烷基糖苷反应动力学分析方法论文
摘要：:以正十二醇和葡萄糖为原料一步法合成十二烷基糖苷，为研究正十二醇与葡萄糖之间的反应动力学，本文建立了针对反应体系中组分浓度测定的气相色谱分析法。实验研究结果表明，以单位质量正十二醇中组分的物质的量来表示体系中的组分浓度是合理的，气相色谱法能准确测定反应过程中组分浓度随时间的变化，此分析方法具有较高的准确度和精密度，此分析方法的建立为一步法合成十二烷基糖苷的反应动力学研究奠定了基础。
关键词：:气相色谱;含量测定;十二烷基多糖苷;反应动力学
烷基多糖苷(APGs)是一种新型的非离子表面活性剂，其优势主要体现在两个方面，第一，合成烷基糖苷的原料均绿色可再生，第二，烷基糖苷具有优良的表面性能、复配性能等，目前还没有其他表面活性剂与之相媲美。因此，在石油资源日益匮乏的今天，烷基糖苷表面表面活性剂愈来愈引起人们的重视。十二烷基多糖苷以其优良的性能，成为研究的热点［1－2］。目前，主要以正十二醇和葡萄糖为原料，采用一步法生产十二烷基多糖苷。反应过程中，固体葡萄糖不断溶解于正十二醇中，溶解的葡萄糖与正十二醇在液相中发生反应，生成的十二烷基单糖苷及少量二糖苷和多糖苷溶解于液相中。要对十二烷基多糖苷合成反应动力学进行深入研究，必须建立一套准确的分析方法，准确定量分析反应过程中组分浓度。十二烷基多糖苷的分析方法主要有液相色谱法和气相色谱法，陈敬德［3］、HongSongPark［4］、GuntherCzichocki等［5］对十二烷基多糖苷的液相色谱分析进行了研究，液相色谱法具有对样品无破坏、可以直接分析等优点。但十二烷基多糖苷合成过程的组分对紫外检测器无吸收，只能选择示差检测器、蒸发光散射检测器等物理检测器，而且液相色谱法对于脂肪醇含量很高的体系也存在一些无法克服的困难。气相色谱法是目前对十二烷基多糖苷分析最为有效的方法，周卯星、蓝仁华、梁盟、OlivierGorius等［6－10］对烷基多糖苷产品的气相色谱分析进行了研究，体系中十二醇的含量很低，气相色谱法如何应用于反应动力学的研究有待进一步研究。本文将气相色谱法应用于十二烷基多糖苷合成过程的研究，根据反应过程的特点，确定合理的组分浓度表达方式，准确测定反应过程组分的浓度变化，为正十二醇与葡萄糖反应生成十二烷基多糖苷的动力学研究铺平道路。
1实验
1.1试剂
正十二醇(ω＞98%)、十二烷基吡喃葡萄糖苷(ω＞99.5%)、无水葡萄糖(ω＞99.5%)、六甲基二硅胺烷(AＲ)、三甲基氯硅烷(AＲ)，阿拉丁试剂有限公司;二甲基亚砜(AＲ)，天津市科密欧化学试剂有限公司。
1.2分析仪器与过程
采用AgilentGC7820气相色谱仪分析样品中葡萄糖、十二烷基单糖苷及二糖苷在正十二醇中的含量，该气相色谱仪包括HP－5毛细管色谱柱、FID检测器和EzChrome色谱工作站。分析采用程序升温:初始温度80℃，保持2min，然后以8℃/min的速度升温到310℃，此温度下保持5min，整个分析时间约为35min。分析样品时，取正十二醇与葡萄糖的反应过程样品0.5g左右，用10mL左右二甲基亚砜稀释，取稀释后的混合物液体0.3mL于1.5mL的样品瓶中，加入0.2mL六甲基二硅胺烷和0.1mL三甲基氯硅烷，剧烈摇动1min，静置5min，取上层清液用气相色谱仪分析。
2结果与讨论
2.1分析原理及标准曲线
