氣相色譜法測定甲基異丁基酮的純度及雜質含量

王 彥，陳樂樂

(1.泰州東聯化工有限公司，江蘇 泰州 225321；2.泰州石油化工有限責任公司，江蘇 泰州 225300)

氣相色譜法測定甲基異丁基酮的純度及雜質含量

王 彥1，2，陳樂樂1，2

(1.泰州東聯化工有限公司，江蘇 泰州 225321；2.泰州石油化工有限責任公司，江蘇 泰州 225300)

采用氣質聯用對甲基異丁基酮產品中的雜質進行定性，確定了使用聚乙二醇色譜柱分析甲基異丁基酮純度及雜質含量的氣相色譜條件。重復5次分析甲基異丁基酮樣品，各組分分離良好，各組分相對標準偏差不大于1.31%。

甲基異丁基酮；氣相色譜；氣質聯用

甲基異丁基酮是一種用途廣泛的有機原料和溶劑。作為原料，甲基異丁基酮可以合成表面活性劑和一些高檔的化工原料，另外甲基異丁基酮還用來合成一些農藥和醫藥的萃取劑和稀釋劑，甲基異丁基酮為原料生產的橡膠防老劑[1]廣泛的用于輪胎、膠帶及一般工業橡膠制品中。作為溶劑，甲基異丁基酮可以代替苯和甲苯等溶劑廣泛應用在油墨、涂料和膠粘劑中，比傳統的苯系溶劑揮發度小，毒性低。另外，甲基異丁基酮還可用作金屬萃取劑，應用在有色金屬冶煉、核廢料中回收金屬鈾等。

目前我國沒有甲基異丁基酮測定的國家標準和相關的行業標準，為此，建立一個快速、準確的甲基異丁基酮分析方法對甲基異丁基酮的生產有著重要的意義。梁力等人采用裝有HP-5毛細管柱的氣質聯用定性了甲基異丁基酮中的6種雜質[2]，但其中丙酮和異丙醇兩個組分無法分離，不適用于一般的定量分析。本文采用氣質聯用對甲基異丁基酮產品中的常見雜質進行了定性分析，確定了氣相色譜分析的目標組分，采用毛細管氣相色譜測定甲基異丁基酮的純度及雜質含量，取得較好的效果。

1 實驗部分

1.1 儀器

Agilent 7890B-5977氣相色譜-質譜聯用儀，MassHunter質譜工作站，Agilent 7890B氣相色譜，Openlab Chemstation色譜工作站，7693A自動進樣器，HP-INNOWax色譜柱(30m×0.32mm×0.5um)。

1.2 色譜條件

HP-INNOWax色譜柱，載氣為氮氣(99.999%以上)，載氣流量2.3mL/min，初始溫度60℃保持3min，以20℃/min的速率升溫至180℃，保持6分鐘，進樣口溫度250℃，分流進樣，分流比80:1，進樣量1μL ，FID檢測器，檢測器溫度280℃，檢測器空氣流量400mL/min，燃燒氣流量40mL/min，尾吹氣(氮氣)流量22mL/min。

1.3 氣質聯用條件

HP-INNOWax色譜柱，載氣為氦氣(99.999%以上)，載氣流量1mL/min，初始溫度60℃保持7min，以10℃/min的速率升溫至180℃，保持15min，進樣口溫度250℃，分流進樣，分流比100:1，進樣量0.5μL ，5977MS檢測器，EI源，離子源溫度250℃，四極桿溫度150℃，電子倍增電壓：Atune值；掃描方式SCAN。

2 結果與討論

2.1 色譜柱的選擇

5%苯基-95%甲基聚硅氧烷固定相的HP-5ms色譜柱是常見的通用型色譜柱，本文首先考察了該色譜柱的分離效果，結果發現使用HP-5ms色譜柱進行分析時，通過改變載氣流速和升溫程序均不能使丙酮和異丙醇實現完全分離。

一般情況下，甲基硅酮柱也可用于分離極性組分的有效分離，在考察過程中發現甲基硅酮RTX-1柱對醇類物質有比較明顯的吸附作用，導致其色譜峰拖尾，影響定量的準確性。

甲基異丁基酮及其雜質主要為含氧化合物，具有一定的極性。根據相似相容的原理，強極性的聚乙二醇毛細管柱應對這些含氧化合物有較好的分離效果，本文考察了HP-INNOWax和DB-WAX色譜柱，各組分均能實現較好的分離。

