衍生化气相色谱法在食品分析中的应用研究进展
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摘要气相色谱只适合分析挥发性和半挥发性组分，对高沸点有机物的分析相当困难，而衍生化反应则是解决该问题的有效策略之一。气相色谱中常见的衍生方法主要有卤化反应、酯化反应、酰化反应、醚化反应、酯化反应和硅烷化反应，本文对这几类常用于有机物分离的衍生试剂及应用进展进行较全面的介绍，以期为其推广应用提供参考。
关键词 衍生化气相色谱法;食品分析;应用
中图分类号 R917
文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2019）07-0213-02
气相色谱法是利用气体作流动相的色谱分析方法，这要求被分析物质在色谱柱内运行时必须处于气体状态。当样品在固定相和流动相组成的体系中做相对运动时，具有不同分配系数的组分在两相间进行多次反复分配，从而达到分离的目的。气相色谱法根据固定相的物理存在状态不同分为气固色谱法（填充柱气相色谱法）和气液色谱法（毛细管气相色谱法），但目前应用最广泛的是后者，即毛细管气相色谱法。该方法具有效能高、灵敏度高、选择性强、分析速度快、操作简便等特点，已被广泛运用。气相色谱只适合分析挥发性和半挥发性组分，对高沸点有机物的分析相当困难，而衍生化反应则是解决该问题的有效策略之一。衍生化气相色谱法是通过一定的化学反应将不易直接进行气相色谱分析的有机物转化为适合分析物质的方法的总称。衍生化反应能够降低有机物的极性，增强其挥发性，改善色谱峰形，增大相邻峰的分离度，提高其在特定检测器上的灵敏度"。气相色谱中常见的衍生方法主要有醚化反应、酰化反应、硅烷化反应、酯化反应、卤化反应和酯化反应。
1硅烷化反應
几乎所有含活泼氢的有机醇、酚、酸和胺等化学物都能与硅烷化试剂发生衍生反应，反应活性顺序为醇>酚>羧酸>胺>酰胺，反应活性还受空间位阻的影响，其醇的反应活性为伯醇>仲醇叔醇，胺的反应活性为伯胺>仲胺4-般的反应通式如下：
RCH2OH+（CH3）3SiCIRCH2OSi（CH3）3+HCl;
RCOOH+（CH3）3SiClRCOOSi（CH3）3+HCl;
RCH2NH2+（CH3）3SiCIRCH2NHSi（CH3）3+HCl。
最常用的硅烷化试剂是N，0-双（三甲基硅）三氟乙酰胺（BSTFA，CAS25561-30-2）、N一甲基一N一三甲基硅烷三氟乙酰胺（MSTFA，CAS24589-78-4）、六甲基二硅胺烷（HMDS，CAS999-97-3）和三甲基氯硅烷（TMCS，CAS75-77-4）;最常用的溶剂是吡定，它能接受反应生成的盐酸;一些混合硅烷化试剂如HDMS：TMCS：吡啶（2：1：10）和BSTFA：TMCS（99：1），在这些混合衍生试剂中，TMCS并未参与衍生反应，其起到催化剂的作用，使衍生反应不需要加热，在室温下即可以发生B。
2酯化反应
2.1甲醇法
有机酸与甲醇在催化剂的作用下加热，可以发生酯化反应，生成有机酸的甲酯：
RCOOH+CH3OH→RCOOCH3+H2O
有机酸与醇反应常用的催化剂有浓硫酸、三氟化硼和三氟乙酸酐。当使用HSO4作催化剂时，需要回流，反应时间较长。若用三氟化硼作催化剂，反应可在室温下完成，通常是将三氟化硼通人甲醇中配制酯化剂，然后再进行酯化反应4。《食品中脂肪酸的测定》（GB5009.168-2016）即采用了三氟化硼作为催化剂的衍生手段。在脂肪提取物中加人2%氢氧化钠甲醇溶液8mL，于80C水浴上加热，使脂肪水解皂化，然后加入15%三氟化硼甲醇溶液，于80C水浴中继续加热2min，然后添加正庚烷和饱和氯化钠水溶液，静置分层后，吸取上层正庚烷提取溶液，经无水硫酸钠脱水处理后，进行气相色谱分析。
2.2重氮甲烷法
用重氮甲烷作试剂进行酯化，反应式为
RCOOH+CH2N=N→RCOOCH3+N2
副产物N2逸出后，产物很纯，反应在室温下进行，产率很高。例如，美国EPA标准方法测定水中的三氯乙酸就是用溶剂萃取加重氮甲烷酯化，然后用ECD测定的。重氮甲烷有毒，容易爆炸，一般将其溶解在Z醚中使用。
3醚化反应
醇和酚可以与醇反应生成相应的醚，如酚与NaOH成盐后与碘代烷反应，生成苯醚。一个典型应用是环境中酚类的检测。以a一溴代五氟甲苯作为衍生试剂，与苯酚类反应生成含氟的醚，在ECD上有很高的响应值，反应式为
R-OH+BrCH2C&F5→R-O-CH2CFs+HBr
样品先用丙酮溶解，以K2CO3作催化剂，在加热条件下反应，转化率可达到80%～100%。
4酰化方法
酰化法主要用于胺类和醇类化合物的衍生，使用的酰化试剂主要有酐酸和Z烯酮2种，反应式为
RCH2NH2+RCOOOCR→RCH2NHOCR+RCOOH;
RCH2NH2+CH2CO→RCH2NHCOR。
乙烯酮法较理想，此法反应速度快、转化率高、无副产物。芳香胺与三氟乙酸酐反应可以生成三氟乙酰胺，用于ECD测定。如有机碱及其同系物与三氟Z酸酐在60C时反应5min即可完成。糖类的三氟乙酰化是用氯仿作溶剂，用有机碱作催化剂。一般酰化反应在无水条件下进行，胺和酚类也可以在水溶液中进行。
5展望
衍生化气相色谱法发展方向主要为以下4个方面：一是开发新的衍生试剂，获得更优的衍生效果;二是开发液体原位衍生技术，简化提取步骤;三是优化衍生程序，缩短衍生时间，提高分析效率;四是研究衍生产物稳定技术，使方法适合批处理分析。
6结语
综上所述，硅烷化反应、酯化反应（甲醇法、重氮甲烷法）醚化反应、酰化方法是目前气相色谱中常见的衍生方法，能有效地对高沸点有机物进行分析（10-12），为今后开发新的检测方法引领方向。 7参考文献
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