馬來酸二乙基己酯的氣相色譜分析

王 芳，馬政生，侯玉霞

（西北大學 化工學院，陜西 西安 710069）

分析測試

馬來酸二乙基己酯的氣相色譜分析

王 芳，馬政生，侯玉霞

（西北大學 化工學院，陜西 西安 710069）

研究了以鈦酸四異丙酯為催化劑催化合成馬來酸二乙基己酯（DOM）的氣相色譜分析方法。采用PEG-20M毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）和氫火焰離子化檢測器，通過對照DOM標準物的保留時間和氣相色譜-質譜聯用分析兩種方法對反應產物進行了定性分析；以鄰苯二甲酸二甲酯為內標物，采用內標法對產物進行了定量分析，并確定了DOM的質量相對校正因子。實驗結果表明，當反應液中DOM的質量濃度為10～1 000 mg/L時，DOM和內標物鄰苯二甲酸二甲酯的質量比與峰面積比呈現良好的線性關系，相關系數為0.999 3，平均加標回收率為96.98%～100.26%，標準偏差為1.97%～4.38%。在該分析條件下，該方法的檢出限為0.424 mg/L。該方法快速、準確、重現性高，可用于科研及生產領域中DOM的定性定量分析。

氣相色譜；馬來酸二乙基己酯；2-乙基己醇；鄰苯二甲酸二甲酯；內標法

馬來酸二乙基己酯（DOM）是一種重要的化工產品，分子中含有不飽和鍵，可自聚或與氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯等單體共聚，所得共聚物可用做石油添加劑、涂料、薄膜、黏合劑、彈性紙張處理劑和顏料固著劑等［1-2］。

近年來，有關DOM的合成研究越來越多，其合成產物多采用紅外光譜、元素分析、折光率等方法進行分析［3-5］。氣相色譜法是一種分析速率快、分離效率高的分離分析方法，近年來在石油化工［6-8］、環境保護［9-11］、商業部門檢測鑒定［12-14］等方面應用越來越廣泛。但目前采用氣相色譜法測定產物中DOM含量的研究在國內尚未見報道。

本工作以順丁烯二酸和2-乙基己醇為原料、鈦酸四異丙酯為催化劑合成了DOM，采用氣相色譜-質譜聯用技術分析了產物中DOM的含量。采用GC法測定了反應液中DOM的含量，優化了GC定量分析條件，為生產中檢測、監控DOM的含量提供了一定依據。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

GC/MS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀：島津公司，配有氫火焰離子化檢測器和PEG-20M毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。

順丁烯二酸酐、2-乙基己醇、鄰苯二甲酸二甲酯：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；鈦酸四異丙酯：揚州市天揚助劑有限公司；甲苯、無水乙醇：分析純，天津市富宇精細化工有限公司；DOM標準試樣：色譜純，梯希愛（上海）化成公司。

1.2 分析條件

GC分析條件：載氣為高純氮氣；進樣器溫度300 ℃；檢測器溫度320 ℃；柱溫采用程序升溫，即初始溫度80 ℃保持1 min，以30 ℃/min的速率升至180 ℃保持2 min，再以20 ℃/min的速率升至230 ℃保持10 min；柱前壓0.06 MPa；N2流量30 mL/min，H2流量30 mL/min，空氣流量300 mL/min；分流比30∶1；進樣量1 μL。

MS分析條件：離子源為電子轟擊離子源，離子源溫度250 ℃，電離能量70 eV，檢測器為質量選擇檢測器，監測方式為選擇離子監測，掃描范圍m/z=20～360。

1.3 DOM的制備

在裝有回流冷凝器、溫度計、分水器的三口燒瓶中，將順丁烯二酸酐與2-乙基己醇按一定比例加入到燒瓶中，以甲苯為帶水劑、鈦酸四異丙酯為催化劑，加熱反應體系保持一定的回流速率，反應一段時間，用分水器分離反應生成的水。減壓蒸餾出甲苯，處理并收集反應液。

