陕南桐油中脂肪酸组成的气质联用分析1）

陈陶静，赵景婵，蓝春波，张百鑫

（西北大学 化学与材料科学学院，陕西 西安710069）

桐油（Tung oil）为油桐树种子所榨取的油脂，是重要的工业原料和传统的出口商品。由于桐油具有干燥快、不透水、耐酸碱、防腐蚀、防锈、不导电等特性，是制造油漆、油墨的主要原料，同时也被广泛用在车船、电子、化工、建筑等领域［1－2］。中国是桐油盛产国，四川、云南、陕西等多省均出产桐油。陕西产桐油主要出自于陕西南部的安康、商洛、汉中地区，由于陕南地区自然条件宜于油桐生长，故其出油率高，桐油品质较好。

目前已有不同产地桐油中的成分及含量报道，主要目的都是对桐油中的桐油酸含量进行检测。付梅轩等采用气相色谱法共从桐油中测定出了桐油酸、亚油酸、油酸、棕桐酸、硬脂酸、化生酸、亚麻酸、花生二烯酸，全国大部分地区所产桐油中桐油酸的含量在72%以上［3－4］；刘家欣等采用 GCMS法从湘西产桐油中共鉴定的主要成分为桐油酸、亚油酸、油酸、棕桐酸，其中桐油酸含量为67.56%［5］；王发松课题组在研究来凤金丝桐油后总共检出12种脂肪酸，其中桐油酸的总含量为78.53%［6］。

本实验主要采用气质联用技术，对陕南不同地区产桐油及相同地区不同季节产桐油中的主要成分进行了分析，目的在于判定桐油品质是否符合要求。桐油是后期合成防辐射材料的原料，而合成过程中利用的是其他化合物与桐油中的桐油酸反应。桐油酸含量高且基本恒定的桐油作为原料才能保证后期合成出的复合材料具有稳定的性质，因此检测桐油中各组成含量特别是桐油酸的含量是后续实验顺利进行的必要前提。

1 材料与方法

1.1 样品

市售桐油：安康某公司购11年产桐油编号为桐油I，12年产桐油编号为桐油II；其他地区购桐油编号为桐油III。

1.2 主要试剂

氢氧化钾，甲醇，均为分析纯。

1.3 主要仪器

Agilent GC－MS 气相色谱－质谱仪 （GC6890，MS5973），Agilent HP－5ms色谱柱（30m×0.25mm×0.5μm），恒温磁力搅拌水浴锅，台秤。

1.4 样品甲酯化处理

桐油中含有的脂肪酸大部分与甘油形成了三甘油酯，这一化合物因沸点高在气相上不能气化无法测试，因此需要通过酯交换反应将其中的脂肪酸转化为沸点相对较低的脂肪酸甲酯形式，再进行气质联用分析［7］。甲酯化步骤为：称取桐油100g，甲醇按与桐油摩尔比5∶1加入，催化剂KOH用量为桐油添加量的1.1倍。在70℃搅拌的条件下回流反应60min，得到的黄色油状液体离心后上层清液即为桐油中脂肪酸的甲酯化产物。桐油II和桐油III按相同步骤进行甲酯化处理。

1.5 甲酯化桐油成分的气质分析

将上述甲酯化后的样品用甲醇稀释到合适的浓度后分别进行气质分析，对其成分和含量按如下色谱条件进行鉴定：高纯氦气，流速1mL／min；离子源温度230℃，电离方式EI，电离能70eV；柱初温180℃（2min），程序升温8℃／min至290℃（5min）；进样口温度300℃，分流模式进样，分流比为200∶1，进样量0.2μL。用面积归一化法确定各成分的相对含量。

2 结果与讨论

图1为三种桐甲酯化油GC／MS总离子流色谱图，其中图a、b、c分别为桐油I、桐油II和桐油III的气相色谱图。图a中保留时间15.16min的强峰为桐油酸甲酯峰，峰面积非常大，间接反映出桐油I中的桐油酸含量很高；图b与图a相似，反映出相同地域不同时间产桐油具有相似的主成份，但各组分的含量却有略有差异；图c中保留时间15.19min处为桐油酸甲酯峰，与图a的主要差异在图b多了保留时间15.68min的大峰，此峰经分析为亚麻酸甲酯峰，表明此地产桐油中含有大量的亚麻酸。

甲酯化桐油中的主要成分列于表1（含量小于1%的组分未列出），其中桐油I和桐油II中主成份桐油酸的百分含量分别为91.9% 和80.3%；桐油III的主成份除桐油酸外还含有大量的亚麻酸，其百分含量分别为52.1%和32.47%。本研究检测出的陕南桐油中桐油酸含量及其他组分与文献报道［3－6］有较大的出入，主要是由于不同产地的桐油的化学组成及含量受油桐的品种、生长气候、加工工艺等技术影响会产生较大的差异。

图1 甲酯化桐油GC／MS总离子流色谱图：a为桐油I的色谱图；b为桐油II的色谱图；c为桐油III的色谱图

表1 三种甲酯化桐油中的主要化学成分

3 结 论

GC－MS法测定桐油组分简单快速，实验结果表明安康购买的11年产桐油I由于其中桐油酸含量高且成分相对单一，品质较好，符合后期合成材料对原料的要求。

［1］ 廖燕珍，谭东.桐油的加工利用［J］.广西化工，1991（1）：7－11.

［2］ 陈炳章.油桐栽培技术［M］.北京：金盾出版社，1996：32，38，55，125.

［3］ 付梅轩.陈燕.我国主要产区的桐油脂肪酸组成［J］.中国油脂，1985（1）：2－8.

［4］ 付梅轩，陈燕.桐油中桐酸的含量测定方法［J］.中国油脂，1985（1）：17－21.

［5］ 刘家欣，朱苗力，黄诚，等.湘西桐油中脂肪酸的气相色谱一质谱法分析［J］.化工世界，1998（9）：493－494.

［6］ 王发松，尹智亮，谭志伟，等.来凤金丝桐油的化学组成研究［J］.湖北民族学院学报，2008（26）：291－293.

［7］ 阳艳，张敏.湘西桐油中脂肪酸分析方法的研究［J］.中国林副特产，2007（4）：5－7.