Analysis of Lcabs and Lachs in Environmental and Geological Samples and Separation of Bioactive Compoonds from Cranberry

摘要

目前,直长链烷基苯(LCABs)作为一种杂质存在于直链磺化烷基苯(LAS)这种广泛使用的表面活性剂当中。在地质样品中也检测到了LCABs的存在。一般认为这种污染的存在没有地质成因,所以把实验室中对仪器的清洗做为这种污染出现在地质样品中的因为。在我们的研究初期,已经写了一篇关于直长链烷基苯(LCABs)的合成和地域分布的综述。地质样品中的LCABs种类比存在于表面活性剂中的种类多,这表明LCABs的来源各不相同。通常,烷基中含有10-14个碳原子的直长链烷基苯LCABs常被用于工业合成表面活性剂LAS。在河水、海水和沉淀物中发现的直链LCABs的种类与合成的表面活性剂中含有的一样。这些结论都表明河水、海水和沉积物中直链LCABs的主要来源是人工合成的烷基苯。另一方面,在大气样品、原油、煤层、煤烟和香烟中发现的LCABs种类比表面活性剂中的要多。人工合成的混合物中的LCABs的同分异构体的相对丰度明显有别于从自然界中分离出来的LCABs同分异构体的元素丰度。长链的脂肪酸和醇类是细菌和藻类含有的常见化合物。不饱和脂肪酸也由于稳定性差而不能在地质样品中长期存在。此外,有些研究者通过实验表明,这些化合物会转化成LCABs,这也成了来源之一。在这种转化中,硫,木质素和黏土都起到了非常重要的作用。这一过程包括:热环化、芳香化和脱羧作用。在黏土中发生的长链醇、脂肪酸与苯的反应也是地质样品中LCABs的一种来源。同时,在抗生物高聚物和从不同种细菌提取出的脂质中也发现了这类物质。所有这些都证明了LCABs的自然来源。多烯也是一个地质学来源之一。醌和脱硫的有机硫化物能够通过退化和热熟化过成转化为二烷基苯或三烷基苯,但这不是LCABs在地质样品中的主要来源。
　　 可以确定的是,水中的LCABs的是人工合成的,而大气中的则来源于人工合成和地质的成因。在煤中和原油中存在LCABs也有地质因为。
　　 论文使用GC-MS法于分析氢化真空柴油(HVGO)。实验中对开链烃,芳香烃,萘烃和长链烷基环己烷(LACHs)进行同时分析。实现了在氢化作用的不同阶段对HVGO的完整分子描述。HVGO含有少量的硫和氮。相比于其他HVGO,HVGO3和HVGO4都不含氮,但是它们却含有相当高浓度的硫,分别为0.258％和0.140％。HVGO1的碳氢比很高,说明其中芳香族化合物含量很少。分析也证实了这一点,HVGO1和HVGO2中不含芳香族化合物。同时,也完成了定量分析。对于定量分析,我们用标准曲线法(外标法)。定量分析表明HVGO主要含有长链分子。短链分子含量非常少。结果表明HVGO中包含从C5到C38的链烷烃,而HVGO中含有LACHs是从C7到C32。C32是HVGO中检测到的分子质量最大的LACH。碳数从C18到C27的LACHs是HVGO中环己烷的主要组成。LACHs中已发现的含有的最大浓度的物质分别为HVGO1中C26(7.4g／L),HVGO2中C28(2.0 g／L),HVGO3中C25(10.9 g／L),HVGO4中C26(7.1 g／L),HVGO5中C25(3.6 g／L),HVGO6中C26(1.4 g／L)。浓度非常低的烷基苯和高浓度的LACHs证明许多芳香化合物在加氢过程中已经转化成饱和化合物。结果将导致信号中质量大的碎片信号增强,这将有助于优化石油的转化过程,比如FCC的氢化和氢化裂解过程。
　　 本文使用逆流色谱法(CCC)分离蔓越橘粗提物中的黄酮醇。采用CCC从蔓越橘中制备分离出了对香豆酸、飞叶草色素-3-O-接骨木二糖苷,p-香豆酸和花青色素-3-O-接骨木二糖苷。逆流分离的两相溶剂体系组成是正丁醇.甲醇.水(含0.05％的三氟乙酸),体积之比4:1:5。采用机械手测定分配系数(K),再通过分析型CCC进一步选择出合适的两相溶剂体系。所使用逆流色谱型号为GS10AB。进样后,检测波长为254nm。得到了纯度分别为98％的对香豆酸,95％的飞燕草素-3-O-接骨木二糖苷,73％的花青素-3-O-接骨木二糖苷。随后使用制备液相对飞燕草素-3-O-接骨木二糖苷和花青素-3-O-接骨木二糖苷做进一步分离。得到纯度为99％的飞燕草素-3-O-接骨木二糖苷和纯度超过95％的花青素-3-O-接骨木二糖苷。对香豆酸、飞燕草素-3-O-接骨木二糖苷的结构均通过ESI-MS,1H-NMR和13C-NMR进行鉴定。

