一种烟用三乙酸甘油酯中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量的测定方法与流程

本发明涉及烟草检测
技术领域：
，具体是一种烟用三乙酸甘油酯中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量的测定方法。
背景技术：
：在烟草行业，三乙酸甘油酯是卷烟滤棒生产中使用的主要增塑剂，一方面能够使二乙酸纤维素丝束固化成型，从而增加滤棒硬度、压降、抗热塌陷性、缩头和可塑性等，得到满足卷烟接装工艺需要的滤棒；另一方面通过在丝束中加入三乙酸甘油酯，在卷烟抽吸过程中，影响滤棒的过滤效率及卷烟的抽吸质量，降低烟气中的刺、杂、呛、辣感，使卷烟烟气丰满洁净、口感舒适。三乙酸甘油酯通常采用乙酸或乙酸酐与甘油酯化或酰化的生产工艺，为促进酯化率需要加入过量的乙酸和脱水剂。由于酯化或酰化反应不完全，甘油上的三个羟基只有一个或两个被乙酸取代时，生成一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯等副产物。在进一步的蒸馏和精馏获得纯度较高的三乙酸甘油酯成品时，由于一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯很难和三乙酸甘油酯分离开，会残留在三乙酸甘油酯中。三乙酸甘油酯遇水会发生皂化反应(即酯化反应的可逆反应)，因此，在贮存期间，三乙酸甘油酯会与产品中的水发生反应，生成一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、甘油、乙酸等，其酸度会逐渐变高，造成样品的“返酸”，最后导致产品质量不合格。因此，有必要对三乙酸甘油酯中的一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量进行测定、监控。由于酯化反应的特点，其副产物较多，而且反应可逆。要得到高纯度的三乙酸甘油酯，需要采用蒸馏和精馏等方法进行纯化。但是，如果想控制甘油上羟基的酯化反应个数，只有一个或者两个羟基酯化，反应控制极其困难，得到的产物都是一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的混合物；即使后期采用蒸馏和精馏等方法，一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯之间会互相转化，也难以纯化得到纯度较高的一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯。因此，一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯进行定量检测的标准品无论是自主制备还是市面上购买都相当困难。发明人在市场上寻找了三年，都无法购买到一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的标准品。因此，需要解决一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的标准品缺乏情况下的定量问题。本发明人在实现本发明的过程中经过研究发现：三乙酸甘油酯样品中，三乙酸甘油酯含量较高，一般高达99％以上，因此，进行色谱分析时需要稀释。三乙酸甘油酯与乙醇等醇类具有较好的互溶性。一般成分分析时，醇类如甲醇、乙醇、异丙醇是使用较多的稀释溶剂，也是三乙酸甘油酯常用的稀释溶剂。但是，如果使用乙醇等醇类稀释三乙酸甘油酯，醇能够进行酯交换，取代甘油，生成乙酸乙酯等酯类，改变一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的真实含量，从而影响定量准确性。在对三乙酸甘油酯样品进行成分分析时，三乙酸甘油酯含量较高，一般高达99％以上，一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯等其他成分含量较低，三乙酸甘油酯含量和一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯含量差别5-8个数量级甚至更大。一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的性质接近，在一定条件下相互之间会互相转化，没有有效方法去除三乙酸甘油酯，实现一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯的分离富集。因此，要实现含量差别这么大的不同物质在色谱柱中的同时分离、定性和定量也具有相当的难度。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是针对三乙酸甘油酯，提供一种烟用三乙酸甘油酯中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量的测定方法，其采用无水n,n-二甲基甲酰胺(dmf，含分子筛，水分含量≤50ppm)作为溶剂，稀释三乙酸甘油酯后，直接进样进行气相色谱质谱分析的方法。本发明提供的技术方案：一种烟用三乙酸甘油酯中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量的测定方法，包括如下步骤：(1)内标溶液的配制：称取内标样品，以分析纯无水dmf(含分子筛，水分含量≤50ppm，下同)作为溶剂定容，得到内标溶液；(2)标准工作溶液的配制：称取三乙酸甘油酯标准品，以分析纯无水dmf作为溶剂，经逐级稀释配制成标准工作溶液；(3)气相色谱质谱法测定：称取三乙酸甘油酯样品，加入内标溶液稀释摇匀，过0.45μm滤膜后，通过气相色谱质谱联用仪对一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯进行测定；(4)样品中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯测定结果的计算：根据标准工作溶液的测定结果，以各级标准工作溶液中三乙酸甘油酯与内标的质量比为横坐标，色谱总离子流图中三乙酸甘油酯与内标的质量比为纵坐标，绘制工作曲线。再将样品中检测一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的峰面积代入标准工作曲线，得样品中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯含量。