熊果酸和咖啡酸的熱降解機理及其分解動力學研究

肖卓炳，郭滿滿，郭瑞軻

（吉首大學 林產化工工程湖南省重點實驗室，湖南 張家界 427000）

　　摘 要：采用熱重-傅里葉紅外光譜聯用技術（TG-FT-IR）對杜仲中的兩種天然有機酸熊果酸和咖啡酸進行了非等溫熱分析。結合量子化學GAMESS軟件分子模擬計算、熱失重和熱解逸出氣體紅外光譜分析，對兩種有機酸化學鍵的斷裂情況進行了推斷和驗證。使用積分Coats-Redfern法、微分Achar法以及Malek法等3種熱分析動力學方法對熱重實驗數據進行了分析，推斷了各步分解最概然機理函數，得到相應的動力學參數--表觀活化能（Ea）和指前因子（A），并推斷其貯存期。研究表明，各步失重、分子模擬推斷和逸出氣體紅外光譜解析，這三者能夠對熱分解過程的化學鍵斷裂情況進行判斷；熊果酸的熱分解自236.8 ℃至431.2 ℃，且一步完成，為二維擴散控制機制（圓柱形對稱型），符合Valensi方程，Ea為228.26 kJ/mol，lnA為39.56；咖啡酸在153.0 ℃后發生了兩步分解，第一步熱分解為二維擴散控制機制，符合Jander方程，Ea1為111.28 kJ/mol，lnA1為25.78，而第二步熱分解為三維擴散控制機制，符合Z.-L.-T.方程，Ea2為231.75 kJ/mol，lnA2為43.50；熊果酸和咖啡酸在室溫（25 ℃）的貯存期分別為4~5年和3年。

　　關鍵詞：熊果酸；咖啡酸；熱重-紅外聯用；熱降解機理；分解動力學

　　中圖分類號：TQ351；TQ460.7 文獻標識碼：A 文章編號：0253-2417（2014）02-0033-07