王 彦，陈乐乐

(1.泰州东联化工有限公司，江苏 泰州 225321；2.泰州石油化工有限责任公司，江苏 泰州 225300)

气相色谱法测定甲基异丁基酮的纯度及杂质含量

王 彦1，2，陈乐乐1，2

(1.泰州东联化工有限公司，江苏 泰州 225321；2.泰州石油化工有限责任公司，江苏 泰州 225300)

采用气质联用对甲基异丁基酮产品中的杂质进行定性，确定了使用聚乙二醇色谱柱分析甲基异丁基酮纯度及杂质含量的气相色谱条件。重复5次分析甲基异丁基酮样品，各组分分离良好，各组分相对标准偏差不大于1.31%。

甲基异丁基酮；气相色谱；气质联用

甲基异丁基酮是一种用途广泛的有机原料和溶剂。作为原料，甲基异丁基酮可以合成表面活性剂和一些高档的化工原料，另外甲基异丁基酮还用来合成一些农药和医药的萃取剂和稀释剂，甲基异丁基酮为原料生产的橡胶防老剂[1]广泛的用于轮胎、胶带及一般工业橡胶制品中。作为溶剂，甲基异丁基酮可以代替苯和甲苯等溶剂广泛应用在油墨、涂料和胶粘剂中，比传统的苯系溶剂挥发度小，毒性低。另外，甲基异丁基酮还可用作金属萃取剂，应用在有色金属冶炼、核废料中回收金属铀等。

目前我国没有甲基异丁基酮测定的国家标准和相关的行业标准，为此，建立一个快速、准确的甲基异丁基酮分析方法对甲基异丁基酮的生产有着重要的意义。梁力等人采用装有HP-5毛细管柱的气质联用定性了甲基异丁基酮中的6种杂质[2]，但其中丙酮和异丙醇两个组分无法分离，不适用于一般的定量分析。本文采用气质联用对甲基异丁基酮产品中的常见杂质进行了定性分析，确定了气相色谱分析的目标组分，采用毛细管气相色谱测定甲基异丁基酮的纯度及杂质含量，取得较好的效果。

1 实验部分

1.1 仪器

Agilent 7890B-5977气相色谱-质谱联用仪，MassHunter质谱工作站，Agilent 7890B气相色谱，Openlab Chemstation色谱工作站，7693A自动进样器，HP-INNOWax色谱柱(30m×0.32mm×0.5um)。

1.2 色谱条件

HP-INNOWax色谱柱，载气为氮气(99.999%以上)，载气流量2.3mL/min，初始温度60℃保持3min，以20℃/min的速率升温至180℃，保持6分钟，进样口温度250℃，分流进样，分流比80:1，进样量1μL ，FID检测器，检测器温度280℃，检测器空气流量400mL/min，燃烧气流量40mL/min，尾吹气(氮气)流量22mL/min。

1.3 气质联用条件

HP-INNOWax色谱柱，载气为氦气(99.999%以上)，载气流量1mL/min，初始温度60℃保持7min，以10℃/min的速率升温至180℃，保持15min，进样口温度250℃，分流进样，分流比100:1，进样量0.5μL ，5977MS检测器，EI源，离子源温度250℃，四极杆温度150℃，电子倍增电压：Atune值；扫描方式SCAN。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

5%苯基-95%甲基聚硅氧烷固定相的HP-5ms色谱柱是常见的通用型色谱柱，本文首先考察了该色谱柱的分离效果，结果发现使用HP-5ms色谱柱进行分析时，通过改变载气流速和升温程序均不能使丙酮和异丙醇实现完全分离。

一般情况下，甲基硅酮柱也可用于分离极性组分的有效分离，在考察过程中发现甲基硅酮RTX-1柱对醇类物质有比较明显的吸附作用，导致其色谱峰拖尾，影响定量的准确性。

甲基异丁基酮及其杂质主要为含氧化合物，具有一定的极性。根据相似相容的原理，强极性的聚乙二醇毛细管柱应对这些含氧化合物有较好的分离效果，本文考察了HP-INNOWax和DB-WAX色谱柱，各组分均能实现较好的分离。

另外本文还考察了中等极性的三氟丙基聚硅氧烷柱，由于氟原子具有较强的亲电性，容易与含氧化合物作用而表现出独特的选择性，很好的分离某些含氧化合物。在考察中发现样品的各组分也能实现分离，但是丙酮和异丙醇的分离度低于聚乙二醇固定相的色谱柱。

