf 最大。不能因 palmitate 分子量大，就認定其滯留最強。 Hydrocortisone acetate 的 Rf 為 0.51 時，hydrocortisone 多一個游離羥基，Rf 應明顯低於 0.51，在此展開系統中約為 0.20。作答時先排除比 0.51 大或相近的選項（如 0.60、0.50）；至於 0.05 幾乎停在原點，對於在此含甲醇、水的展開液中仍可移動的中等極性類固醇而言偏低，不如 0.20 合理。極性規則只能可靠判斷方向，具體數值須配合合理範圍判斷。 四、移動相越強，越能把分析物帶走 在正相矽膠系統中，移動相極性越大、沖提力越強，越能與分析物競爭矽膠表面吸附位置，使分析物較容易離開固定相。因此，同一分析物通常呈現管柱 tR 下降、TLC 的 Rf 上升。 正相沖提力順序：甲醇＞（異丙醇）＞乙酸乙酯＞二氯甲烷＞正己烷。比較甲醇、異丙醇、二氯甲烷、正己烷時，甲醇的沖提力最強，可使分析物滯留最短；正己烷最弱，滯留最長。此處談的是矽膠上的沖提能力，不能單憑沸點或任一物性數字判斷。 二氯甲烷／正己烷：二氯甲烷比例越高，混合液極性越高、沖提力越強。體積比 10：1、2：1、1：2、1：10 中，以 10：1 極性最大。 比例相同、溶劑不同：不能只看都是 80：20，要比較組成溶劑本身的強弱。分析 betamethasone 時，二氯甲烷／甲醇（80：20）以二氯甲烷為基底、加入最強的甲醇，沖提力高於二氯甲烷／異丙醇、正己烷／異丙醇及正己烷／二氯甲烷，滯留最短。 五、酸鹼添加劑可能改變相對排序 可解離藥物的 TLC 行為不只取決於中性結構的極性。展開液中的酸、鹼、水分及其他溶劑，可能改變分析物的存在形式（分子態或離子態）、溶劑化與矽膠表面作用，進而改變相對 Rf。NSAIDs（diclofenac、mefenamic acid、ibuprofen）皆為羧酸類，在中性與含氨系統中排序不同。 NSAIDs 展開系統Rf 由小到大 氯仿／丙酮（4：1）Diclofenac＜mefenamic acid＜ibuprofen 乙酸乙酯／甲醇／濃氨水（80：10：10）Ibuprofen＜diclofenac＜mefenamic acid 這兩組是特定展開系統下的排序，應連同條件記憶：中性系統中 ibuprofen 最大；含氨鹼性系統中 ibuprofen 反而最小、mefenamic acid 最大。不能把其中一組當作三種藥物在所有矽膠 TLC 上永遠適用的排名。 六、Rf 的計算與管柱指標不同 Rf＝分析物斑點中心自原點移動的距離／溶劑前緣自原點移動的距離。兩段距離必須由同一條點樣基準線量起，單位一致；不可由薄層片底端量起，也不可把斑點到溶劑前緣的剩餘距離當作分子。 Rf 無單位，介於 0 與 1 之間；Rf × 100（hRf）則是將比值乘以 100。例如原點到溶劑前緣 8 cm、斑點中心距原點 4 cm，Rf＝4／8＝0.50，Rf × 100＝50。管柱的 tR 則是自進樣至分析物峰出現的時間，不能套用 TLC 的距離比公式。 常考陷阱 「極性越大，Rf 越大」：在正相矽膠條件下相反；極性越大吸附越強，Rf 越小、tR 越長。 「移動相越極性，滯留越久」：把分析物與移動相的影響混淆。移動相沖提力提高，使 tR 下降、Rf 上升。 「矽膠靠矽原子或羥基吸引親脂基團」：正解是分析物的極性基團與矽膠表面羥基的作用。 「酯有兩個氧，所以比醇更易滯留」：忽略酯化後失去羥基氫鍵供體；醇＞酮、醛、醚。 「分子量大、碳鏈長就滯留久」：正相中碳鏈越長越親脂，Rf 反而越大（如 vitamin A palmitate、leucine）。 「沖提力順序裡二氯甲烷排在正己烷後面」或「乙酸乙酯強於甲醇」：正確為甲醇＞乙酸乙酯＞二氯甲烷＞正己烷。 「混合溶劑比例相同就一樣強」：要看組成溶劑；含甲醇且不含正己烷者最強。 「低極性溶劑比例高才比較極性」：二氯甲烷／正己烷中，二氯甲烷越多極性越大。 「NSAIDs 排序在任何系統都相同」：加入氨水後排序改變，須依條件作答。 「Rf 小就是管柱先流出」：方向顛倒。Rf 小代表吸附較強，對應較晚沖出。 「Rf＝50」：Rf 寫 0.50；50 是 Rf × 100 的數值。 記憶口訣 「矽膠愛極性，抓緊走不遠；柱留久，Rf 小。」 「酸＞醇＞醛酮＞醚＞烷；鹽類磷酸最黏底，酯化長鏈跑最前。」 「甲乙二正：甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷，沖提力由強到弱。」 「沖提力變強，柱快、片走遠。」 「前緣放分母，斑點量中心；酸鹼換條件，排序要重看。」