煙草熱解產(chǎn)物中揮發(fā)性有機(jī)物和自由基成分的形成機(jī)理研究.pdf

1、煙草熱解產(chǎn)物中的揮發(fā)性有機(jī)物與自由基成分由于具有生理毒性，近年來(lái)備受關(guān)注，并逐漸成為了煙草行業(yè)中的研究重點(diǎn)。而目前對(duì)于煙草中主要揮發(fā)性有機(jī)物，尤其是酚類(lèi)物質(zhì)的形成過(guò)程尚不明確，對(duì)煙草熱解形成的自由基的變化情況研究也較少，因此極大的制約了低危害煙草產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。本文重點(diǎn)研究了煙草熱解產(chǎn)物中揮發(fā)性有機(jī)物的來(lái)源及影響其產(chǎn)率的因素，考察了煙草焦油和熱解固體殘余物中自由基的基本性質(zhì)及其變化規(guī)律，得出結(jié)果如下:
　　 1、應(yīng)用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用技

2、術(shù)研究了烤煙、白肋煙和纖維素、木質(zhì)素、果膠熱解產(chǎn)物中主要揮發(fā)性有機(jī)物的形成機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明，煙草的熱解主要發(fā)生在200～600℃之間，煙草煙氣中揮發(fā)性有機(jī)物羧酸類(lèi)、醚類(lèi)、酯類(lèi)物質(zhì)的生成溫度較低，峰值出現(xiàn)在400℃附近，主要來(lái)源于組分中纖維素和果膠的分解;而煙氣中的甲苯、苯酚、二甲苯的生成溫度較高，峰值在500℃左右，主要源自木質(zhì)素的分解。
　　 2采用熱解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)定性分析煙草煙氣成分。研究結(jié)果表明，煙草類(lèi)型、產(chǎn)地、

3、等級(jí)之間的差異并未對(duì)煙草煙氣中化合物的類(lèi)型產(chǎn)生顯著影響。在氧含量為0％～9％的范圍內(nèi)，熱解氣氛對(duì)煙草煙氣中化合物類(lèi)型的影響不大。DB-624色譜柱適合煙草煙氣揮發(fā)性有機(jī)物中尼古丁、呋喃類(lèi)物質(zhì)等的分離，而HP-5MS色譜柱對(duì)煙氣成分中的酚類(lèi)物質(zhì)分離效果更好。
　　 3、使用熱解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和熱重-質(zhì)譜技術(shù)研究了綠原酸、咖啡酸、奎寧酸熱解產(chǎn)物中6種酚類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物的形成機(jī)理。研究結(jié)果表明，綠原酸的酚類(lèi)熱解產(chǎn)物產(chǎn)量依次為鄰

4、苯二酚、苯酚、對(duì)苯二酚、4-乙基鄰苯二酚、4-甲基鄰苯二酚、甲基苯酚。分析咖啡酸和奎寧酸的熱解過(guò)程后得出，在綠原酸的熱解產(chǎn)物中，苯酚、對(duì)苯二酚主要來(lái)自于奎寧酸的熱解，甲基苯酚、鄰苯二酚、4-甲基鄰苯二酚和4-乙基鄰苯二酚則主要由咖啡酸分解而來(lái)。奎寧酸所生成的酚類(lèi)物質(zhì)的量可以占到綠原酸酚類(lèi)熱解產(chǎn)物的40％以上，而且奎寧酸在煙草中還以單體等其他形式存在。綠原酸是煙草中含量最大的多酚類(lèi)物質(zhì)，因此綠原酸和奎寧酸均為煙草煙氣中的酚類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物的

5、重要來(lái)源。
　　 4、采用順磁共振技術(shù)研究烤煙熱解產(chǎn)物中自由基的形成機(jī)理。358～670℃熱解條件下煙氣焦油中的自由基的g值在2.0032～2.0044之間，并且隨熱解形成溫度的升高而不斷降低。在氧含量為0％～21％的范圍內(nèi)，熱解氣氛對(duì)焦油自由基的影響不顯著。在400～700℃范圍內(nèi)，煙草固體熱解殘余物中的自由基的g值在2.0030～2.0040之間，隨著熱解溫度的升高g值不斷減小，同時(shí)自由基濃度隨著溫度變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