进一步的，所述步骤(3)中气相色谱的条件为：db-5熔融石英毛细管色谱柱(30m×0.53mm×1.5μm)；进样口温度：260℃；程序升温：50℃保持1min，5℃/min的速率升至200℃，保持1min，3℃/min升至220℃，保持1min，10℃/min升至260℃，保持10min；分流进样，分流比100:1；载气氦气，恒流模式，载气流量1.0ml/min；进样量：1μl。进一步的，所述步骤(3)中质谱的条件为：ei电离模式，电离能70ev；离子源温度：230℃；传输线温度：250℃；四级杆温度150℃；质谱扫描方式：全扫描(scan)，扫描范围30～350amu。与现有技术相比本发明方法具有如下优良效果：1、本发明测定三乙酸甘油酯样品中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的含量，采用无水dmf作为溶剂稀释三乙酸甘油酯，避免了采用乙醇等醇类溶剂稀释时容易进行酯交换，出现改变了一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的真实含量，影响定量准确性的现象，使分析检测结果更准确。2、本发明方法在色谱分析时采用大孔径(0.53mm)、厚液膜(1.5μm)的高柱容量毛细管色谱柱分析三乙酸甘油酯样品，比常用毛细管色谱柱的孔径(0.25mm)大、液膜(0.25μm)厚、柱容量大，实现了含量差别很大的一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的同时检测和更加准确的定量，较好的解决了含量差别5-8个数量级甚至更大的不同成分的同时检测和准确定量的难题。3、由于一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯分子结构类似，性质相近(nist谱库中的标准质谱图中各碎片离子及其丰度都很接近，见图1-3)。在无法获得一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯标准品，采用气相色谱质谱法测定时，这两种成分的质谱离子流响应与三乙酸甘油酯类似。因此，在无法得到标准品的情况下，采用三乙酸甘油酯的工作曲线来计算一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的含量，具有较强的科学性和合理性。4、本发明前处理方法简单，只是用溶剂进行简单的稀释，即可直接进样分析；气相色谱质谱法测定操作简便，快捷，样品前处理操作简便，稳定性好，具有较好的线性相关性，实用性好。5、本发明方法具有灵敏度高及重复性好的优点。方法的检测限为0.116mg/l，定量限为0.387mg/l，相对标准偏差为2.47％，回收率在95.1～99.2％之间。图说明图1是三乙酸甘油酯的nist谱库中的标准质谱图；图2是二乙酸甘油酯的nist谱库中的标准质谱图；图3是一乙酸甘油酯的nist谱库中的标准质谱图；图4是三乙酸甘油酯的标准工作曲线；图5是烟用三乙酸甘油酯样品a的色谱总离子流图；图6是烟用三乙酸甘油酯样品b的色谱总离子流图。具体实施方式下面结合具体实施例和图对本发明做进一步说明。实施例1称取0.1000g萘(纯度≥99％)溶于1000ml容量瓶中，用无水dmf定容，作为内标溶液备用(内标浓度为100μg/ml)。称取0.2500g三乙酸甘油酯的标准品(纯度≥99％)于250ml容量瓶中，用无水dmf定容，作为标准储备溶液备用(标准储备溶液浓度为1.0mg/ml)。分别移取1ml、2ml、3ml、4ml、5ml的标准储备溶液于100ml三角瓶中，各加入20ml内标溶液，混合均匀，即得系列标准工作溶液。将标准工作溶液经气相色谱质谱仪进行分析。气相色谱条件为：db-5熔融石英毛细管色谱柱(30m×0.53mm×1.5μm)；进样口温度：260℃；程序升温：50℃保持1min，5℃/min的速率升至200℃，保持1min，3℃/min升至220℃，保持1min，10℃/min升至260℃，保持10min；分流进样，分流比100:1；载气氦气，恒流模式，载气流量1.0ml/min；进样量：1μl。质谱条件为：ei电离模式，电离能70ev；离子源温度：230℃；传输线温度：250℃；四级杆温度150℃；质谱扫描方式：全扫描(scan)，扫描范围30～350amu。以各级标准工作溶液中三乙酸甘油酯与内标的质量比为横坐标，色谱总离子流图中三乙酸甘油酯与内标的质量比为纵坐标，绘制工作曲线(如图4所示)，标准工作曲线如下表所示：表1化合物线性方程相关系数线性浓度范围(mg/kg)三乙酸甘油酯y＝1.783x-0.0160.999100-500称取2g烟用三乙酸甘油酯样品a于100ml三角瓶中，加入20ml内标溶液，混合均匀。过0.45μm滤膜后，通过气相色谱质谱联用仪对一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯进行测定，图5为烟用三乙酸甘油酯样品a色谱图。将相同条件下测得的三乙酸甘油酯样品a中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的色谱峰面积，分别代入标准工作曲线，求得样品中一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的含量。测定两次取平均值，得样品a中的一乙酸甘油酯含量为427.1mg/kg、二乙酸甘油酯的含量为153.4mg/kg。实施例2如实施例1所述，选择另一三乙酸甘油酯样品b，图6为烟用三乙酸甘油酯样品b色谱图，样品测定两次，求得三乙酸甘油酯样品b中的一乙酸甘油酯含量为371.6mg/kg、二乙酸甘油酯的含量为242.3mg/kg。图5、图6中保留时间29.48min为二乙酸甘油酯的色谱峰，保留时间30.03min为一乙酸甘油酯的色谱峰。本发明采用无水dmf作为溶剂稀释三乙酸甘油酯，避免了采用乙醇等醇类溶剂稀释时容易进行酯交换，出现改变了一乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的真实含量，影响定量准确性的现象，使分析检测结果更准确；采用大孔径、厚液膜的高柱容量毛细管色谱柱分析三乙酸甘油酯样品，实现含量差别很大的成分的同时检测；在无法得到一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯标准品的情况下，采用三乙酸甘油酯的工作曲线，计算得到一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的含量，实现一乙酸甘油酯和二乙酸甘油酯的相对定量。以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，并不以此限制本发明，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12