1.4 溶液的配制

鄰苯二甲酸二甲酯標準溶液的配制：準確稱取0.002 0 g鄰苯二甲酸二甲酯置于100 mL容量瓶中，用無水乙醇定容備用。

DOM標準溶液的配制：準確稱取0.002 0 g DOM標準試樣于100 mL容量瓶中，用無水乙醇定容，備用。用無水乙醇稀釋DOM標準溶液配成質量濃度分別為10，20，50，100，500，1 000 μg/L的6個校正標準溶液，用于繪制標準工作曲線。

反應液的配制：準確稱取0.005 0 g均勻的反應溶液于100 mL容量瓶中，用移液管移入1.0 mL內標物溶液，加入無水乙醇定容，備測。

1.5 分析方法

待基線穩定后，分別測定DOM標準溶液和反應液中DOM的含量。DOM含量按式（1）［15］計算。

式中，wi為待測組分i的質量分數；Ai為待測組分i的峰面積；As為內標物的峰面積；fis為待測組分與內標物的質量相對校正因子；ms為內標物的質量，g；m為試樣的質量，g。

2 結果與討論

2.1 GC分析結果

在擬定的色譜條件下，分析添加內標物鄰苯二甲酸二甲酯的DOM標準溶液，得到的GC譜圖見圖1。由圖1可見，在該色譜條件下，鄰苯二甲酸二甲酯與DOM得到很好分離。DOM的保留時間為8.235 min，鄰苯二甲酸二甲酯的保留時間為5.686 min，溶劑無水乙醇的保留時間為2.504 min。同樣將添加有鄰苯二甲酸二甲酯的反應液進行GC分析，得到的GC譜圖見圖2。

圖1 加入內標物鄰苯二甲酸二甲酯的DOM的GC譜圖Fig.1 GC chromatogram of di-2-ethylhexyl maleate(DOM) and internal standard substance dimethyl phthalate.

圖2 加入鄰苯二甲酸二甲酯的反應液的GC譜圖Fig.2 GC chromatogram of the reaction liquid and dimethyl phthalate.

根據各物質的保留時間可初步判斷圖2中保留時間為8.232 min的物質為DOM，保留時間為8.122 min的物質為馬來酸單（2-乙基己基）酯，保留時間為5.686 min的物質為鄰苯二甲酸二甲酯，保留時間為2.898 min的物質為未反應的2-乙基己醇，保留時間為2.466 min的物質為無水乙醇。

2.2 MS分析結果

為確定反應液中主要產物的組成，對反應液進行了GC-MS分析。經分析，DOM的相對分子質量為341，主鏈斷裂可形成m/z=113，229的離子，酯基中碳原子與氧原子間的鍵斷裂形成m/z=211的離子，同時出現m/z=128的離子碎片，而馬來酸上碳原子與氧原子間的鍵斷裂則形成m/z=181，155的離子，己基鏈上碳原子與碳原子間的鍵斷裂可形成m/z=57，41，71等小碎片離子。由此可見，合成的化合物為DOM。圖3為DOM的MS譜圖。

圖3 DOM的MS譜圖Fig.3 MS spectrum of DOM.

2.3 DOM的標準工作曲線、精密度及檢出限

采用1.4節配制的6個DOM標準溶液繪制標準工作曲線。由標準工作曲線可知，DOM和內標物鄰苯二甲酸二甲酯的質量比與峰面積比呈現良好的線性關系，回歸方程為Y=0.517 1ρ+0.366 7（ρ為試樣的質量濃度，mg/L），確定系數R2=0.999 3。

圖4 DOM的標準工作曲線Fig.4 The standard working curve of DOM.

