歧化松香的气相色谱和紫外分光光度分析方法比较

1、歧化松香的气相色谱和紫外分光光度分析方法比较蒲小东 , 王琳琳 , 陈月圆 , 孙文静 , 陈小鹏 3(广西大学 化学化工学院 , 广西 南宁 530004)摘 要 :采用 1102型气相色谱仪和紫外分光光度计分别对自制歧化松香产品的组成 、含量分析 。气相色谱法能够准确 、全面地对歧化松香产品进行松香树脂酸含量的分析测定 。按照 zb b 72002 - 1984歧化松香 ,使用两台不同型号的紫 外分光光度计对产品中的枞酸和脱氢枞酸含量进行分析测定 ,选择狭缝宽度为 0. 1 nm ,紫外分光光度法对枞酸含量在0. 05 % 4. 88 % 、脱氢枞酸含量在 41. 1 % 50. 9 %之

2、间的歧化松香产品分析较准确 。关键词 :歧化松香 ;气相色谱 ;紫外分光 ;枞酸 ;脱氢枞酸文章编号 : 1673 - 5854 ( 2006 ) 04 - 0007 - 04中图分类号 : tq351. 4文献标识码 : aanalysis of d isp ropo rtionated rosin composition bygc and uv spectrophotometerspu x iao2dong, wan g l in2lin, ch en yue2yuan, sun w en2jing, ch en x iao2p eng( co llege of chem istry an

3、d chem ica l2enginee ring, guangxi u n ive rsity, n ann ing 530004 , ch ina)a b stra c t: p rep a red d isp ropo rtiona ted ro sin wa s ana lyzed by 1102 gc and uv sp ec trop ho tom e te r. it show s tha t the re sin ac id s ind isp ropo rtiona ted ro sin can be de te rm ina ted p rec ise ly and com

4、p le te ly by gc. a cco rd ing to ch ine se d isp ropo rtiona ted ro sin p roduc t standa rd zb b 72002 - 1984, ab ie tic ac id and dehyd roab ie tic ac id in p roduc ts we re de te rm ina ted by two d iffe ren t uv sp ec trop ho tom e te rs. the w id th of slo t is 0. 1nm. a b ie tic ac id and dehy

5、d roab ie tic ac id can be de te rm ina ted co rrec tly in som e concen tra tion range by uv sp ec trop ho tom e te r, the range of ab ie tic ac id is from 0. 05% - 4. 88 % , and the dehyd roab ie tic ac id is from 41. 1% - 50. 9%.key word s: d isp ropo rtiona ted ro sin; gc; uv sp ec trop ho tom e

6、try; ab ie tic ac id; dehyd roab ie tic ac id歧化松香是松香改性的重要产品之一 ,其特点是抗氧化性能好 、脆性小 、热稳定性高 、颜色浅 等 ,主要在合成橡胶 、ab s树脂等乳液聚合生产中用作乳化剂 ,也是制造松香腈和松香胺的原料 ,还 大量用于制造水溶性压敏胶粘剂 、印刷油墨 、有机颜料等 ,特别是近年来发现其主要成分脱氢枞酸 可作为生产生理活性材料的原料 ,且还具有光学 活性 ,在医药 、农药 、化学 、光学中有着潜在的广泛 应用价值 1 。歧化松香组分相当复杂 ,主要成分 为枞酸型 和海 松 酸型 树脂 酸 。对 歧 化松 香的 分析 ,据文

7、献报道有气相色谱法 ,另外还有紫外分光光度法以及改进的紫外分光光度法 ,比如相对定 量法 2 ,导数 光 谱法 3 等 , 但 多采 用 其中 一种 分析方法对歧化松香产品进行检验 。为了进一步准确 、快速地对歧化松香进行分析测定 ,分别采用气 相色谱法和紫外分光光度法对歧化松香成分进行分析比较 ,以探讨最佳的歧化松香产品组成分析 方法 。1 实 验1. 1 歧化松香的制备以广西梧州松脂厂的一级松香为原料 , 200# 油 ( c612的烷烃 )为溶剂 , pd /c 为催化剂 ,恒速搅 拌 ,在 160280 、0. 02 m pa 氮气保护气和反应 时间 2. 0 h条件下 , 制备歧化松