由于日常的检测工作中使用的多台装有聚乙二醇固定相毛细管柱的色谱对甲乙酮进行检测[3]，为了提高通用性和使用效率，最终选择了聚乙二醇固定相的HP-INNOWax色谱柱。

2.2 定性

对样品进行了质谱分析，图1为甲基异丁基酮样品的总离子流图。提取各组分的质谱图与NIST谱库进行比对，确定了样品中各杂质的组分结构，再通过已知物质的对照分析，表明甲基异丁基酮实际样品中存在异丙醇、丙酮、异亚丙基丙酮、甲基异丁基醇、二异丁基酮、二丙酮醇和二异丁基醇等杂质。

(注：图中1-异丙醇；2-丙酮；3-甲基异丁基酮；4-异亚丙基丙酮；5-甲基异丁基醇；6-二异丁基酮；7-二丙酮醇；8-二异丁基醇)

图1 甲基异丁基酮样品的总离子流图

2.3 校正因子的测定

以色谱试剂甲基异丁基酮为本底，用称量法配制了含有7个杂质组分的三个浓度水平的甲基异丁基酮混合标样I、II和III，加标浓度见表1，试剂中甲基异丁基酮本底含量已经扣除杂质。其中标样I用于测定各杂质组分对甲基异丁基酮的相对质量校正因子。标样II和III用于进行精密度和回收率实验。

将1μL样品注入色谱，按照1.2色谱条件进行分析，记录各峰面积，计算各组分的相对甲基异丁基酮的质量校正因子，结果见表1。

表1 混合标样的配制浓度和各组分的相对校正因子

2.4 精密度和准确度

对混合标样II和III，按照1.2色谱条件进行5次平行实验，计算回收率及精密度，结果见表2。

表2 标样II、III分析结果的相对标准偏差和回收率

2.5 检测限

在1.2色谱条件下对标准试样I分析，以色谱峰高度是基线噪声的两倍为标准计算检出限，得到该方法条件下各杂质组分的检出限不低于0.0004%。

2.6 实际样品的测定

在1.2色谱条件下对实际样品进行5次分析，用表1中的校正因子作峰面积校正归一化定量，各组分的相对标准偏差最大不超过1.31%，可见该方法条件下甲基异丁基酮的测定结果重复性良好。

3 结论

采用聚乙二醇色谱柱，程序升温的气相色谱条件能有效分离甲基异丁基酮及其中所含杂质，加标回收率为98.55%-100.96%，标样检测的相对标准偏差不大于1.29%，实际样品检测结果相对标准偏差最大不超过1.31%，结果满意，说明该方法可以作为甲基异丁基酮纯度及其杂质含量的检测方法。

[1] 梁克民,郭海燕.橡胶防老剂4020合成新工艺的工业化研究[J].石油化工,2003,32(3):234-236.

[2] 梁 力,王甲亮,钱仰东,等.气相色谱/质谱法鉴定甲基异丁基酮产品中的杂质组分[J].分析化学,1998,26(8):1004-1006.

[3] 全国化学标委会石油化学分委会.SH/T 1756-2006 工业用甲乙酮纯度的测定 气相色谱法[S].北京：中国石化出版社，2006.

(本文文献格式：王 彦，陈乐乐.气相色谱法测定甲基异丁基酮的纯度及杂质含量[J].山东化工，2016，45(14)：61-62，66.)

Analysis of Methyl Isobutyl ketone by GasChromatography

WangYan1，2,ChenLele1，2

(1.Taizhou Donglian Chemical Co.，Ltd., Jiangsu Taizhou 225321;2.Taizhou Petroleum & Chemical Co., Ltd.,Jiangsu Taizhou 225300)

The use of qualitative GC-MS impurities of methyl isobutyl ketone in products. The analysis of methyl isobutyl ketone purity and impurity content using polyethylene glycol column gas chromatography determination. The analysis was repeated 5 times of methyl isobutyl ketone samples, complete separation of the components, components of relative standard deviation is less than 1.31%.

methyl isobutyl ketone; gas chromatography; mass spectrometry

2016-05-11

王 彦,工学学士，工程师。现从事检测技术管理工作。

TQ207+.4；O657.7

A

1008-021X(2016)14-0061-02