中文翻译胜利煤中族羧酸酰胺的富集分离与分析.doc

[中文翻译] 胜利煤中脂肪族羧酸酰胺的分离与鉴定 丁明洁1,2，宗志敏1，宗营1，欧阳晓东1，黄耀国1，周磊1，王峰1，曹景佩1，魏贤勇1,3 1中国矿业大学化工学院, 徐州 221008,中国江苏 2漯河职业技术学院轻工系，漯河462000，中国河南 3武汉科技大学煤炭转化与新型碳材料重点实验室，武汉430081，中国湖北 收稿日期：2007-8-18；修回日期：2008-5-24 摘要：本文采用CS2用为溶剂，对中国褐煤胜利煤进行萃取，所得萃取物用硅胶柱柱层析梯度洗脱，洗脱剂为正己烷及不同浓度的正烷-乙酸乙酯混合溶剂。用这种方法富集到了一系列脂肪族羧酸酰胺，包括14个烷酰胺和3个烯酰胺，并用气相色谱-质谱法进行了鉴定。 引言 几乎煤中所有的氮元素都存在于煤的有机质中，在燃烧过程中转化为氮的氧化物（NOx 和N2O1–4。因此煤中有机氮类化合物(ONSs)的分子表征具有重要的意义。非分离方法如15N NMR5、X-射线光电光谱6、X-射线吸收近界结构光谱7等常被用于煤中有机氮类组分的研究。但是因为煤中有机氮化合物的组成结构的复杂性和极低的浓度，这些非分离方法并不能提供煤中有机氮化合物的分子组成信息。根据非分离技术的研究报导，煤中的有机氮化合物种类主要为嘧啶类、氨基、腈类、吡咯类、吡啶酮类、吡咯烷酮类及氮氧化物等类型4。以上这些结果还远远不能确定煤中有机氮化合物的分子组成，而且其它类型的氮化合物如酰胺等的鉴定却鲜见报导。 自从Iino等15报导了CS2与NMP在煤的溶剂萃取中有极大的协同效应以来，人们广泛地研究了体积比1:1的CS2/N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合溶剂对煤及煤反应混合物的溶剂萃取性8–14。CS2与NMP的热反应研究显示，二者之间存在着的强烈的π-π相互作用力，是产生这种协同作用的原因16。随后的研究显示类似的作用在CS2和一系列的酰胺之间也可进行，意味着CS2和酰胺的分子之间存在着π-π相互作用17，且这种作用力可能成为研究煤中酰胺类组分组成的工具。我们课题组最近的研究中用GC/MS方法在两种中国烟煤的富惰质组样品的CS2萃取物中检测出一个脂肪族羧酸酰胺，即正十四烷酰胺，证明了这种可能性18。这些结果使我们想到要从煤中发现其它的酰胺。本研究中，使用CS2对中国褐煤胜利煤进行萃取，所得萃取物用柱层析的方法进一步分离，以富集煤中可能存在的酰胺。 实验部分 煤样和溶剂. 煤样采自中国内蒙胜利煤田，煤样磨碎至过200目筛(75 μm)，然后在80 ?C下真空干燥24 h备用。煤样的工业分析及元素分析如表1所示。实验中所用溶剂CS2、正己烷和乙酸乙酯均为分析纯，蒸馏精制后使用。 Table 1. Proximate and Ultimate Analyses of the Coal Samplesa coal sample proximate analysis (W %) ultimate analysis (W %)c moisture ashb volatile matterc C H N Shengli 13.74 7.51 46.40 70.84 5.05 0.88 a 工业分析与元素分析数据分别用 Leco Mac-400 热重分析仪和Leco CHN-2000 元素测定仪测定； b无水基；c干燥无灰基 CS2萃取. 取煤样 100 g，加入到1 L 的圆底烧瓶中，500 mL 的CS2超声萃取2h.0.45μm的聚四氟乙烯薄膜过滤器减压过滤。然后再向烧瓶中加入500 mL 的CS2Bü-Chi R-134 旋转蒸发器浓缩，浓缩液合并转移到一个20 mL试管中，并按文献9的方法去除试管中的CS2和湿分，称重。萃取率(Y)用萃取物与干基煤样的重量比求得，即 Y =Wextract/Wcoal,daf。 极性组分的富集及GC/MS分析. 如图1所示，在超声辅助下，在一梨形烧瓶中，用30ml的CS2完全溶解萃取物(即F1)，然后加入20g的硅胶(SG，60-100 目)混合。烧瓶中的F1/SG混合物用 Bü-Chi R-134 旋转蒸发器蒸发去除CS2，然后加到一硅胶填充柱上，柱内径3 cm，硅胶柱填充高度85cm。如图1所示，F1首先用500 mL的正己烷洗脱，去除烷烃和部分芳烃，然后用500ml 10%乙酸乙酯的正己烷溶液洗脱，去除大部分芳烃。接头着用500ml 20%乙酸乙酯的正己烷溶液洗脱，洗脱出极性馏分，洗脱液（F4）用Hewlett-Packard 6890/5973 GC/MS分析，HP-5MS毛细管柱(交联的5% PH ME 硅氧烷, 30 m×0.25 mm内径, 0.25μm 膜厚)，四极质量分析器，电子轰击模式，70 eV。F4 的收率(YF4) 也用F4与干基煤