正十二醇与葡萄糖反应过程中，葡萄糖首先溶解于正十二醇中，然后二者在液相中进行均相反应，生成的单糖苷、二糖苷及多糖苷溶解于正十二醇中，因此，反应动力学研究时以单位质量正十二醇中含有某组分的质量来描述各组分的.浓度是合理的。(1)式中ki和bi分别为线性关系式参数，由实验数据拟合得到。因为二糖苷及多糖苷与单糖苷性质接近，因此所有糖苷均采用单糖苷的标准曲线。按照一定比例准确称取一定量的正十二醇、无水葡萄糖及十二烷基吡喃葡萄糖苷，用二甲基亚砜稀释至一定体积，摇匀后用气相色谱仪进行分析，然后用式(1)进行对测定结果线性回归，确定相应的关系式参数。气相色谱仪分析谱图如图1所示，标准样品中各组分的质量及测定结果如表1、表2所示。对表1、表2的结果按式(1)进行线性回归，得到无水葡萄糖和十二烷基吡喃葡萄糖苷的标准曲线分别为y=1.1454x+179.23和y=0.8958x+33.406，线性度分别为Ｒ2=0.993和Ｒ2=0.999。其中y为正十二醇与葡萄糖或十二烷基吡喃葡萄糖苷的质量比，x为正十二醇与葡萄糖或十二烷基吡喃葡萄糖苷的峰面积比。
2.2分析方法的准确度与精密度
用二甲基亚砜为溶剂准确配制0.1002g/mL的正十二醇溶液和0.700mg/mL的葡萄糖溶液，分别取上述溶液2mL和1mL于试管中，摇匀，溶液中十二醇与葡萄糖的质量比为286.3。取此正十二醇和无水葡萄糖的混合物溶液0.3mL于1.5mL样品瓶中，加入0.2mL六甲基二硅胺烷和0.1mL三甲基氯硅烷后，用气相色谱仪分析，测定结果见表3(平行测定6次)。用二甲基亚砜为溶剂准确配制0.1002g/mL的正十二醇溶液和0.176mg/mL十二烷基吡喃葡萄糖苷溶液，分别取上述溶液3mL和1mL于试管中，摇匀，溶液中十二醇与十二烷基吡喃葡萄糖苷的质量比为1708。取此正十二醇和十二烷基吡喃葡萄糖苷的混合物溶液0.3mL于1.5mL样品瓶中，加入0.2mL六甲基二硅胺烷和0.1mL三甲基氯硅烷后，用气相色谱仪分析，测定结果见表4(平行测定6次)。由表3、表4可见，对于同一样品，采用同样的操作，葡萄糖、十二烷基单糖苷测定值与实际值最大相对误差为4.33%和7.37%，相对标准偏差分别为1.54%和2.53%，此分析方法具有较高的准确度和精密度。
2.3分析方法在动力学研究中的应用
为研究十二醇与葡萄糖的本征反应动力学，反应器中加入120g左右正十二醇，根据无水葡萄糖在正十二醇的溶解度加入一定量的葡萄糖，一定温度下加热，使无水葡萄糖完全溶解于正十二醇中，加入一定比例的十二烷基苯磺酸催化剂，在温度120℃，真空度0.095Mpa条件下进行反应，每隔一定时间取样分析，每次取样量0.5g左右，用本文方法测定组分浓度随时间的变化，分析结果如图2所示。由于二糖苷以上组分含量过低，无法准确测定，只测定了葡萄糖、单糖苷及二糖苷浓度变化。由图2可见，溶解在十二醇中的葡萄糖，一部分与正十二醇反应生成十二烷基单糖苷，生成的十二烷基单糖苷与一部分葡萄糖生成了少量的二糖苷。随着葡萄糖浓度降低，单糖苷的浓度增速减缓，葡萄糖的反应速率与自身浓度成正比。
3结论
(1)本文根据正十二醇与葡萄糖的反应特点，以单位质量正十二醇中组分的量描述组分浓度，用气相色谱法测定各组分浓度，此法具有很好的准确度和精密度。(2)将本方法应用于正十二醇与葡萄糖的反应动力学研究，准确测定了反应过程中组分浓度随时间的变化，本方法为十二烷基多糖苷的反应动力学研究铺平了道路。
【烷基糖苷反应动力学分析方法论文】相关文章：
烷基糖苷对赤潮生物的抑制与灭杀作用的实验07-11
二异丙苯烷基转移反应的热力学分析07-08
烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究01-14
烷基多糖苷季铵盐改性粘土治理赤潮研究01-14
氨法脱硫反应特性的化学动力学分析08-15
高温聚酯化反应动力学的研究(Ⅰ) 聚酯化反应动力学模型07-23
AlCl3催化合成长链烷基萘产物分析与反应机理研究08-27
基于动力子结构方法的场地地震反应分析方法08-04
伯胺的单烷基化反应研究进展11-03