GC/MS分析油酸乙二醇单酯的组成 GC/MS分析油酸乙二醇单酯的组成

GC/MS分析油酸乙二醇单酯的组成

  • 期刊名字:石油化工
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  • 论文作者:李进,乔炜
  • 作者单位:兰州炼油化工总厂石化院
  • 更新时间:2020-03-23
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论文简介

石油化工990713石油化工资源系统数字化期刊 WANFANG DATA (CH PETROCHEMICAL TECHNOLOGY NFO)1999年第28卷第7期vol.28No.71999 DIGITIZED PERIODICALGC/MS分析油酸乙二醇单酯的组成李进乔炜摘要用硅胶玻璃色谱柱吸附样品,采用溶剂梯度洗脱的方法从油酸乙二醇酯添加剂中分离出油酸乙二醇单酯,再用GC/MS详细地分析了油酸乙二醇单酯的组成和结构,并通过油酸乙二醇单酯的结构推断出油酸原料中所含酸的种类,从GC/MS分析领域给出了分析油酸乙二醇单酯的较好方法。关键词油酸酯GC/MS乙二醇 Analysis of Oleic Acid Glycol Monoester by GC/MS LIJin and QIAO Wei Research Institute of Lanzhou Petroleum Processing Chemical Complex, Lanzhou 730060) Abstract Oleic acid glycol monoester is separated from oleic acid glycol ester additive with gel type glass column for sample adsorption and solvent gradient washing method The composition and structure are further analyzed thronghgc/ms. The acid types in oleic acid raw material can be inferred from the structure. An optimized GC/MS method for analyzing oleic acid glycol monoester is given. Keywords: oleic acid, ester, GC/MS, glycol油酸乙二醇酯是一种油性添加剂,具有良好的抗磨性、抗腐蚀性、抗氧化性和抗乳化性。较早应用在工业齿轮油、蜗轮蜗杆油和普通车辆齿轮油中[1。该添加剂是以油酸和乙二醇为原料反应制得的。一方面由于乙二醇有两个羟基,所以在反应时油酸既可以与乙二醇上的一个羟基反应生成分子量较小的油酸乙二醇单酯,又可与乙二醇上的两个羟基反应生成分子量大的油酸乙二醇双酯。另一方面,由于油酸来自天然植物,其中不仅含有碳十八的油酸,还含有其它碳数的酸,油酸原料中各种碳数的酸均可与乙二醇发生反应,所以油酸乙二醇酯的组成较为复杂。兰州炼油化工总厂石化院曾对油酸乙二醇酯进行过分析,方法采用薄层色谱和液相色谱分离,用红外光谱定性,但只能测出其中的油酸乙二油醇单酯和油酸乙二醇双酯的总体含量,而不能给出其结构和分子量大小。有关用GC/MS分析油酸乙二醇单酯的组成还未见报道。本文从油酸乙二醇酯中分离油酸乙二醇单酯,然后对油酸乙二醇单酯用GC/MS做了详细的分析,给出了油酸乙二醇单酯的结构和分子量。1试验部分1.1试剂与设备美国 Finngan-Finnigan-Mt公司的产品-MAT8200有机磁质谱;色谱柱:石英毛细管交联柱18mx0.32mm;固定液:聚甲基硅氧烷;红外光谱:美国PE公司的PE1650红外光谱仪。试剂:石油醚(30~60℃)和乙醚均为分析纯;硅胶:青岛海洋化工厂生产;硅胶粒度:154-450m1.2样品预处理油酸乙二醇酯样品经硅胶柱吸附后,用石油醚和乙醚的梯度溶剂洗脱,把其中乙醚梯度溶剂洗脱下来,溶液挥发掉溶剂就可得到油酸乙二醇单酯。1.3样品分析将1.2中得到的油酸乙二醇单酯做红外光谱分析和GC/MS分析。石油化工9907132结果与讨论2.1油酸乙二醇单酯做红外光谱分析油酸乙二醇单酯的红外光谱分析见图13450.12822.94738.94000300020001000波数/cm图1油酸乙二醇单酯红外光谱图从图1可见,3450cm-1处有较强的吸收峰,说明有一OH基,1738.9cm-1处有很强的吸收,说明有一CH=0羰基[2根据红外光谱图可知,经过硅胶柱分离,从油酸乙二醇酯中我们得到了油酸乙二醇单酯。