气相色谱仪内标法快速测定乙酸乙酯的含量

吴丽荣，罗婉妹

（泉州医学高等专科学校，福建 泉州 362000）

乙酸乙酯是一种常用的有机溶剂，因其具有较强的挥发性和脂溶性，广泛用于有机合成以及油墨、涂料、清漆、硝化纤维和油墨等工业生产，也是醋酸重要的下游产品和应用最广泛的脂肪酸酯之一[1]。乙酸乙酯也被用作化妆品助剂、增塑剂、药物提取剂、矿物精选助剂、植物有效成分萃取剂等；另外，还可以用于香料、人造香精、人造皮革等制造产业[2]。目前，乙酸乙酯的制备方法主要有乙酸酯化方法、乙醛缩合方法、乙醇脱氢方法和乙烯加成方法等[3]。实验室制备乙酸乙酯，常用乙酸酯化法。2020年，国家职业技能大赛“化学实验技术”赛项的考核模块——乙酸乙酯的合成就是采用乙酸酯化方法[4]，即在催化剂的存在下，由乙酸和乙醇发生酯化反应而得，再通过提纯和除水，可得到较高的产率。各参赛院校在备赛阶段，需要不断摸索和优化乙酸乙酯的制备工艺，以提高乙酸乙酯的产率，而快速、准确地测定乙酸乙酯的含量是优化乙酸乙酯实验室制备工艺的前提。

本实验采用DB-WAX石英毛细管柱，运用以正丁醇为内标物的气相色谱仪内标法测定乙酸乙酯的含量，方法简便，适用于乙酸乙酯的定性和定量分析。

1 仪器与试药

1.1 仪器

配置EZChrome操作系统的Angilent 7820A气相色谱仪，氢火焰离子化检测器，Angilent DB-WAX石英毛细管柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm），载气：氮气（纯度＞99.99%）；十万分之一天平。

1.2 试剂

乙酸乙酯（优级纯，质量分数＞99.8%）和正丁醇（分析纯）均为西陇化工股份有限公司生产；乙酸乙酯样品为本实验室采用乙酸酯化法自制。

2 方法与结果

2.1 色谱条件

分流进样，分流比为50∶1；氢气流量：30 mL/min；氮气流量：30 mL/min；空气流量：300 mL/min；进样口温度： 160 ℃；压力：63.930 2 kPa；升温程序：起始温度60 ℃，恒温 2 min后，以30 ℃/min升至90 ℃，维持2 min，再以30 ℃/min升至150 ℃，维持2 min；FID检测器温度：200 ℃。

2.2 对照品溶液的配制

精密称取一定量的乙酸乙酯优级纯和内标物（正丁醇）于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

2.3 样品溶液的配制

精密称取一定量的乙酸乙酯样品和内标物（正丁醇）于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

2.4 系统适用性实验

在2.1项所述色谱条件下进行测定，分别进样乙酸乙酯、正丁醇、对照品溶液各1 μL，记录色谱图。色谱图显示，乙酸乙酯正丁醇的保留时间分别是3.286、5.730 min，分离度大于2.0，理论板数按乙酸乙酯峰、正丁醇峰计算，均不低于8 000。

乙醇作为实验室制备乙酸乙酯的反应物，产物中很可能会残留，且沸点与乙酸乙酯非常相近，出峰时间也接近。所以，采用气相色谱法分析时，要尽量避免乙醇峰的干扰。本实验在摸索分析条件时，分别进样分析乙酸乙酯、乙醇和正丁醇及其三者的混合液。图1是三者混合液的色谱图，显示相邻两峰的分离度高，可排除乙醇对测定乙酸乙酯的干扰。

图1 乙酸乙酯、乙醇和正丁醇三者混合液的色谱图

2.5 线性关系考察

按照文献[5]的方法，精密量取乙酸乙酯优级纯1、2、4、6、8 mL于100 mL容量瓶中，各精密加入5 mL内标物，均精密称定质量，用水稀释至刻度，摇匀。在2.2项所述色谱条件下，各取1 μL注入气相色谱仪中，记录色谱图。平行测定3次。以乙酸乙酯的质量为横坐标，以乙酸乙酯与内标物的峰面积之比为纵坐标，绘制标准曲线。乙酸乙酯线性回归方程为y= 0.118 1x+ 0.002 6，r=0.999 8，显示乙酸乙酯质量浓度在9.062～72.500 μg/mL与峰面积比呈良好的线性关系。

2.6 精密度实验

按照文献[5]的方法，在2.1项所述色谱条件下，分析 2.2项方法配制的对照品溶液，进样量为1 μL，连续进样 6针，记录色谱图。测得乙酸乙酯与内标物的峰面积比值分别为0.774 3、0.786 1、0.775 4、0.786 8、0.792 4、0.789 1，其RSD=0.95%（n=6）。

2.7 相对质量校正因子的测定

按2.2项方法配制两份对照品溶液，在2.1项所述色谱条件下平行测定。每份对照品溶液进样3针，记录色谱图中乙酸乙酯与内标物的峰面积，根据下列公式计算出相对质量校正因子f'i/s，具体结果如表1所示。

表1 相对质量校正因子测定的相关数据

式中：Ai为乙酸乙酯的峰面积；mi为乙酸乙酯的质量；As为内标物的峰面积；ms为内标物的质量。

2.8 样品测定

按2.3项方法配制两份样品溶液，在2.1项所述色谱条件下平行测定。每份样品溶液进样3针，记录色谱图中乙酸乙酯与内标物的峰面积，根据下列公式计算乙酸乙酯含量。

式中：Ai为产物样品中乙酸乙酯的峰面积；m为样品的质量；As为内标物的峰面积；ms为内标物的质量；f'i/s为2.7所测得的相对质量校正因子的平均值。测得的具体结果如表2所示。

表2 样品中乙酸乙酯质量分数测定的相关数据

3 讨论

GB 1886.190——2016《食品安全国家标准 食品添加剂 乙酸乙酯》规定，乙酸乙酯的测定采用气相色谱法的面积归一化法，但是面积归一化法要求所有的组分都要分离开且全部出峰。当不能保证分析样品全部出峰时，可考虑采用内标法[6]。采用内标法测定乙酸乙酯，进样量和色谱操作条件的微小变化对定量结果的影响较小[7]。该方法具有分离效果好、精密度高、定量结果准确可靠且操作简便的优点，适合于摸索和优化乙酸乙酯的制备工艺时，快速、准确地测定乙酸乙酯的含量。