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微波催化酯化反应在脂肪酸分析中的应用研究

作　者: 王峰
导　师: 李宝瑛
学　校: 北京化工大学
专　业: 应用化学
关键词: 微波脂肪酸脂肪酸甲脂酯交换反应 2,2-二甲氧基丙烷四甲基氢氧化铵三甲基氢氧化锍等效链长值气相色谱-质谱联用
分类号: O656
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本论文主要研究了一种新鲜生物组织中脂肪酸组成的快速测定新方法，即微波催化甲酯化法。利用此方法可使样品的消解、脂肪酸的萃取和酯化衍生反应等步骤一步同时快速完成。所采用的试剂有两类混合试剂。一类为酸催化酯交换混和试剂，包括BF₃甲醇液：苯：正己烷：2，2—二甲氧基丙烷（DMP）=（37：30：28：5）和甲醇：苯：正己烷：2，2—二甲氧基丙烷：硫酸=（37：30：26：5：2）。另一类为碱催化酯交换混合试剂，即甲醇钠甲醇液：苯：正己烷=（50：30：20）。这两类试剂的作用特点如下，在微波辐照的过程中，反应液消解样品并同时将类脂（lipids）甲酯化，此时反应液为均相。反应过程只需5—10分钟即可完成，反应液冷却后自动成为兩相，上层含脂肪酸甲脂（FAMEs）的正己烷相，可直接进样分析。这两类试剂可分别用于类脂含量范围很宽的各类动植物样品。在实验过程中，酯交换试剂中组份的组成比例，微波辐照时间，样品含水量等实验条件参数都得到了优化，实验结果经与传统甲酯化法的数据相比较可看出，新方法具有快速、高效和准确的特点。此外，论文还研究了强有机碱甲酯化试剂的在线衍生作用。对比分析了鱼油中的二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的变化后可知，常用的强有机碱四甲基氢氧化铵（TMAH）会引起多不饱和脂肪酸（PUFAs）如EPA和DHA的大量分解，而另一个新合成的强有机碱三甲基氢氧化锍（TMSH）则克服了TMAH的缺点，结果更准确。在FAMEs的分离实验中，采用了两类色谱柱进行分离，效果都较好。其中一类为非极性交联毛细管柱HP-5（5％苯基甲基硅油），另一类为极性柱，包括毛细管柱HP-20M（聚乙二醇2万）和填充柱10％DEGS（丁二酸二乙二醇聚酯）。在定性分性实验中，等效链长值（ECL）是一种专用于脂肪酸定性分析的保留指数。本论文所测ECL经与文献标准值对照，差别很小，说明本实验操作系统是稳定和可靠的。另外，色谱一质谱（GC-MS）定性也被实验所采用。利用ECL值和GC—MS联合定性，样品中脂肪酸的结构基本都找到了归属。总之，采用微波作为辅助手段，可快速完成样品脂肪酸的分析，即减少了PUFAs分解，又避免了短链脂肪酸（SCFAs）的损失，因而结果更可靠。