2.2GC/MS分析油酸乙二醇单酯用GC/MS分析油酸乙二醇单酯,色谱起始柱温140℃,程序升温5/min升至200℃,再以3/min速率升至280C。离子源(EI)温度250℃,接口温度250C。GC/MS分析得到的总离子色谱图见图22010:00200030:0040:0050:00时间/min图2油酸乙二醇单酯GC/MS总离子图从图2看出,油酸乙二醇单酯中含有四种不同的化合物,这四个峰的质谱图如图3(1号峰)、图4(2号峰)、图5(3号峰)、图6(4号峰)。石油化工99071310001049500431176984赵拼012615417340608010012014016018020100.050.0239257300220240260280300320340360380m图3十六酸乙二醇单酯质谱图100.055416950.08398赵1041231372166180406080100120140160180200100.03265000220240260280300320340360380图4十八烯酸乙二醇单酯质谱图相对丰度从该处放大20倍100.043558350.0册买109123137152165194406080100120140160180200100029210×35450.0235249264220240260280300320340360380 m/z石油化工990713图5二十烯酸乙二醇单酯质谱图相对丰度从该处放大10倍100050.0438109123137152165194100.040608010012014016018020320-1050.038223524926327220240260280300320340360380 m/z图6二十二烯酸乙二醇单酯质谱图相对丰度从该处放大10倍对于油酸乙二醇单酯,其结构通式为:RC2 COOCH22Ch2OH为烷基。从得到的四个化合物质谱图上看,质谱上分别得到了四个化合物的分子离子峰,它们的相对分子质量分别为:M1=300,M2=326,M3=354,M4=382。分析图4、图5、图6化合物质谱图,可看出它们有许多相同特征。(1)它们的烷基部分都是烯烃的特征峰,都有m/Z=55、69、73、97、111等系列质谱峰,说明它们的烷基都是烯烃基[3]。(2)它们的相对分子质量相差28,说明它们之间相差两个碳数,即相差C2C2(3)它们都有一个非常强的特征峰,即m/Z=M-62的特征峰(264、292、320)。这个特征峰是油酸乙二醇单酯丢失一个乙二醇HOCH2CH2OH中性分子所形成的。形成过程为 [R-CH2-COOCH2CH2OH]+ [R-CH-C=]*+HOCH2CH2OH对于图3的十六酸乙二醇单酯,其质谱图中有很强的/z=104质谱峰,这是因为十六酸乙二醇单酯中的烷基R—是饱和烃基,在质谱中容易形成y-H重排(麦氏从排),从过度的六员环结构断裂形成了稳定的特征离子[31。而对于图4、图5、图6质谱图,由于它们的烷基R是带双键的不饱和烯烃基,这种结构由于有正反异构体,在空间上有位阻,难以形成六员环过度态结构,所以它们很难形成m/z=104的质谱峰。图3中的y-H重排过程见公式(1)。HH R-CH'o R-CHo toH CH, C-oCH,CHOH, CH: C-OCHCH,OH--R-CH -CH;+CH-C-o-CH,CH,-OH (1) CHm/z=104图2中油酸乙二醇单酯分析结果见表1。从表1可看出油酸原料中含有十六酸、十八烯酸(油酸)、二十烯酸和二十二烯酸,这四种不同的酸分别同乙二醇反应生成四种油酸乙二醇单酯。石油化工990713表1油酸乙二醇单酯分析结果图2中的峰号结构相对分子质量 1 C15H31-COOCH2CH2OH 300 2 C17H33-COOCH2CH2OH 326 3C19H37-COOCH2CH2OH 354 4C21H41-COOCH 2CH 2OH 3823结论(1)通过GC/MS能很好地分析油酸乙二醇酯中的单酯组成和结构(2)由于用气相色谱法不能直接分析油酸原料,而必须对油酸原料进行酯化后才能分析。通过对油酸乙二醇单酯的分析,可以间接了解油酸原料的组成。作者简介:李进,男,1964年生,大学,工程师,电话0931-7935401作者单位:兰州炼油化工总厂石化院,兰州730060参考文献1孙志武石油产品添加剂第一版,大连大连理工大学出版社,1988:1532刑其毅等基础有机化学上册,北京:高等教育出版社,1984:305,4173麦克拉佛蒂著质谱解析第三版,北京:化学工业出版社,1990:73,195收稿日期:1998-10-19

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