8、香 4 。然后分别 用气相色谱法和紫外分光光度法对产品进行测定收稿日期 : 2006 - 03 - 20基金项目 :国家自然科学基金资助项目 ( 30560119 ) ,广西青年基金项目 (桂科青 0640001 ) ; 广西自然科学基金资助项目 ( 0575003 ) ,广西大学科研基金项目 ( x061020 )作者简介 :蒲小东 ( 1981 - ) ,男 ,四川绵竹人 ,硕士 ,研究方向为化学工艺与林产化工3 通讯作者 :陈小鹏 ( 1954 - ) ,男 ,教授 ,主要研究方向为精细化工与林产化工 ; e2m a il: lilm gxu. edu. cn。8生物质化学 工 程第 4

9、0卷分析 。1. 2 气相色谱法分析歧化松香1. 2. 1 仪器上海分析仪器厂 1102型气相色谱 仪 ; b p- 5 石英毛细管柱 , 规格为 30 m 0. 32 mm0. 25m , f id 检测器 , cd p- 4 s数据处理机 。1. 2. 2 色谱样品的配制由于歧化松香的酸性 部分中含有羧基 ,具有较强极性 ,若直接溶解打入进样器会吸附在色谱毛细管柱上 ,且沸点很高 ,需要色谱柱温度很高 ,因此要先将样品甲酯化 5 。1. 2. 3gc分析条件载气 n2 40 ml /m in,空气 流速 300 ml /m in, 载气柱前压 0. 07 m pa, 检测器温度 250 ,

10、汽化室温度 250 , 分流比 50 1 ,进样量 0. 8l ,灵敏度 8 ,氢气 30 ml /m in, 衰减2 ,柱温采用二阶程序升温 ,起始温度 150 ,停留12 m in,升 温 速 率 4 /m in, 一 阶 终 温 200 , 二 阶 终 温 250 , 停 留 时 间 25 m in, 升 温 速 率2 /m in。1. 3 紫外分光光度法分析歧化松香并加入无水乙醇约 25 ml ,使试样溶解 ,再加入无水乙醇至 100 ml 标线处 ,充分摇匀 。用 1 ml 单 标记移液管吸取上述试样溶液 1 ml ,移入 25 ml 容量瓶中 ,然后加入无水乙醇稀释至 25 ml

11、标线 处 ,充分摇匀 。取 1 cm 的石英皿两只 ,分别加入 试样稀溶液和无水乙醇 ,然后放进紫外分光光度计的吸收池内 ,并用波长 241、250、273、276 nm 的 紫外光进行测定 。枞酸含量 x (以质量分数表示 )计算 :1x1 = (241 - 250 ) / 28 100 %脱氢枞酸含量 x2 (以质量分数表示 )计算 := (276 - 273 )100 %x2式中 :241 、250 、273 、276 波长分别为 241、250、273、276 nm 紫外光的比消光系数 。 比消光系数 计算 : = e (d c )式中 : e 消 光 值 ; d 石 英 皿 厚 度

12、, cm; c 试 样 浓度 , g /l。1. 3. 1 分析仪器w fz- uv2100 型紫外分光光2 结果与讨论2. 1 气相色谱的分析结果对不同温度下自制的歧化松香采用气相色谱 分析 ,实验结果见表 1。度计 (尤尼科上海仪器有限公司 ) ; tu - 1901 双光束紫外可见分光光度计 (北京普析通用仪器有限 责任公司 )1. 3. 2 测定方法精确定量称取 ( 0. 80 0. 01 ) g(称准至 0. 000 1 g)试样 ,移入 100 ml 容量瓶中 ,表 1 不同温度下歧化松香产品的气相色谱组成分析the componen t ana lysis of the d is

