衍生化氣相色譜法在食品分析中的應(yīng)用研究進(jìn)展

王歡　楊靜

摘要?dú)庀嗌V只適合分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分，對高沸點(diǎn)有機(jī)物的分析相當(dāng)困難，而衍生化反應(yīng)則是解決該問題的有效策略之一。氣相色譜中常見的衍生方法主要有鹵化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、?；磻?yīng)、醚化反應(yīng)、酯化反應(yīng)和硅烷化反應(yīng)，本文對這幾類常用于有機(jī)物分離的衍生試劑及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行較全面的介紹，以期為其推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 衍生化氣相色譜法;食品分析;應(yīng)用

中圖分類號 R917

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）07-0213-02

氣相色譜法是利用氣體作流動相的色譜分析方法，這要求被分析物質(zhì)在色譜柱內(nèi)運(yùn)行時必須處于氣體狀態(tài)。當(dāng)樣品在固定相和流動相組成的體系中做相對運(yùn)動時，具有不同分配系數(shù)的組分在兩相間進(jìn)行多次反復(fù)分配，從而達(dá)到分離的目的。氣相色譜法根據(jù)固定相的物理存在狀態(tài)不同分為氣固色譜法（填充柱氣相色譜法）和氣液色譜法（毛細(xì)管氣相色譜法），但目前應(yīng)用最廣泛的是后者，即毛細(xì)管氣相色譜法。該方法具有效能高、靈敏度高、選擇性強(qiáng)、分析速度快、操作簡便等特點(diǎn)，已被廣泛運(yùn)用。氣相色譜只適合分析揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分，對高沸點(diǎn)有機(jī)物的分析相當(dāng)困難，而衍生化反應(yīng)則是解決該問題的有效策略之一。衍生化氣相色譜法是通過一定的化學(xué)反應(yīng)將不易直接進(jìn)行氣相色譜分析的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為適合分析物質(zhì)的方法的總稱。衍生化反應(yīng)能夠降低有機(jī)物的極性，增強(qiáng)其揮發(fā)性，改善色譜峰形，增大相鄰峰的分離度，提高其在特定檢測器上的靈敏度"。氣相色譜中常見的衍生方法主要有醚化反應(yīng)、?；磻?yīng)、硅烷化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)和酯化反應(yīng)。

1硅烷化反應(yīng)

幾乎所有含活潑氫的有機(jī)醇、酚、酸和胺等化學(xué)物都能與硅烷化試劑發(fā)生衍生反應(yīng)，反應(yīng)活性順序?yàn)榇?酚>羧酸>胺>酰胺，反應(yīng)活性還受空間位阻的影響，其醇的反應(yīng)活性為伯醇>仲醇叔醇，胺的反應(yīng)活性為伯胺>仲胺4-般的反應(yīng)通式如下：

RCH2OH+（CH3）3SiCIRCH2OSi（CH3）3+HCl;

RCOOH+（CH3）3SiClRCOOSi（CH3）3+HCl;

RCH2NH2+（CH3）3SiCIRCH2NHSi（CH3）3+HCl。

最常用的硅烷化試劑是N，0-雙（三甲基硅）三氟乙酰胺（BSTFA，CAS25561-30-2）、N一甲基一N一三甲基硅烷三氟乙酰胺（MSTFA，CAS24589-78-4）、六甲基二硅胺烷（HMDS，CAS999-97-3）和三甲基氯硅烷（TMCS，CAS75-77-4）;最常用的溶劑是吡定，它能接受反應(yīng)生成的鹽酸;一些混合硅烷化試劑如HDMS：TMCS：吡啶（2：1：10）和BSTFA：TMCS（99：1），在這些混合衍生試劑中，TMCS并未參與衍生反應(yīng)，其起到催化劑的作用，使衍生反應(yīng)不需要加熱，在室溫下即可以發(fā)生B。

2酯化反應(yīng)