全文目录

前言  6-8
第一部分：脂肪酸气相色谱分析方法回顾  8-21
  第一章：脂肪酸简介  8-10
    1.1 天然油脂  8-9
    1.2 复杂脂质  9-10
    1.3 常见的脂肪酸  10
  第二章：脂肪酸分析文献综述  10-19
    引言  10-11
    2.1 脂类的萃取  11
    2.2 脂肪酸甲酯化反应  11-16
      2.2.1 脂肪酸皂化酯化反应  12
      2.2.2 脂肪酸酯交换反应  12-14
        2.2.2.1 酸催化酯交换反应  12-13
        2.2.2.2 碱催化酯交换反应  13-14
      2.2.3 有机碱催化甲酯化反应  14-16
      2.2.4 脂肪酸的其它衍生物  16
    2.3 脂肪酸的分离  16-17
    2.4 脂肪酸的定性分析方法  17-18
      2.4.1 标准物对照定性法  17
      2.4.2 等效链长值(ECL)值定性法  17-18
      2.4.3 色谱—质谱(GC—MS)定性法  18
    2.5 脂肪酸的定量分析方法  18-19
  第三章：微波化学简介  19-21
    3.1 微波的热效应  19
    3.2 微波在化学反应中的应用  19-20
    3.3 微波在脂肪酸分析中的应用  20-21
第二部分：实验部分  21-54
  第四章：脂肪酸的微波催化甲酯化反应条件的研究  21-43
    引言  21
    4.1 实验仪器设备与试剂  21-22
      4.1.1 实验仪器  21
      4.1.2 试剂  21-22
      4.1.3 样品  22
      4.1.4 微波反应的注意事项  22
      4.1.5 微波反应装置  22
    4.2 甲酯化转化率的考察方法  22-25
    4.3 微波催化实验方法与仪器分析条件  25-26
    4.4 微波催化酸性酯交换反应条件参数的研究  26-35
      4.4.1 苯的比例对甲酯化转化率的影响  26-27
      4.4.2 微波炉的加热方式  27-28
      4.4.3 微波功率对甲酯化转化率的影响  28-29
      4.4.4 水浴加热时间对甲酯化转化率的影响  29
      4.4.5 微波辐照时间对甲酯化转化率的影响  29-32
      4.4.6 样品含水量对甲酯化转化率的影响  32-33
      4.4.7 微波催化法和传统法在植物油样测定中的结果比较  33-34
      小结  34-35
    4.5 微波催化碱性酯交换反应条件参数的研究  35-38
      4.5.1 甲醇钠甲醇溶液的配制  35
      4.5.2 苯的比例对甲酯化转化率的影响  35-36
      4.5.3 微波辐照时间和水浴加热时间对甲酯化转化率影响的比较  36-37
      4.5.4 微波催化法和传统法在植物油样测定中的结果比较  37-38
      小结  38
    4.6 微波催化酸性酯交换反应和碱性酯交换反应的区别  38-40
      4.6.1 酸性或碱性试剂测定动物油脂脂肪酸分布的结果比较  38-39
      4.6.2 微波催化酸性和碱性酯交换试剂作用机理的区别  39-40
    4.7 微波萃取催化一步法在原始样品脂肪酸分析中的实际应用  40-43
      4.7.1 微波催化酸性试剂的实际应用  40-42
      4.7.2 微波催化碱性试剂的实际应用  42
      4.7.3 结果讨论  42-43
      小结  43
  第五章：有机强碱在线衍生甲酯化反应研究  43-46
    5.1 四甲基氢氧化铵(TMAH)热解甲酯化反应  43
    5.2 三甲基氢氧化锍(TMSH)热解甲酯化反应  43-44
      5.2.1 TMSH的制备  43-44
      5.2.2 TMSH甲酯化反应  44
    5.3 TMAH和TMSH测定鱼油脂肪酸的结果比较  44-45
    5.4 有机碱法和传统法在植物油样测定中的结果比较  45
    小结  45-46
  第六章：类脂甲酯化的微波干法反应和多相反应探索  46-47
    6.1 微波干法反应  46
    6.2 微波多相反应  46
    6.3 结果与讨论  46-47
  第七章：脂肪酸的定性分析  47-51
    7.1 等效链长值(ECL)的测定  47-50
      7.1.1 色谱条件  47
      7.1.2 作图法求ECL值  47
      7.1.3 计算法求ECL值  47
      7.1.4 结果与讨论  47-50
    7.2 色谱—质谱定性法  50-51
    小结  51
  第八章：结论  51-54
文献  54-60
附录Ⅰ 样品色谱图  60-63
附录Ⅱ 脂肪酸质谱图  63-70
致谢  70

微波催化酯化反应在脂肪酸分析中的应用研究

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