13、p ropo rtiona ted ro sin p rep a red unde r d iffe ren t temp e ra tu re s by ga s ch rom a togramtab le 1组分含量 con ten t ( % )制备温度 ( )p rep a red temp e ratu re四氢二氢海松酸 海松酸p im ara2 p im a re2山达海松酸sanda rac2海松酸p im aric acid长叶松酸p a lu stric ac id二氢枞酸ab ie teno ic ac id脱氢枞酸dehyd ro ab ie tic ac id四氢枞酸

14、ab ie tiano ic ac id枞酸ab ie tic ac id新枞酸neoab ie tic acid未知物o the rsno ic ac id no ic ac id p im a ric ac id1601701801902002102202302402502602700. 46040. 66910. 49441. 1151. 3922. 6072. 8253. 8864. 1354. 3054. 6694. 5281. 0440. 98810. 87271. 0280. 92370. 94391. 1640. 98191. 2731. 0911. 2551. 1206. 2

15、265. 7065. 8634. 8454. 4814. 4352. 7152. 2750. 99180. 51860. 58870. 133811. 7711. 568. 5542. 8043. 2463. 1723. 0422. 6641. 9031. 6661. 6171. 6115. 4575. 3617. 81017. 6118. 7923. 9625. 4524. 6521. 7620. 3920. 5017. 9712. 4918. 4625. 6935. 0538. 8041. 7944. 2145. 7651. 4555. 3954. 6858. 0840. 5139. 92

16、33. 1219. 5014. 535. 4622. 9022. 2570. 92630. 57640. 31440. 36417. 7792. 9883. 2720. 83360. 77880. 47330. 42670. 30320. 25900. 06480. 06230. 03900. 26180. 10870. 09680. 02300. 13220. 19650. 19870. 05030. 03520. 06400. 22820. 13112. 9772. 7342. 7832. 8152. 8862. 9321. 6561. 8361. 7340. 07710. 08280.

17、08470. 08310. 0966 280 0. 1082 4. 289 0. 977 0. 2792 1. 320 17. 77 59. 09 1. 511 0. 3234 0. 0565 0. 0759 由表 1可知 ,采用气相色谱法 ,可以把歧化松香的各个组分的含量准确 、全面地分析出来 ,各个组分的含量随着反应温度的增加而变化 ,如枞酸的含量不断减少 ,由 40. 51 % 减少到 0. 3234 % ,第 4期蒲小东 ,等 :歧化松香的气相色谱和紫外分光光度分析方法比较9而脱氢枞酸的含量不断增加 ,由 12. 49 % 增加到59. 09 % 。虽然气相色谱法能较准确地测定歧化 松

18、香各树脂酸的含量 ,但分析操作步骤较复杂 ,每 一个样品的分析从进样到出完色谱峰约需 1. 0 h。 气相色谱法因为其准确 、全面的特点 ,更适用于理 论方面的研究 ,特别是动力学模型建立和反应机理研究 。2. 2 紫外分光光度计的分析结果对于歧化松香中枞酸和脱氢枞酸的测定 ,本 实验共使用了两台不同型号的紫外分光光度计进 行分析比较 。仪器一 : w fz- uv 2100 型紫外分光光度计 ;仪器二 : tu - 1901 双光束紫外可见分光光 度计 。二台仪器光学系统相同的地方是光源及单 色器 ,不同之处在于仪器一的分光系统分出的单 色光是单光束 ,而仪器二是双光束 ;另外还有狭缝 不同

19、 ,仪器一的狭缝宽度固定为 5 nm , 仪器二的狭缝宽度在 0. 1 30 nm内可调 。而能影响到测 量结果的构造差异主要在于狭缝的不同 ,所以狭 缝宽度的选取至关重要 2 。枞酸的紫外线吸收强度的光谱带为 241 nm ,脱 氢 枞 酸 的 紫 外 线 吸 收 强 度 的 光 谱 带 为276 nm 6 。对于 仪 器 一 , 其 狭 缝 宽 度 是 固 定 值5 nm ,测定的脱氢枞酸含量只有 2 % 左右 , 明显 不合理 。对于仪器 二 , 以 260 样 品为 例 , 测定 其在不同狭缝宽度下的吸光度 ,实验结果见表 2。表 2 260 样品在不同狭缝宽度下的吸光度tab le

