利用红外光谱鉴别饱和脂肪酸及其盐

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1、第27卷,第2期光谱学与光谱分析Vol127,No12,pp25022532007年2月SpectroscopyandSpectralAnalysisFebruary,2007利用红外光谱鉴别饱和脂肪酸及其盐1132罗曼,关平,刘文汇1.北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京1008712.中国石化石油勘探开发研究院,北京100083摘要有人认为饱和脂肪酸及其盐是碳酸盐岩中的生烃母质,但将它们从天然沉积物中鉴别出来的方法尚不成熟,对分析评价它们在沉积物中的分布造成困难。文章对几种合成饱和脂肪酸及其盐进行红外光谱测试,获得它们的

2、红外吸收光谱。对特征峰进行指认,分析了饱和脂肪酸及其盐红外光谱的区别。从基团推电子能力、分子折合质量、离子核外电子构型及碳链长度的角度,解释不同饱和脂肪酸以及不同阳离子形成的饱和脂肪酸盐的特征官能团吸收峰波数的变化规律。为地质体中此类物质的鉴别提供参考。关键词饱和脂肪酸;饱和脂肪酸盐;红外光谱;分子折合质量;推电子能力;离子构型;长碳链中图分类号:O65713文献标识码:A文章编号:100020593(2007)0220250204-1-1cm,分辨率为1cm。引言2结果与讨论碱性沉积条件下,碳酸盐岩中由类脂物质水解生成的脂2+2+肪酸可以与地质体中的

3、Ca,Mg等金属离子结合生成脂获得饱和脂肪酸及其钙盐、镁盐的红外光谱如图1。分肪酸盐,使有机质以更为稳定的盐类形式保存下来。有研究别对饱和脂肪酸及其盐的红外光谱特征峰进行指认见表1和[124]表明脂肪酸和脂肪酸盐都可能是碳酸盐岩中的生烃母质。表2。此类物质与碳酸盐岩溶解、沉积性质相似,特别是饱和脂肪211饱和脂肪酸的红外光谱酸盐可能由于含量低、晶体小等原因混杂在其他物质中而没纯液体或固相中,饱和脂肪酸多以环状二聚体形式存[9]能从岩石样品中被提取出来。常规的岩矿鉴定例如X射线粉在,只有在气态和极稀的非极性溶剂中以单体为主。本研晶衍射也不能将岩石中的脂肪

4、酸盐有效鉴别,所以在碳酸盐究中的甲酸、乙酸、硬脂酸均以环状二聚体形式存在。岩生烃机制评价中未体现它们的贡献。以往主要是从化学角甲酸、乙酸、硬脂酸二聚体羰基伸缩振动峰很强。除硬度对饱和脂肪酸及其盐类物质的红外光谱进行研究,对特征脂酸外,都是各自红外光谱的最强峰(硬脂酸为次强峰)。三[527]种酸该吸收峰波数依次下降:1739,1722,1703cm-1。这峰指派不够详细,不利于此类物质的区分与鉴别。本文通过对饱和脂肪酸及它们的钙盐、镁盐进行红外光谱测试与是因为在RCOOH中,R基推电子能力越大,CO振动峰[9]分析,得出饱和脂肪酸与其钙盐、镁盐红外光谱的

5、特征及差波数越低。三种酸R基推电子能力:H

6、试。样品详细特征ν=1/2πC·(k/μ)参见文献[8]。测试采用德国Bruker公司生产的VECTOR22其中1/μ=1/m1+1/m2称为分子折合质量,k为键力常数,[10]型傅里叶变换红外光谱仪,仪器测试范围为7500～370C为常数。将三种酸看成HCOO—H,CH3COO—H,收稿日期:2005206216,修订日期:2005210208基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(2001CB209102)资助作者简介:罗曼,女,1982年生,北京大学地球与空间科学学院硕士研究生3通讯联系人e2mail:pguanl@pku.edu.cn第2期光谱

7、学与光谱分析251CH3(CH2)16COO—H的结构。显而易见,甲酸、乙酸、硬脂依次增大。所以分子折合质量依次增大,OH的伸缩振动波酸羟基单键两边基团质量:m1均相等,都是H的质量;m2数依次降低。Table1Vibrationmodesassignmentofinfraredabsorptionbandsinthesaturatedfattyacids官能团振动模式及其特征峰波数/cm-1样品OHC—HCH3CH2CH2COCH2α2CH2OHCH3COOHC—OOHCH2(rCOOCOHCCOC—C(ν)(ν)(νas)(νas)(νs)(ν)(

8、δ)(δ)(δ面内)(δs)(δ)(ν)(δ面外)inphase)(δ)(δ)(δ)(δ)主峰