CN103033583A - 一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法 - Google Patents

Abstract

一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法，属于化工领域。本发明包括（1）将微量进样器针尖***离子液体液面之下，缓慢抽取一定体积的离子液体，然后将微量进样器固定于萃取瓶上方，缓慢降低活塞，在微量进样器的针尖处形成离子液体悬滴；（2）在萃取瓶中加入溶剂和溶液离子强度调节剂，再加入混合酯类化合物标准溶液或天然香料溶液，将步骤（1）制备好的离子液体悬滴置于萃取瓶的顶空处，在一定温度和搅拌速度下萃取一段时间后，收回离子液体；（3）将微量进样器立即***气相色谱或气相色谱-质谱联用仪的进样口，进行检测。本发明绿色环保，而且萃取效率大大提高，本发明所提供的方法具有高的灵敏度和准确性，明显优于现有技术。

Description

一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法

技术领域

本发明涉及一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法，属于化工领域。

背景技术

酯类化合物是鲜花、水果香成分的重要组成部分，它们大都具有花香、果香、酒香或蜜香香气。酯类香料在香料工业中占有特别重要的地位，是配制日化香精、食品香精及烟酒香精不可缺少的原料。目前，香料香精分析方法主要是气相色谱、气质联用和高效液相色谱(Bicchi C, Rubiolo P, Cordero C. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2006, 384: 53-56)。但上述方法仍不够灵敏，一些阈值较低、香气强度很大的化合物由于含量很低而难以直接测定，对样品的预分离与富集对确保分析结果准确十分必要。

液相微萃取是1996年发展起来的一种新型样品前处理技术(Liu H, Dasgupta P K. Anal. Chem., 1996, 68: 1817-1821)，顶空-单滴微萃取(headspace single drop microextraction, HS-SDME)即是其中一种(Przyjazny A, Kokosa J M. J. Chromatography A, 2002, 977: 143-153)。HS-SDME主要通过将一滴有机溶剂悬挂于微量进样器针头，并置于待测溶液顶部的空气中，分离富集溶液中的挥发性物质。该技术操作简单、方便，集采样、萃取和浓缩为一体，而且成本远比固相微萃取低，因而被广泛应用于环境、食品、医药与生物样品等分析领域。但HS-SDME所使用的萃取剂一般为易挥发的有机溶剂，萃取微滴体积小，萃取时间较短，不易高温萃取，致使富集的倍数和重现性均不够理想。

近年，离子液体(Ionic Liquids, ILs)被应用于单滴液相微萃取中的样品前处理收到了较好效果。它不仅消除了有机溶剂带来的诸多弊端，而且萃取效率大大提高(Aguilera-Herrador E, Lucena R, Cardenas S, Valcarcel M. J. Chromatography A , 2009, 1201: 106-111)。ILs具有极低的蒸汽压、不挥发、良好的热稳定性、黏度和密度大等特点，还可以通过改变阴、阳离子的组合来调节其极性、溶解性等性质(Anderson J L, Armstrong D W, Wei G T. Anal. Chem., 2006, 78: 2892–2902)。目前，应用最广的离子液体是1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(Zhao F Q, Li J, Zeng B Z. Chin. J Anal. Chem., 2009, 37: 939-942)。然而，此类离子液体仅能改变咪唑环1-位N上的烷基链长，受液程范围小的限制烷基链的碳原子数通常小于8，离子液体的可设计性差，给想通过增加在离子液体中溶解水平而提高富集倍数的酯类香料分析带来较大困难。因此建立更为灵敏、可靠、且绿色、简便的分析方法用于富集与测定天然香料中酯类成分显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有的天然香料中萜酯类和芳香酯类成分富集与测定的方法存在的萃取效率不高、富集倍数低和重现性差的不足，提供一种新的从天然香料中富集与测定酯类成分的方法，该方法操作简单、灵敏度和富集倍数高、重现性好，绿色环保、不会造成环境污染。

本发明人经过广泛的研究和反复的试验发现，采用新型咪唑离子液体替代传统液相微萃取中使用的易挥发性有机溶剂或1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体，不但可以消除因有机溶剂挥发导致的环境污染，并且新的离子液体萃取体系具有比有机溶剂及1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体体系更高的萃取率。本发明人进一步对萃取剂体积、离子强度、萃取温度、萃取时间等萃取条件进行优化选择，终于实现了天然香料中酯类成分的高效富集与测定，从而完成了本发明。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法，包括

