中文翻译胜利煤中族羧酸酰胺的富集分离与分析.docx

［中文翻译］胜利煤中脂肪族梭酸酰胺的分离与鉴定丁明洁质，宗志敏I,宗营1,欧阳晓东1,黄耀国I,周磊I,王峰I,曹景佩'，魏贤勇侦「中国矿业大学化工学院，徐州221008,中国江苏2漂河职业技术学院轻工系，漂河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梭酸酰胺，包括14个烷 酰胺和3个烯酰胺，并用气相色谱-质谱法进行了鉴足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N2O),造成严重的环境污染如酸雨、光化学雾、温室效应及臭氧层衰竭等I因此煤中 有机氮类化合物(ONSs)的分了表征具有重要的意义非分离方法如"NNMR\ 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口密度类、氨 基、腊类、毗咯类、毗嚏酮类、毗咯烷酮类及氮氧化物等类型七以上这些结果还远远不能 确定煤中有机氮化合物的分了组成，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lino等H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〃V-甲基-2-毗咯烷酮(NMP)混合溶剂对煤及煤反应混合物的溶剂萃取性 8—七CS2与NMP的热反应研究显示，二者之间存在着的强烈的n-n相互作用力，是产生这 种协同作用的原因金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勿-〃相互作用七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毯酸酰胺，即正十四烷酰胺，证明了这种可能性如这些 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 〃m),然后在8(TC 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t留精制后使用Table 1. Proximate and Ultimate Analyses of the Coal Samples"proximate analysis (W%) ultimate analysis (W%)ccoal sample ； ? ； moisture ash volatile matter C H NShengli 13.74 7.51 46.40 70.84 5.05 0.88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；干燥无灰基煤的CS瘁取.取煤样100 g,加入到一个1L的圆底烧瓶中，用500mL的CS2溶剂超声萃 取2h.烧瓶中含有少量煤颗粒的萃取液用一带孔径为0.45 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CS2溶剂，再次进行超声萃取lh,静置并过滤，该操 作重复14次滤液用Bu-Chi R-134旋转蒸发器浓缩，浓缩液合并转移到一个20mL试管中， 并按文献°的方法去除试管中的CS2和湿分，称重。

萃取率(F)用萃取物与干基煤样的重量比 求得，即 Y=JFextract/JFcoal.dafo极性组分的富集及GC/MS分析.如图1所不，在超声辅助下，在一梨形烧瓶中，用30ml的CS? 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Bu-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所不，R首先用500 mL的正己烷洗脱，去除烷炷和部分芳炷，然后 用500ml 10%乙酸乙酯的正己烷溶液洗脱，去除大部分芳炷接头着用500ml 20%乙酸乙酯 的正己烷溶液洗脱，洗脱出极性循分，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30 mX 0.25 mm内径,0.25 膜厚)，四极 质量分析器，电子轰击模式，70 eVo F4的收率(Vf4)也用F4与干基煤样的重量比求得Kf4=dafcoal sample、 - /extracted with CS2CS,-extractable fraction (FJ CS9-inextractable fractioneluted with 500 mL of n-hexaneeluted fraction (F2) retentate . j

产生这一结果的一 个可能原因是胜利煤中含的CS2可溶组分量比神府和平朔煤中的少得多据报导，低阶煤如 褐煤和次烟煤，它们的芳香环结构上含有较大量的含氧官能团(OCFs)2°,因此，(胜利煤 CS2萃取率低的)另一个可能的原因是芳香环上含氧官能团的强极性阻碍了 CS2分子与其可 溶组分的接触胜利煤的F4的收率只有5"g/g煤(daf).F4中脂肪族竣酸酰胺的鉴定.图2所示为胜利煤F4的总离子流色谱图(TIC)和提取离子流色 谱图(SIC, by extracting ion of m/z 59)峰1-17的质谱都以m/z 59为基峰，以m/z 72为次基峰，分别对应着脂肪族族酸酰胺分了离了产生的麦氏重排离了 (•CH2-C(NH2)=O+H)21和碎片离了 (H2C=CH-C(NH2)-OH+)22O如表2所列，胜利煤中分离到的脂肪族技酸酰胺包括C15到C28的 14个烷酰胺(峰1-3, 6-9及11-17)和喝(峰4及5)及C22 10)的3个烯酰胺其中正二 十二烷酰胺(峰11)丰度最大14000012000010000080000600004000020000140001200010000800060004000200010 15 20 25 30 35 40 45 50Retention time (min)Figure 2. TIC and SIC of the FAAs from Shenli coal.煤中有机氮类化合物(ONSs)的研究对有机地球化学、煤化学和洁净煤技术的重要性引 起了煤炭科学家较多的关注，研究者们提出了许多(煤)有机氮类化合物的结构模型申623。

但 就我们所知，关于煤中FAAs系列的分了结构却未见报导FAAs属于天然脂类，有强的生 物活性和药理作用24人们认为，FAAs的鉴定河提供关于它们生物前驱物质的有用的地球 化学信息气CS2萃取胜利煤中FAAs的机理探讨在一个中国油页岩的CS2萃取物中也检测到几种 FAAs260 CS2是典型的弱极性溶剂，而FAAs则是强极性化合物这个表面上难以相信的结 果可用热反应所证实的CS2和一些酰胺之间的强的e相互作用来解释"，即如图3所示，CS2 对胜利煤及油页岩中的FAAs的萃取作用可归因于CS2分了中的C=S键和FAAs中的C=O键R之间的TT-TT相互作用CS2萃取和随后的柱层析分离法可望从其它化石资源中富集分离FAASonh2R denotes alkyl or alkenyl groupFigure 3. n-n interaction between C=S bond in CS2 and C=0 bond in the FAAs.Table 2. FAAs Detected from the Coal Samplespeaknamepeakname1pentadecanamide10docos-21-enamide2palmitamide11docosanamide3heptadecanamide12tricosanamide4(£)-octadec-9-enamide13tetracosanamide5oleamide14pentacosanamide6stearamide15hexacosanamide7nonadecanamide16heptacosanamide8icosanamide17octacosanamide9henicosanamide总结本论文用CS2萃取和随后的柱层析分离及GC/MS检测的方法，从胜利煤中富集分离到了一系 列的FAAs, CS2分子中的C=S键和FAAs中的C=O键之间的强的tt-tt相互作用可能是煤中 FAAs可用CS2萃取的原因。

本文的研究为其它煤及其它化石资源中FAAs的分离和鉴定提供 了一个有效的途径致谢.本研究受中国自然科学基金(项目90410018, 90510008和20676142),国家重大基础 研究项目专项基金(项目2004CB217601)、江苏省高校高科技工业发展计划(项目JHB05-33) 和国家教育部煤炭加工与高效利用重点研究基金(Project CPEUK06-05)的资助可查询支持信息：检测到的FAAs的质谱，可在网址http://pubs.acs.org的网上免费查阅References(1) Kambara, S.; Takarada, T.; Toyoshima, M.; Kato, K. Fuel 1995, 74 (9), 1247-1253.(2) Ohshima, Y., Wang, Y., Tsubouchi, N., Ohtsuka, Y. Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., 2000, 45, 335.(3) Tomita, A. Fuel Process. Technol. 2001, 71 (1-3), 53-70.(4) Stan'czyk, K. Energy Fuels 2004,18 (2), 405-409.(5) Solum, M. S.; Pugmire, R. J.; Grant, D. M.; Kelemen, S. R.; Gorbaty, M. L.; Wind, R. A. Energ。