仪器分析文献阅读报告_

文献阅读报告

张文彪应用化学 2012051543

闫智培,林鹿,张俊华.紫外光谱法快速测定两相葡萄糖酸水解反应体系中的羟甲基糠醛.分析仪器，2009，5：45-47

张翠,柴欣生,罗小林,付时雨,詹怀宇.紫外光谱法快速测定生物质提取液中的糠醛和羟甲基糠醛.光谱学与光

谱分析,2010,30(1):248-250

一、实验研究目的及背景

5 - 羟甲基糠醛(5-hydroxymethy lfurfural ,HMF)是一种重要的化工原料, 也是生物

质化学化工中的一种重要平台化合物。羟甲基糠醛的制备方法主要是生物质水解法, 其原料来源丰富, 价格低廉。因此，优良的测定羟甲基糠醛含量的方法，对建立适用于制备羟甲基糠醛的反应体系具有重要意义。

虽然高效液相色谱法测定HMF应用较多且该方法具有较高的灵敏度, 但操作繁琐、成本高、费时、效率低。由于5 -羟甲基糠醛在281nm处有最大吸光度, 因此可以采用紫外分光光度法进行检测。本文提出用微量移液器直接从双相反应系统中取样, 将样品稀释至一定倍数, 置于石英比色皿中, 采用紫外分光光度法测定羟甲基糠醛含量。（文献1）因此，用紫外光谱法测定HMF较传统方法（如苯胺法、硫代巴比土酸法和缩氨基硫脲法等）具有操作简便、准确度高、成本低等优点，适合工业快速分析的要求。（文献2）二、原理解释

由于糠醛类分子具有π-π共轭效应，当外层电子吸收紫外光后，就从基态向激发态跃迁，主要是π-π*跃迁，所需能量较

小，吸收波长处于远紫外区的近紫外

端或近紫外区，波长范围约为

200~380nm，摩尔吸光系统大于

104mol/cm以上，属于强吸收。

文献1中，配置浓度范围为

0~0.12mmol/L的7个已知浓度的HMF

的无水乙醇溶液，分别扫描其紫外吸

收光谱，得出7条吸收谱线，其吸光度

最高点都在波长为281nm处，由图1可

知, HMF 在281nm 处有最大吸收峰，为其特征吸收波长。同时, 从图中还可以看出,HMF 无水乙醇溶液的光谱在>320nm 的波长范围内有漂移。已波长320nm处作为吸光度的零点，ΔA= A281 -A320，根据朗伯比尔定律，可以通过281和320nm 两处的吸光度值来确定HMF的含量。确定ΔA与浓度C的数量关系。（一般是线性关系）

文献2的测定中，生物质预提取液中的酸溶木素是测定F和HMF光谱的主要干扰。但在研究中发现。在浓的冰醋酸介质中，276nm是F和HMF的等吸收点波长，酸溶木素在250-500nm的波长范围内均有吸收，而F和HMF在325nm后便没有吸收。基于此，为了排除干扰，文献采用简单的三波长法法（等吸收点波长276nm、F的最大吸收波长272nm及325nm）定量检测出生物质提取液中F和HMF的含量。

三、结果分析

1. 文献1中，不同浓度HMF 的紫

外吸光度响应如图2所示。从图中可以看

出, ΔA -c工作曲线呈现良好的线性关

系。HMF 的浓度与281nm 和320nm 处

吸光度值之间的关系分别为ΔA= A281

-A320 =12185 ×C(R2 = 0 .9994)。根据朗

伯比尔定律，ΔA=kC，因此, 在无干扰

的情况下, 可以用紫外光谱法测定葡萄

糖固体酸水解液中的HMF。

确定了HMF吸光度ΔA与浓度C

的线性关系后,同时扫描样品葡萄糖水解

液的水层和有机层的紫外吸收光谱图，

其目的是为了确定样品中是否有干扰物

质，如图3所示。由图可知，葡萄糖水

解液中无其他干扰物质（若有干扰物质，

则会产生吸收重叠或者两个吸收峰之类

的形状），因此可用紫外光谱法进行快速

有效的测定。

2. 文献2中，第一个结果与文献1并

无太大差别，只是确定的需要定量测定的两

种物质的吸收光谱，得出两物质在某处有等

吸收波长的结论。但从右图可以看出，生物

质预提取液中的酸溶木素在250-325nm 范

围内与F 和HMF 的吸收有重叠，对实验测

定结果有干扰，故需测定其干扰的程度。

对于不同生物质中提取的酸溶木素的

吸收光谱不同，这里采用阔叶木木种作为原

料。

由于F 和HMF 在325nm 处没有吸收，

故计算出酸溶木素在F 和HMF 的测定波长处吸光度与325nm 处的吸光度的比值Kx 作为酸溶木素在F 和HMF 所选测定波长处吸光度的干扰因子。即：

确定干扰因子后，利用三波长法对F 和HMF 的含量进行测定，如下式：

其中K 1、K 2分别为在272nm 、276nm 处的干扰因子，C 1、C 2分别为F 和HMF 标准样品的浓度，11ε、12ε、21ε、2

2ε为F 和HMF 各自分别在272nm 和276nm 的摩尔吸光度系数。在276nm 处有： 从而求得C 1为：

325

x X A A K λ=2

211113251272C C A K A εε+=-2

221123252276C C A K A εε+=-ε

εε==22122

1123251221276212721A K K A A C εεε

εεε--+-=）（）（

四、结论

文献1提出一种直接将样品溶于无水乙醇中, 采用双波长紫外分光光度法测定样品中羟甲基糠醛含量的方法。实验表明，该方法本方法测得水层中HMF 含量的相对偏差为1.83 %, 有机层中HMF 含量的相对偏差为0.12 %，且无需显色处理，操作简单、快速，可为生物质水解生产5 -羟甲基糠醛的工艺提供了一种快速有效的检测手段。但文献1并没有出现有干扰物质影响测定结果的情况，因此文献1的实验以及数据处理过程只适用于成分简单且对紫外光吸收较为单一的样品。

文献2的方法将酸溶木素的贡献从混合样品选定波长处的总吸光度中扣除，再用三波长法同时可得测样品中F和HMF的含量。经实验证明该方法测定F和HMF的相对误差及回收率分别为3.02%和2.72%，95%-107%和96%-101%范围内，由此再次证明紫外光谱法具有很好的准确性，且具有无需经过显色处理、操作简单、快速等特点。文献2还向我们展示了如果存在对测量结果有干扰的情况，需测定其干扰的程度和干扰因子，扣除影响从而测得F和HMF的含量。

五、启发

利用紫外吸收光谱法测定有机物，其主要依据是化合物的吸收光谱特征（如形状、吸收峰数目以及各峰波长等）来鉴定有机物，这是定性分析过程；依据其吸收峰峰高来确定其含量，一般来说同一化合物浓度不同时，光吸收曲线形状相同，最大吸收波长不变，只是相应吸光度不同，这是定量分析过程。文献1与文献2方法异曲同工，但又各有好处，各有各适合使用的情况。文献1的方法适用于定量测定反应体系中有机物的的含量，而文献2的方法适用于同时定量测定物质样品中的多种有机物，同时其排除干扰的方法也值得我们学习。