氣相色譜法分析碳酸甲乙酯

湯 嫻

（銅陵金泰化工股份有限公司， 安徽 銅陵 244000）

碳酸甲乙酯（Ethyl Methyl Carbonate，簡(jiǎn)稱EMC）是一種簡(jiǎn)單的不對(duì)稱碳酸酯，相對(duì)于碳酸二甲酯等對(duì)稱碳酸酯化合物，其極性特點(diǎn)決定了它在溶劑和反應(yīng)試劑領(lǐng)域有著不可替代的重要地位。尤其是用于鋰電池行業(yè)作為導(dǎo)電性電解質(zhì)和可選擇不同基團(tuán)參與有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。

碳酸甲乙酯主要有三種合成方法：光氣法、酯交換法和羰基化法，銅陵金泰化工股份有限公司生產(chǎn)的碳酸甲乙酯主要是采用碳酸二甲酯和乙醇在一定比例條件下混合，以醇鈉作為反應(yīng)催化劑，酯交換反應(yīng)生成，通過(guò)精餾分離可得到純度約為99.98%的碳酸甲乙酯。但是，碳酸甲乙酯的檢測(cè)方法未見(jiàn)報(bào)道。銅陵金泰化工股份有限公司采用氣相色譜法（GC）對(duì)合成及分離工藝進(jìn)行控制分析。碳酸甲乙酯在汽化室汽化后，在載氣（N2）作用下進(jìn)入毛細(xì)管柱，由于碳酸甲乙酯和其他雜質(zhì)在氣相和毛細(xì)管柱固定相的分配系數(shù)有差異，經(jīng)過(guò)反復(fù)（約為103-106次）的吸附、脫附，各個(gè)組分在毛細(xì)管柱中的速度就會(huì)有所不同，經(jīng)過(guò)一定的柱長(zhǎng)后，不同的組分就得以分離開。最終通過(guò)電信號(hào)的輸出與放大將碳酸甲乙酯的檢測(cè)結(jié)果以色譜圖的形式（采用面積歸一法）呈現(xiàn)。本文著重討論碳酸甲乙酯氣相色譜分析方法的建立。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀：安捷倫7820A型，氫火焰離子化檢測(cè)器FID，EZChrom色譜數(shù)據(jù)處理工作站；

丙酮：分析純，純度≥99.5%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

正戊醇：分析純，純度≥98.5%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

EMC標(biāo)準(zhǔn)樣品：純度≥99.5%，安徽銅陵金泰化工股份有限公司；

EMC樣品：安徽銅陵金泰化工股份有限公司。

1.2 色譜條件

色譜柱為安捷倫DB-1701石英毛細(xì)管柱 (30 m×0.25 mm, 0.25μm)；載氣為高純氮?dú)?≥99.995%)；分流比為30∶1；載氣流速為1 mL/min；進(jìn)樣量為 1 μL； 汽化溫度 200 ℃；檢測(cè)溫度 250 ℃；柱溫80 ℃。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用微量進(jìn)樣器分別精密量取EMC標(biāo)準(zhǔn)樣品2、4、8、16、32、64μL于10 mL容量瓶中，準(zhǔn)確加入 8μL正戊醇作為內(nèi)標(biāo)物，用丙酮稀釋至刻度，搖勻，使EMC的體積分?jǐn)?shù)分別為：0.02%、0.04%、0.08%、0.16%、0.32%、0.64%。

1.3.2 EMC樣品溶液的配制

取1 mL EMC樣品，用丙酮定容至100 mL。準(zhǔn)確加入8μL正戊醇作為內(nèi)標(biāo)物于10 mL容量瓶中，用EMC樣品的丙酮溶液稀釋至刻度，搖勻。

1.3.3 測(cè)定

在色譜條件下，待儀器準(zhǔn)備就緒后進(jìn)樣檢測(cè)，先檢測(cè)EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后測(cè)定EMC樣品溶液，分別記錄EMC與內(nèi)標(biāo)物正戊醇的峰面積。

1.3.4 含量計(jì)算

將EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液中的EMC與內(nèi)標(biāo)物正戊醇的峰面積比與EMC含量進(jìn)行線性回歸，得出線性回歸方程。

將EMC樣品溶液中EMC與內(nèi)標(biāo)物正戊醇的峰面積比帶入線性方程，得出樣品溶液中 EMC的含量，最后轉(zhuǎn)成EMC樣品中EMC的實(shí)際含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱

選用安捷倫HP-5石英毛細(xì)管柱 (30 m×0.32 mm,0.25μm)和安捷倫 DB-1701石英毛細(xì)管柱 (30 m×0.25 mm, 0.25μm)進(jìn)行比較試驗(yàn)，結(jié)果表明，DB-1701毛細(xì)管柱的分離效果較好：出峰時(shí)間短，峰形對(duì)稱，EMC、雜質(zhì)、溶劑丙酮、內(nèi)標(biāo)物正戊醇均得到有效分離。采用安捷倫DB-1701毛細(xì)管柱檢測(cè)EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品溶液的色譜圖如下圖1、圖2所示。

圖1 EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖

圖2 EMC樣品溶液的氣相色譜圖

2.2 溫度

溫度的選擇是氣相色譜分析方法最重要的參數(shù)之一。首先柱溫的選擇會(huì)直接影響毛細(xì)管柱的分離效能和儀器的分析速度。由于EMC樣品溶液屬于沸程不太寬的簡(jiǎn)單樣品，可以采用恒溫模式。經(jīng)過(guò)反復(fù)比較，柱溫選擇為 80 ℃時(shí)，分析速度快，且各個(gè)組分分離度高。其次，由于EMC樣品溶液中重組分雜質(zhì)的沸點(diǎn)約為130 ℃左右，所以汽化溫度設(shè)置為200 ℃，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響柱效。最后，檢測(cè)器溫度需略高于汽化溫度，便于殘留物質(zhì)揮發(fā)，故設(shè)置為250 ℃。

2.3 載氣流速

由于EMC樣品溶液中雜質(zhì)與EMC的物理性質(zhì)非常相似，保留時(shí)間比較相近，載氣流速設(shè)定過(guò)大，各個(gè)組分無(wú)法得到徹底分離；載氣流速設(shè)定過(guò)小，則會(huì)使樣品中各個(gè)組分在毛細(xì)管柱中的滯留時(shí)間變長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比，將載氣流速設(shè)定為1 mL/min。

2.4 線性關(guān)系

以正戊醇作為內(nèi)標(biāo)物，在色譜條件下，分析EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液。以EMC（X）與內(nèi)標(biāo)物正戊醇的峰面積比（Y）的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，得出線性回歸方程為Y=0.237X+0.001，相關(guān)系數(shù)R2=0.998。

2.5 回收率測(cè)定

按以上實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定的EMC樣品溶液中，加入一定量的EMC標(biāo)準(zhǔn)溶液，同法測(cè)定EMC含量，計(jì)算回收率，結(jié)果如表1。由表1可知，EMC的回收率在95.6%～98.1%，顯示本方法準(zhǔn)確度較高。

表3 EMC回收率

2.6 精密度測(cè)定

同一EMC樣品，在此色譜條件下，按本實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)5次。結(jié)果EMC的平均值為5.61%，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.019，變異系數(shù)0.41%，表明本方法精密度較好。

3 結(jié)語(yǔ)

按照本文實(shí)驗(yàn)建立的測(cè)定 EMC含量的氣相色譜檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單、速度快，樣品分離效果較好，峰形對(duì)稱，準(zhǔn)確性和重復(fù)性良好，適用于高純度EMC樣品的質(zhì)量分析。

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