[일반화학실험]HPLC에 의한 아데닌과 카페인의 분리

소개

HPLC (High Performance Liquid Chromatography)를 이용하여 아데닌, 카페인의 구조와 elution time과의 관계를 알아보고, 각각의 흡수 스펙트럼을 얻은 후 커피 한 잔에 포함된 카페인을 정량해 보는 실험 레포트이다.

실험 1을 통해 아데닌과 카페인의 구조와 그에 따른 극성 정도를 비교해본다. 실험 2을 통해 아데닌과 카페인이 가장 최대로 흡수하는 파장의 빛을 흡수하는 지 알아본다. 실험 3을 통해 농도비와 흡광도 비를 관련하여 커피 용액에 함유되어 있는 카페인의 양을 구하고, 이에 관련된 법칙을 구해보자.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 자료
8. 참고 문헌

본문내용

1.1. 실험 배경
츠벳의 식물 색소 분리로 출발해서 밀러의 아미노산 분석, 샤르가프의 염기 분석을 가능하게 했던 정상 크로마토그래피는 역상 크로마토그래피로 발전해서 지금은 전 세계적으로 수많은 화학 연구실, 약품, 식품 및 환경 분석실에서 고성능 액체크로마토그래피(high performance liquid chromatogrpahy, HPLC) 방식으로 사용되고 있다. 분리된 화합물의 검출도 in-line으로 이루어진다. 가장 많이 분리되는 유기화합물들은 대부분 자외선을 흡수하기 때문에 HPLC에서도 UV detector가 많이 사용된다. 이 실험에서는 자외선을 흡수하면서 구조적 차이 때문에 역상 크로마토그래피로 분리가 잘 되는 아데닌과 카페인을 분리, 정량하고 자외선 스펙트럼의 차이를 아울러 관찰한다.

1.2. 실험 원리
화학에서 혼합물을 이루는 여러 물질을 알아낼 때는 많은 방법을 사용한다. 화학에서 사용되는 분리 방법에는 침전, 여과, 확산, 원심분리, 증류, 용매 추출, 전기영동 등 여러 가지가 있지만 그 중 크로마토그래피는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 유용한 도구이다. 크로마토그래피는 한 번에 많은 물질을 분리할 수 있고, 미량의 물질을 분석 및 분리가 가능하므로, 요즈음 가장 많이 사용되는 중요한 분리 방법의 하나이다.
HPLC란 High Performance Liquid Chromatography의 약자로써 고성능 액체 크로마토그래피라고 한다. HPLC는 일반적인 액체 크로마토그래피에서 입자는 더욱 작게하고 더욱 가는 컬럼을 사용한다. 이때 느려지는 액체의 통과속도를 보정하기 위해 적절한 고압을 가하여 기체 크로마토그래피와 같은 속도로 뛰어난 분리 능력을 얻을 수 있다. 본 실험에 사용 된 역상 액체 크로마토그래피에서는 옥타데실기(C-18기)처럼 긴 탄화수소 사슬이 공유결합으로 결합된 막을 입힌 작은 입자를 정지상으로 사용하고, 물과 유기용매(실제 실험 물 60%+메탄올 40%)를 섞어서 극성을 조절한 혼합용액을 이동상으로 사용한다.

참고자료

· 표준일반화학실험 제 6 개정판, 신국조 외 6명, 대한화학회, 2004, 실험 8 "크로마토그래피“ pp. 74～75
· 분석화학 제7판, Daniel C. Harris, 김강진 외 역, 자유아카데미, 2007, P. 469~470.
· Exploring Chemical Analysis Fourth edition, Daniel C. Harris, W.H. FREEMAN AND COMPANY, New York and Basingstoke, 2009, p. 414～439
· “크로마토그래피”, 이대문, 민음사, 1991, 머리말
· “HPLC의 이론과 실제”, 박창일·이지호, 자유아카데미, 1993, p.1～2, 79～80, 17～30
· D.A.Skoong외, 권수한외 역, “분석화학”, 6/ed, 탐구당, 1998, p.589, 455～461, 570
· Introduction to modern liquid chromatography, 2/ed, L.R.Snyder·J·J·Kirkland, Wiley-Interscience, 1979, chapter 6
· Principles of Modern Chemistry, 6th Ed. (Oxtoby 외) Ch 14. Chemical Equilibrium
· 생명의 화학, 삶의 화학, 김희준 외, 7장. 물질의 상태와 성질 9장. 평형반응