2.1甲醇法

有機(jī)酸與甲醇在催化劑的作用下加熱，可以發(fā)生酯化反應(yīng)，生成有機(jī)酸的甲酯：

RCOOH+CH3OH→RCOOCH3+H2O

有機(jī)酸與醇反應(yīng)常用的催化劑有濃硫酸、三氟化硼和三氟乙酸酐。當(dāng)使用HSO4作催化劑時，需要回流，反應(yīng)時間較長。若用三氟化硼作催化劑，反應(yīng)可在室溫下完成，通常是將三氟化硼通人甲醇中配制酯化劑，然后再進(jìn)行酯化反應(yīng)4?！妒称分兄舅岬臏y定》（GB5009.168-2016）即采用了三氟化硼作為催化劑的衍生手段。在脂肪提取物中加人2%氫氧化鈉甲醇溶液8mL，于80C水浴上加熱，使脂肪水解皂化，然后加入15%三氟化硼甲醇溶液，于80C水浴中繼續(xù)加熱2min，然后添加正庚烷和飽和氯化鈉水溶液，靜置分層后，吸取上層正庚烷提取溶液，經(jīng)無水硫酸鈉脫水處理后，進(jìn)行氣相色譜分析。

2.2重氮甲烷法

用重氮甲烷作試劑進(jìn)行酯化，反應(yīng)式為

RCOOH+CH2N=N→RCOOCH3+N2

副產(chǎn)物N2逸出后，產(chǎn)物很純，反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，產(chǎn)率很高。例如，美國EPA標(biāo)準(zhǔn)方法測定水中的三氯乙酸就是用溶劑萃取加重氮甲烷酯化，然后用ECD測定的。重氮甲烷有毒，容易爆炸，一般將其溶解在Z醚中使用。

3醚化反應(yīng)

醇和酚可以與醇反應(yīng)生成相應(yīng)的醚，如酚與NaOH成鹽后與碘代烷反應(yīng)，生成苯醚。一個典型應(yīng)用是環(huán)境中酚類的檢測。以a一溴代五氟甲苯作為衍生試劑，與苯酚類反應(yīng)生成含氟的醚，在ECD上有很高的響應(yīng)值，反應(yīng)式為

R-OH+BrCH2C&F5→R-O-CH2CFs+HBr

樣品先用丙酮溶解，以K2CO3作催化劑，在加熱條件下反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到80%～100%。

4酰化方法

?；ㄖ饕糜诎奉惡痛碱惢衔锏难苌?，使用的?；噭┲饕恤岷蚙烯酮2種，反應(yīng)式為

RCH2NH2+RCOOOCR→RCH2NHOCR+RCOOH;

RCH2NH2+CH2CO→RCH2NHCOR。

乙烯酮法較理想，此法反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、無副產(chǎn)物。芳香胺與三氟乙酸酐反應(yīng)可以生成三氟乙酰胺，用于ECD測定。如有機(jī)堿及其同系物與三氟Z酸酐在60C時反應(yīng)5min即可完成。糖類的三氟乙?；怯寐确伦魅軇糜袡C(jī)堿作催化劑。一般?；磻?yīng)在無水條件下進(jìn)行，胺和酚類也可以在水溶液中進(jìn)行。

5展望

衍生化氣相色譜法發(fā)展方向主要為以下4個方面：一是開發(fā)新的衍生試劑，獲得更優(yōu)的衍生效果;二是開發(fā)液體原位衍生技術(shù)，簡化提取步驟;三是優(yōu)化衍生程序，縮短衍生時間，提高分析效率;四是研究衍生產(chǎn)物穩(wěn)定技術(shù)，使方法適合批處理分析。

6結(jié)語

綜上所述，硅烷化反應(yīng)、酯化反應(yīng)（甲醇法、重氮甲烷法）醚化反應(yīng)、?；椒ㄊ悄壳皻庀嗌V中常見的衍生方法，能有效地對高沸點(diǎn)有機(jī)物進(jìn)行分析（10-12），為今后開發(fā)新的檢測方法引領(lǐng)方向。

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