（1）将微量进样器针尖***离子液体液面之下，缓慢抽取一定体积的离子液体，然后将微量进样器固定于萃取瓶上方，缓慢降低活塞，在微量进样器的针尖处形成离子液体悬滴；

（2）在萃取瓶中加入溶剂和溶液离子强度调节剂，再加入混合酯类化合物标准溶液或天然香料溶液，将步骤（1）制备好的离子液体悬滴置于萃取瓶的顶空处，在一定温度和搅拌速度下萃取一段时间后，收回离子液体；

（3）将微量进样器立即***气相色谱或气相色谱-质谱联用仪的进样口，进行检测。

其中，离子液体的阳离子是选自化学式1的1,3-二R基咪唑阳离子。

化学式1

其中，R是取代基，R可以彼此独立地表示：

- 碳原子数在1~10之间的直链或支链烷基，

- 碳原子数在2~10之间的具有一个或多个双键的直链或支链烯基，

- 碳原子数在2~10之间的具有一个或多个叁键的直链或支链炔基，

- 碳原子数在5~7之间的饱和、部分饱和或完全不饱和的环烷基，其被具有1~6个烷基取代。

而阴离子包括六氟磷酸根离子(PF₆ ^-)、双三氟甲基磺酰亚胺离子(NTf₂ ^-)、四氰基硼酸根离子(B(CN)₄ ^–)、三氟甲基磺酸根离子(CF₃SO₃ ^–)或甲氧基磺酸根离子(CH₃OSO₃ ^–)。

所述的离子液体是选自化学式1中的任何一种阳离子与选自上述任何一种阴离子组成的化合物，或其混合物。

步骤（1）中所述的离子液体（萃取剂）的萃取体积为0.5~2.5μL。

步骤（2）中所述的溶剂为ddH₂O水6-12mL。

步骤（2）中所述的溶液离子强度调节剂为氯化钠，其浓度为0.1~0.36 g/mL。

步骤（2）中所述的酯类化合物具有化学式2的结构，其中，R₁、R₂是取代基，R₁是碳原子数在1~20之间的直链或支链烷基；R₂是碳原子数在6~20之间的直链、支链或带环的萜基，也可以是碳原子数在6~20之间的芳香基。

化学式2

步骤（2）中所述的混合酯类化合物标准溶液或天然香料溶液1μL、浓度为0.0001~0.1 g/mL，该溶液所用溶剂为无水乙醇。

步骤（2）中所述的萃取温度为20~60℃。

步骤（2）中所述的搅拌速度为200~2000 r/mim。

步骤（2）中所述的萃取时间为5~90 min。

本发明的有益效果：研究表明，所得到的方法有非常高的灵敏度，酯类香料的检出限达0.20~6.0 μg/L，富集倍数为500~1500。

本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。

本发明的各优选方案可互相组合使用。

具体实施方式

下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。

实施例1

用微量进样器抽取0.5μL离子液体1,3-二正己基咪唑六氟磷酸盐，在15 mL萃取瓶中加入10 mL双蒸水和0.36 g/mL氯化钠，再加入0.01 g/mL乙酸香叶酯、乙酸苄酯和乙酸苯乙酯的混合酯类化合物的标准溶液1.0 μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为40℃、搅拌速度为1000 r/min下，萃取30 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。3种酯类香料的检出限达0.50~5.5 μg/L，富集倍数为480~1410。

实施例2

用微量进样器抽取1.0 μL离子液体1,3-二异丁基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐，在15 mL萃取瓶中加入6 mL双蒸水和0.30 g/mL氯化钠，再加入0.001 g/mL丙酸橙花酯、乙酸苯丙酯和2-甲基丁酸苯乙酯混合酯类化合物的标准溶液1.0 μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为30℃、搅拌速度为500 r/min下，萃取25 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。3种酯类香料的检出限达0.26~4.9 μg/L，富集倍数为760~1450。

实施例3

用微量进样器抽取1.5 μL离子液体1,3-二烯丙基咪唑四氰基硼酸盐，在15 mL萃取瓶中加入12 mL双蒸水、0.20 g/mL氯化钠和搅拌子，再加入0.005 g/mL乙酸香茅酯、新戊酸苯乙酯和乙酸三甲基苯丙酯混合酯类化合物的标准溶液1.0 μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为20℃、搅拌速度为1500 r/min下，萃取20 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。3种酯类香料的检出限达0.73~5.8 μg/L，富集倍数为520~1369。