為驗證該分析方法的準確性，配制了3種已知質量濃度的DOM溶液，每一試樣分別測定5次，實驗結果見表1。由表1可見，測得的DOM含量的標準偏差和相對標準偏差均較小，均小于0.4%，表明此方法的準確性和重現性均較好。

根據EPA552.3方法，檢出限MDL=SD×t（n-1，1-α）。其中，SD為標準偏差，t（n-1，1-α）是自由度為n-1、置信度為99%時的t分布函數，當n=5時t=0.032。IUPAC（國際理論和應用化學聯合會）規定以10倍空白標準偏差對應的質量濃度為方法的測定限（RQL），約為MDL的3.3倍。由此得出，該方法的檢出限為0.424 mg/L，測定限為1.400 mg/L。

表1 方法的精密度Table 1 The precision of the method

2.4 加標回收率的測定

取3份已知質量濃度的DOM溶液，將其置于100 mL容量瓶中，每份溶液中添加一定量的DOM標準試樣，用無水乙醇定容，在1.2節擬定的氣相色譜分析條件下測定溶液中DOM的含量，每個試樣測定3次，然后計算加標回收率，實驗結果見表2。

由表2可見，平均回收率為99.05%，標準偏差為1.97%～4.38%。表明該分析方法具有較好的準確性。

表2 回收率的測定結果Table 2 The determination of the recovery rate

2.5 相對校正因子的測定

取1.4節配置的3種質量濃度的DOM標準溶液，每一水平試樣平均測定5次。在擬定的色譜條件下，分別連續進樣3次，測得DOM的相對校正因子，實驗結果見表3。由表3可見，DOM的相對校正因子平均值為0.846 7，且其相對標準偏差較小，均小于1.0%。

2.6 反應液的定量分析

取1.4節配置的反應液，在擬定的色譜條件下，分別連續進樣3次，測得以鈦酸四異丙酯為催化劑合成的反應液中DOM的含量，實驗結果見表4，其中相對校正因子取0.846 7。由表4可見，在實驗條件下，反應液中DOM的質量分數在84%以上。

表3 DOM的相對校正因子Table 3 The relative correction factor of DOM

表4 反應液中DOM定量測定結果Table 4 The quantitative determination of DOM in the reaction liquid

3 結論

（1）采用GC法測定了以鈦酸四異丙酯為催化劑催化合成DOM的情況，并采用內標法以鄰苯二甲酸二甲酯為內標物，對反應產物中DOM的含量進行分析。

（2）所建立的GC分析方法，在10～1 000 mg/ L內DOM和內標物鄰苯二甲酸二甲酯的質量比與峰面積比呈現良好的線性關系，相對標準偏差小于0.4%，平均回收率為99.05%。該方法快速、準確、重現性高，是一種理想的定性定量分析DOM的方法，為生產中檢測、監控DOM含量提供了一定的依據。

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Analysis of Di-2-Ethylhexyl Maleate by Gas Chromatography

Wang Fang，Ma Zhengsheng，Hou Yuxia
（Collage of Chemical Engineering，Northwest University，Xi'an Shaanxi 710069，China）

A gas chromatography method was established to determine di-2-ethylhexyl maleate(DOM) synthesized from 2-ethyl hexanol and maleic acid with tetraisopropyl titanate as catalyst. The qualitative analysis of DOM was carried out by using PEG-20M polar capillary column and hydrogen flame ionization detector and by means of GC-MS. The quantitative analysis was conducted by internal standard method using dimethyl phthalate as internal standard substance and the mass relative correction factor was determined. The mass ratio of DOM to the internal standard substance was correlated well with the peak area ratio in the range of 10 mg/L to 1 000 mg/L with a correlation coefficient of 0.999 3. The average recovery of DOM was in the range of 96.98%-100.26% with standard deviation of 1.97%-4.38%. The detection limit of the method was 0.424 mg/L.

gas chromatography；di-2-ethylhexyl maleate；2-ethyl hexanol；dimethyl phthalate；internal standard method

1000-8144（2012）04 - 0461 - 04

TQ 075.1

A

2011 - 10 - 28；［修改稿日期］2010 - 01 - 10。

王芳（1986—），女，陜西省安康市人，碩士，電話13389219040，電郵 dodoofwf@126.com。聯系人：馬政生，電話13991923252，電郵 ysfmzs@sohu.com。

陜西省科技發展計劃成果推廣項目（2009TG-29）。

（編輯 李明輝）