另外本文還考察了中等極性的三氟丙基聚硅氧烷柱，由于氟原子具有較強的親電性，容易與含氧化合物作用而表現出獨特的選擇性，很好的分離某些含氧化合物。在考察中發現樣品的各組分也能實現分離，但是丙酮和異丙醇的分離度低于聚乙二醇固定相的色譜柱。

由于日常的檢測工作中使用的多臺裝有聚乙二醇固定相毛細管柱的色譜對甲乙酮進行檢測[3]，為了提高通用性和使用效率，最終選擇了聚乙二醇固定相的HP-INNOWax色譜柱。

2.2 定性

對樣品進行了質譜分析，圖1為甲基異丁基酮樣品的總離子流圖。提取各組分的質譜圖與NIST譜庫進行比對，確定了樣品中各雜質的組分結構，再通過已知物質的對照分析，表明甲基異丁基酮實際樣品中存在異丙醇、丙酮、異亞丙基丙酮、甲基異丁基醇、二異丁基酮、二丙酮醇和二異丁基醇等雜質。

(注：圖中1-異丙醇；2-丙酮；3-甲基異丁基酮；4-異亞丙基丙酮；5-甲基異丁基醇；6-二異丁基酮；7-二丙酮醇；8-二異丁基醇)

圖1 甲基異丁基酮樣品的總離子流圖

2.3 校正因子的測定

以色譜試劑甲基異丁基酮為本底，用稱量法配制了含有7個雜質組分的三個濃度水平的甲基異丁基酮混合標樣I、II和III，加標濃度見表1，試劑中甲基異丁基酮本底含量已經扣除雜質。其中標樣I用于測定各雜質組分對甲基異丁基酮的相對質量校正因子。標樣II和III用于進行精密度和回收率實驗。

將1μL樣品注入色譜，按照1.2色譜條件進行分析，記錄各峰面積，計算各組分的相對甲基異丁基酮的質量校正因子，結果見表1。

表1 混合標樣的配制濃度和各組分的相對校正因子

2.4 精密度和準確度

對混合標樣II和III，按照1.2色譜條件進行5次平行實驗，計算回收率及精密度，結果見表2。

表2 標樣II、III分析結果的相對標準偏差和回收率

2.5 檢測限

在1.2色譜條件下對標準試樣I分析，以色譜峰高度是基線噪聲的兩倍為標準計算檢出限，得到該方法條件下各雜質組分的檢出限不低于0.0004%。

2.6 實際樣品的測定

在1.2色譜條件下對實際樣品進行5次分析，用表1中的校正因子作峰面積校正歸一化定量，各組分的相對標準偏差最大不超過1.31%，可見該方法條件下甲基異丁基酮的測定結果重復性良好。

3 結論

采用聚乙二醇色譜柱，程序升溫的氣相色譜條件能有效分離甲基異丁基酮及其中所含雜質，加標回收率為98.55%-100.96%，標樣檢測的相對標準偏差不大于1.29%，實際樣品檢測結果相對標準偏差最大不超過1.31%，結果滿意，說明該方法可以作為甲基異丁基酮純度及其雜質含量的檢測方法。

[1] 梁克民,郭海燕.橡膠防老劑4020合成新工藝的工業化研究[J].石油化工,2003,32(3):234-236.

[2] 梁 力,王甲亮,錢仰東,等.氣相色譜/質譜法鑒定甲基異丁基酮產品中的雜質組分[J].分析化學,1998,26(8):1004-1006.

[3] 全國化學標委會石油化學分委會.SH/T 1756-2006 工業用甲乙酮純度的測定 氣相色譜法[S].北京：中國石化出版社，2006.

(本文文獻格式：王 彥，陳樂樂.氣相色譜法測定甲基異丁基酮的純度及雜質含量[J].山東化工，2016，45(14)：61-62，66.)

Analysis of Methyl Isobutyl ketone by GasChromatography

WangYan1，2,ChenLele1，2

(1.Taizhou Donglian Chemical Co.，Ltd., Jiangsu Taizhou 225321;2.Taizhou Petroleum & Chemical Co., Ltd.,Jiangsu Taizhou 225300)

The use of qualitative GC-MS impurities of methyl isobutyl ketone in products. The analysis of methyl isobutyl ketone purity and impurity content using polyethylene glycol column gas chromatography determination. The analysis was repeated 5 times of methyl isobutyl ketone samples, complete separation of the components, components of relative standard deviation is less than 1.31%.

methyl isobutyl ketone; gas chromatography; mass spectrometry

2016-05-11

王 彥,工學學士，工程師?，F從事檢測技術管理工作。

TQ207+.4；O657.7

A

1008-021X(2016)14-0061-02