实施例4

用微量进样器抽取2.0 μL离子液体1,3-二环己基咪唑六氟磷酸盐，在15 mL萃取瓶中加入10 mL双蒸水、0.10 g/mL氯化钠和搅拌子，再加入0.1 g/mL乙酸芳樟酯、乙酸薄荷酯、异丁酸香茅酯和辛酸对甲酚酯混合酯类化合物的标准溶液1.0μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为40℃、搅拌速度为800 r/min下，萃取15 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。4种酯类香料的检出限达0.44~3.2 μg/L，富集倍数为650~1216。

实施例5

用微量进样器抽取1.0 μL离子液体1,3-二正丁基咪唑三氟甲基磺酸盐，在15 mL萃取瓶中加入10 mL双蒸水、0.36 g/mL氯化钠和搅拌子，再加入0.01 g/mL玫瑰精油溶液1.0 μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为30℃、搅拌速度为1000 r/min下，萃取30 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。测得玫瑰精油中乙酸香叶酯、丙酸橙花酯、乙酸苄酯、乙酸苯乙酯的含量分别为0.116 mg/mL、0.024 mg/mL、0.003 mg/mL和0.389 mg/mL，加标回收率在96.7 % ~103.8 %之间。

实施例6

用微量进样器抽取1.0 μL离子液体1,3-二正戊基咪唑甲氧基磺酸盐，在15 mL萃取瓶中加入8 mL双蒸水、0.30 g/mL氯化钠和搅拌子，再加入0.01 g/mL白兰花精油溶液1.0 μL，将萃取瓶密封，用微量进样器穿过胶垫***瓶中，推出液滴进行顶空萃取，在萃取温度为35℃、搅拌速度为800 r/min下，萃取25 min后将离子液体液滴收回，进行气质联用分析。测得白兰花精油中乙酸苯乙酯、丙酸苯乙酯、2-甲基丁酸苯乙酯、乙酸金合欢酯的含量分别为0.006 mg/mL、0.008 mg/mL、0.042 mg/mL和0.198 mg/mL，加标回收率在95.3 % ~104.5 %之间。

Claims (1)

1.一种离子液体用于天然香料中酯类成分富集与测定的方法，其特征在于

所述的离子液体为：

阳离子为1,3-二R基咪唑阳离子，具有化学式1的结构，

化学式1

其中，R是取代基，R彼此独立地表示：

- 碳原子数在1~10之间的直链或支链烷基，

- 碳原子数在2~10之间的具有一个或多个双键的直链或支链烯基，

- 碳原子数在2~10之间的具有一个或多个叁键的直链或支链炔基，

- 碳原子数在5~7之间的饱和、部分饱和或完全不饱和的环烷基，其被具有1~6个烷基取代；

而阴离子包括六氟磷酸根离子PF₆ ^-、双三氟甲基磺酰亚胺离子NTf₂ ^-、四氰基硼酸根离子B(CN)₄ ^–、三氟甲基磺酸根离子CF₃SO₃ ^–或甲氧基磺酸根离子CH₃OSO₃ ^–；

所述的离子液体是选自化学式1中的任何一种阳离子与选自上述任何一种阴离子组成的化合物，或其混合物；

本方法步骤为：

（1）将微量进样器针尖***离子液体液面之下，缓慢抽取0.5~2.5μL的离子液体，然后将微量进样器固定于萃取瓶上方，缓慢降低活塞，在微量进样器的针尖处形成离子液体悬滴；

（2）在15mL萃取瓶中加入ddH₂O 6-12mL和溶液离子强度调节剂，再加入混合酯类化合物标准溶液或天然香料溶液1μL、浓度为0.0001~0.1 g/mL，将步骤（1）制备好的离子液体悬滴置于萃取瓶的顶空处，在20~60℃和200~2000 r/min搅拌速度下萃取5~90 min后，收回离子液体；

所述溶液离子强度调节剂为氯化钠，其浓度为0.1~0.36 g/mL；

所述酯类化合物具有化学式2的结构，其中，R₁、R₂是取代基，R₁是碳原子数在1~20之间的直链或支链烷基；R₂是碳原子数在6~20之间的直链、支链或带环的萜基，或R₂是碳原子数在6~20之间的芳香基；

化学式2

混合酯类化合物标准溶液或天然香料溶液的浓度为0.0001~0.1 g/mL，该溶液所用溶剂为无水乙醇；

（3）将微量进样器立即***气相色谱或气相色谱-质谱联用仪的进样口，进行检测。