20、2a b so rbency in d iffe ren t w id th of slo t( 260 samp le)不同狭缝宽度下的吸光度 aab so rbency in d iffe ren t w id th of slo t波长 ( nm )wave length0. 1 nm0. 5 nm1. 0 nm2. 0 nm2412760. 0870. 2530. 2180. 4730. 2180. 4850. 2170. 453由表 2 可知 ,在241 nm 的波长下 ,狭缝宽度为 0. 5 nm、1. 0 nm、2. 0 nm 的吸光度很接近 ,且为最大值 。在 276 nm的波

21、长下 ,狭缝宽度为 1. 0 nm 的吸光度最大 ,故选用 1. 0 nm 作为狭缝宽度 。当 狭缝宽为 1. 0 nm 时 ,测定的枞酸和脱氢枞酸的含 量见表 3。表 3 不同温度下歧化松香产品的紫外组成分析table 3 the component analysis of the disp roportionated ro sin p repared under different temperature by uv spectropho tometer枞酸 ab ie tic acid ( % )脱氢枞酸 dehyd roab ie tic ac id ( % )制备温度 ( )p re

22、p a red temp e ratu re第一次 the first第二次 the second平均值 ave rage第一次 the first第二次 the second平均值 average20021022023024025026027036. 641. 044. 044. 950. 954. 053. 454. 636. 441. 144. 145. 150. 853. 953. 654. 836. 541. 144. 145. 050. 954. 053. 554. 74. 902. 581. 420. 03- 0. 16- 0. 18- 0. 264. 852. 551. 390

23、. 06- 0. 15- 0. 21- 0. 284. 882. 571. 410. 05- 0. 16- 0. 20- 0. 27 280 - 0. 23 - 0. 26 - 0. 25 56. 9 57. 0 57. 0 由表 3可知 ,枞酸含量两次平行测定误差在0. 05 % 以内 ,脱氢枞酸含量两次平行测定误差在0. 2 % 以内 ,符合国家专业标准 zb b 72002 - 1984歧化松香 测定要求 。在 200 及其以下温度 制备的歧化松香 ,枞酸含量无法测定 ,这是因为枞 酸含量过高 ,需要进一步稀释才能测定 。在 250280 下制备的歧化松香 ,枞酸含量测定为负值 ,这是因

24、为枞酸含量太低 。可见对于不同的紫外分 光光度计 ,由于系统差异 ,其测量偏差往往较大 。采用紫外分光光度法测定歧化松香 ,狭缝宽度的选择要合适 ,紫外分光光度法对脱氢枞酸的测定 比较合理 ,但对枞酸的测定却存在一定的局限性 ,其测定范围较窄 。紫外分光光度法测定枞酸 、脱氢枞酸含量具有快捷 、简便的特点 ,被广泛应用于 企业生产 。2. 3 气相色谱法与紫外分光光度法的分析结果 比较由表 1 和表 3 中的数据可知 : 对于在 210 240 下制备的产品 ,紫外分光光度法与气相色 谱法相比 ,枞酸和脱氢枞酸测定值很接近 ,枞酸和脱氢枞 酸 含 量 两 者 测 定 偏 差 都 在 1. 0 % 以 内 。 对于 250 280 的产品 , 由于枞酸含量很低而脱氢枞酸含量较高 ,因此紫外分光光度法与气相色谱法测定偏差较大 ,前者所测枞酸含量为负值 ,10生 物质化学 工 程第 40卷而对脱氢枞酸则偏差为 1. 2 % 3. 3 % 。点 ,被广泛应用于企业生产 。3 结 论3. 1