[서울대학교 화실 A+] HPLC에 의한 아데닌과 카페인의 분리 결과보고서

소개글

[서울대학교 화실 A+] HPLC에 의한 아데닌과 카페인의 분리 결과보고서

2023학년도 1학기에 수강한 서울대학교 "화학실험" 과목에서 최종 A+를 받은 보고서입니다.
해당 결과보고서는 50점 만점에 48점을 받았습니다.

결과보고서 평균 점수가 37점, 최고 점수가 48점으로 결과 해석이 까다로웠던 실험입니다.

2024학년도 1학기 기준으로 "화학실험1" 과목은 "화학실험"과 동일한 커리큘럼으로 진행되므로, 이 자료를 참고하셔도 됩니다.

과제 1. HPLC는 서로 다른 분자뿐만 아니라 서로 다른 입체구조를 가지는 한 분자의 거울상 이성질체(enantiomer)를 분리하는 데에도 사용될 수 있다. HPLC를 이용해 거울상 이성질체를 분리하는 방법과 원리를 간단히 설명하시오.

과제 2. 다음은 역상 HPLC를 통해 알약 1정에 들어있는 아세틸살리실산(Acetylsalicylic acid, ASA)과 카페인(Caffeine, CAF)의 양을 살리실산(Salicylic acid, SA)을 내부 표준물질 (internal standard)로 활용하여 정량하는 실험이다.
각 샘플(1~3)은 표에 기록된 양만큼의 아세틸살리실산과 카페인을 250 ml 부피 플라스크에 첨가하고 100 ml 가량의 메탄올에 녹인 후, 10 ml의 살리실산을 각각의 샘플에 첨가하여 제조하였다.
다음 표는 각 샘플에 포함된 시료들의 양과 HPLC를 통해 이들을 분석한 결과를 나타낸 것이다.

샘플/아세틸살리실산(ASA)/카페인(CAF)/살리실산(SA)/피크 높이 비율(ASA/SA)/피크 높이 비율(CAF/SA)
1/200.0 mg/20.0 mg/10 ml/20.5/10.6
2/250.0 mg/40.0 mg/10 ml/25.1/23.0
3/300.0 mg/60.0 mg/10 ml/30.9/36.8
4/(a)/(b)/10 ml/23.2/17.9

(1) 분석 대상이 되는 알약 1정을 100 ml 가량의 메탄올에 녹인 후 10 ml의 살리실산(SA)을 첨가하여 ‘샘플 4’를 제조하고, 해당 샘플을 HPLC를 통해 분석하였다. 알약 1정에 포함된 아세틸살리실산과 카페인의 양((a), (b))을 구하고, 이를 정량하는 과정을 Excel을 활용해 그린 검량 곡선을 포함하여 서술하시오.
(2) 실험 절차에 따르면 ‘대략적으로’ 100 ml 가량의 메탄올을 활용해 표준 시료와 미지 시료를 녹여 샘플을 제조한다. 첨가하는 메탄올의 부피를 보다 정확하게 정량할 필요가 없는 이유를 간단히 서술하시오.

목차

1. [ Data & Results ]
I. 아데닌과 카페인의 분리
II. 아데닌과 카페인의 흡수 스펙트럼
III. 커피 속 카페인의 정량 분석

2. [ Discussion ]

3. [ Assignment ]
과제 1
과제 2

4. [ Reference ]

본문내용

[ Data & Results ]

I. 아데닌과 카페인의 분리

300μM 아데닌 용액과 500μM 카페인 용액을 260nm의 파장 조건에서 각각HPLC로 분석한 결과는 다음과 같다.

그림 1-300μM 아데닌 용액 분석 결과
그림 2-500μM 카페인 용액의 분석 결과

이를 표로 정리하여 나타내면 다음과 같다:

Retention Time(분) / 적분값(mV·s) / 피크 높이(mV)
아데닌 1.9150 / 6556.7578 / 1472.7894
카페인 3.4450 / 4517.5102 / 670.1788

아데닌의 RT는 1.9150분, 카페인의 RT는 3.4450분으로, 아데닌이 카페인보다 더 빠르게 검출되었음을 알 수 있다.

II. 아데닌과 카페인의 흡수 스펙트럼
300μM 아데닌 용액과 500μM 카페인 용액을 1:1로 혼합 후 이를 각각 250nm, 260nm, 270nm, 280nm의 파장 조건에서 HPLC로 분석하였다.

그림 3~5의 크로마토그램에는 각각 2개의 피크가 나타나는데, I. 아데닌과 카페인의 분리에서 얻은 결과에 의하면 먼저 나타나는 피크가 아데닌의 검출 피크임을 알 수 있다.

참고 자료

김희준, 일반화학실험, 자유 아카데미, 2010
류재정, HPLC키랄 정지상에 의한 거울상 이성질체의 분리, Polymer science and technology v.13 no.5 , 2002, 686-693