目录

文摘

英文文摘

学位论文数据集

1.Introduction

1.1 Composition of crude oil

1.2 Formation of petroleum in the earth crust

1.2.1 Biogenic theory of petroleum

1.2.2 Abiogenic theory

1.3 Classification of crude oil

1.3.1 Light crude oil

1.3.2 Heavy crude oil

1.3.3 Extra heavy crude oil

1.3.4 Oil sands bitumen

1.4 SARA analysis

1.4.1 Saturates

1.4.2 Aromatics

1.4.3 Resins

1.4.4 Asphaltenes

1.5 Fractional distillation of crude oil

1.6 Hydroprocessing of petroleum fractions

1.6.1 Desulfurization

1.6.2 Denitrogenation

1.6.3 Dearomatization

1.6.4 Demetalization

1.7 History of synthetic long chain alkylbenzenes (LCABs)

1.8 Origin of long chain alkylbenzenes in environmental and geological samples

1.9 Synthesis of LCABs

1.9.1 Syhthesis of LCABs using paraffins

1.9.2 Syhthesis of LCABs using Olefins

1.9.3 Syhthesis of LCABs using HF catalyst

1.10 Occurrence of LCABs in environmental samples

1.11 Origin of LCABs in geological samples

1.11.1 Origin from earotenoids

1.11.2 Origin from quinones

1.11.3 Alkylation of low molecular weight aromatics

1.11.4 Aromatization of cyclic alkanes

1.11.5 Cyclization of organic acids or alcohols

1.11.6 Origin from polyenes or by pyrolysis of smaller unsaturated molecules

1.11.7 Desulfurization of organic sulfur molecules

1.12 Analytical techniques

1.12.1 GC-MS analysis

1.12.2 Two dimensional gas chromatography (GCxGC-TOF-MS) analysis

1.13 HPLC analysis

1.14 Summary

1.15 Research objectives

2. Qualitative and quantitative analysis of linear alkylcylcohexane in hydrogenated vacuum gas oil

2.1 Introduction

2.2 Experimental

2.2.1 Chemicals

2.2.2 Activation of alumina and silica gel

2.2.3 Open column chromatography

2.3 Instrumental conditions

2.3.1 Group type analysis of HVGO

2.3.2 Elemental analysis

2.3.3 Compositional analysis for HVGO

2.4 Results and discussion

2.5 Conclusion

3. Separation of delphinidin-3-O-sambubioside and cyanidin-3-O-sambubioside and p- coumaric acid from cranberry by counter-current chromatography instruments

3.1 Introduction

3.2 Experimental

3.2.1 Apparatus

3.2.2 Chemicals

3.2.3 Selection of two-phase solvent systems

3.2.4 Preparation of two-phase solvent and sample solution for CCC

3.2.5 Separation procedure

3.2.6 HPLC analyses of CCC and prep-HPLC peak fractions

3.2.7 MS and NMR analysis

3.3 Results and discussion

4. Summary

References

List of publications

Acknowledgement

Biography of author

Resume of supervisor

Resume of co-supervisor

博士研究生学位论文答辩委员会决议书