陜南桐油中脂肪酸組成的氣質聯用分析1）

2012-09-27 09:10:40陳陶靜趙景嬋藍春波張百鑫

中國林副特產 2012年6期

陳陶靜，趙景嬋，藍春波，張百鑫

（西北大學化學與材料科學學院，陜西西安710069）

桐油（Tung oil）為油桐樹種子所榨取的油脂，是重要的工業原料和傳統的出口商品。由于桐油具有干燥快、不透水、耐酸堿、防腐蝕、防銹、不導電等特性，是制造油漆、油墨的主要原料，同時也被廣泛用在車船、電子、化工、建筑等領域［1－2］。中國是桐油盛產國，四川、云南、陜西等多省均出產桐油。陜西產桐油主要出自于陜西南部的安康、商洛、漢中地區，由于陜南地區自然條件宜于油桐生長，故其出油率高，桐油品質較好。

目前已有不同產地桐油中的成分及含量報道，主要目的都是對桐油中的桐油酸含量進行檢測。付梅軒等采用氣相色譜法共從桐油中測定出了桐油酸、亞油酸、油酸、棕桐酸、硬脂酸、化生酸、亞麻酸、花生二烯酸，全國大部分地區所產桐油中桐油酸的含量在72%以上［3－4］；劉家欣等采用 GCMS法從湘西產桐油中共鑒定的主要成分為桐油酸、亞油酸、油酸、棕桐酸，其中桐油酸含量為67.56%［5］；王發松課題組在研究來鳳金絲桐油后總共檢出12種脂肪酸，其中桐油酸的總含量為78.53%［6］。

本實驗主要采用氣質聯用技術，對陜南不同地區產桐油及相同地區不同季節產桐油中的主要成分進行了分析，目的在于判定桐油品質是否符合要求。桐油是后期合成防輻射材料的原料，而合成過程中利用的是其他化合物與桐油中的桐油酸反應。桐油酸含量高且基本恒定的桐油作為原料才能保證后期合成出的復合材料具有穩定的性質，因此檢測桐油中各組成含量特別是桐油酸的含量是后續實驗順利進行的必要前提。

1 材料與方法

1.1 樣品

市售桐油：安康某公司購11年產桐油編號為桐油I，12年產桐油編號為桐油II；其他地區購桐油編號為桐油III。

1.2 主要試劑

氫氧化鉀，甲醇，均為分析純。

1.3 主要儀器

Agilent GC－MS 氣相色譜－質譜儀（GC6890，MS5973），Agilent HP－5ms色譜柱（30m×0.25mm×0.5μm），恒溫磁力攪拌水浴鍋，臺秤。

1.4 樣品甲酯化處理

桐油中含有的脂肪酸大部分與甘油形成了三甘油酯，這一化合物因沸點高在氣相上不能氣化無法測試，因此需要通過酯交換反應將其中的脂肪酸轉化為沸點相對較低的脂肪酸甲酯形式，再進行氣質聯用分析［7］。甲酯化步驟為：稱取桐油100g，甲醇按與桐油摩爾比5∶1加入，催化劑KOH用量為桐油添加量的1.1倍。在70℃攪拌的條件下回流反應60min，得到的黃色油狀液體離心后上層清液即為桐油中脂肪酸的甲酯化產物。桐油II和桐油III按相同步驟進行甲酯化處理。

1.5 甲酯化桐油成分的氣質分析

將上述甲酯化后的樣品用甲醇稀釋到合適的濃度后分別進行氣質分析，對其成分和含量按如下色譜條件進行鑒定：高純氦氣，流速1mL／min；離子源溫度230℃，電離方式EI，電離能70eV；柱初溫180℃（2min），程序升溫8℃／min至290℃（5min）；進樣口溫度300℃，分流模式進樣，分流比為200∶1，進樣量0.2μL。用面積歸一化法確定各成分的相對含量。

2 結果與討論

圖1為三種桐甲酯化油GC／MS總離子流色譜圖，其中圖a、b、c分別為桐油I、桐油II和桐油III的氣相色譜圖。圖a中保留時間15.16min的強峰為桐油酸甲酯峰，峰面積非常大，間接反映出桐油I中的桐油酸含量很高；圖b與圖a相似，反映出相同地域不同時間產桐油具有相似的主成份，但各組分的含量卻有略有差異；圖c中保留時間15.19min處為桐油酸甲酯峰，與圖a的主要差異在圖b多了保留時間15.68min的大峰，此峰經分析為亞麻酸甲酯峰，表明此地產桐油中含有大量的亞麻酸。

甲酯化桐油中的主要成分列于表1（含量小于1%的組分未列出），其中桐油I和桐油II中主成份桐油酸的百分含量分別為91.9% 和80.3%；桐油III的主成份除桐油酸外還含有大量的亞麻酸，其百分含量分別為52.1%和32.47%。本研究檢測出的陜南桐油中桐油酸含量及其他組分與文獻報道［3－6］有較大的出入，主要是由于不同產地的桐油的化學組成及含量受油桐的品種、生長氣候、加工工藝等技術影響會產生較大的差異。