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標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 報 告 書 平成 24 3 31 一般社団法人日本海事検定協会 (理化学分析センター)

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標準物質等のスペクトルのデータベースの提供

報 告 書

平成 24 年 3 月 31 日

一般社団法人日本海事検定協会

(理化学分析センター)

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目 次

1. 研究の背景

2. 研究の目的

3. 研究の経過

4. 研究内容

<スペクトルデータベース目次>

5. 各種スペクトルの解析のための基礎知識と応用例

付録1 炭化水素の IR スペクトルの捉え方

付録2 グリコール化合物の赤外線吸収スペクトル

付録3 油脂の赤外線吸収スペクトル【赤外線吸収スペクトルと分子構造】

付録4 繊維の熱分解ガスクロマトグラフィー

付録5 芳香族化合物の UV スペクトル

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1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

や異物鑑定等の調査においては必要不可欠である。しかし,私たちの周囲に存在する物質の種

類は極めて多く,それらを対象としたスペクトルを入手することは容易ではない。

一方,公開されたスペクトルデータベースは,質的あるいは収集数が決して充分とは言えず,

研究者はそれぞれのスペクトルを有償で,あるいは標準物質を購入して測定しなくてはならな

いのが実情である。それは時間的にも経済的にも大きな負担となっていることは明らかであり,

また,多くの公開情報が純物質に限ったスペクトルが多く,サンプルを処理して純物質を単離

してからでないと活用することが出来ない。スペクトル等の公開については,現状,研究文献

の中に散見されるものの,体系的に整理され,共通に利用できるデータベースは整備されてい

ない。

そこで,純物質に限らず複合物質を含めて私たちの身の回りにある物質のスペクトル等を公

開し,広く化学情報を提供することで分析化学の発展に資するものとしたい。

本スペクトルデータベースには以下の内容を掲載した。

分析方法(測定機器) 2011 年度

1. 赤外線吸収スペクトル分析 394

2. 熱重量-示差熱分析 91

3. 紫外線吸収スペクトル分析 34

4. ガスクロマトグラフ分析 36

5. X 線回折 9

小計(延べ) 564 物質

さらに,類似物質のスペクトルの違いやスペクトルの見方などについて「付録」として詳細

な解析を行った。2011 年度の付録では5テーマについて公開する。

2. 研究の目的 スペクトルの活用については,必ずしも物質を特定するためのニーズばかりではなく,簡易

的に特定物質の存在をチェックするような使い方も少なくない。そうしたニーズに応えるには,

より多くのスペクトル情報が公開されることが望ましい。

さらに広範な利用形態に対応した機能を実現するため,化学物質のデータベースの仕様作成

及び運用に関する研究を進め,学校法人,高校・大学の学生,あるいは分析化学に携わっている

方々の活用を願うものである。

3. 研究の経過 2011 年度 化学情報 DB の構成設計,収集データ種目の決定とデータ収集

2012 年度 収集データ種目の検討と化学情報 DB のデータ収集

2013 年度 化学情報 DB のデータ収集および DB 高度化に向けて基本設計

2014 年度 化学情報 DB のデータ収集および DB 高度化に向けて開発実施

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4. 研究内容 本研究では,各種スペクトル及び様々なスペクトルの解析報告書(付録)を公開する。

各種分析機器による測定結果(スペクトル)の分類目次及び測定数(検体数)を以下に示す。

延べ 572 検体のサンプルについてスペクトルを得た。

赤外線吸収スペクトル分析 熱重量-示差熱分析 分類 検体数 分類 検体数

1. 炭化水素 84 1. 化学薬品(有機物) 9 2. アルコール 34 2. 化学薬品(無機物) 7 3. エーテル 15 3. 石油関係 13 4. ケトン,アルデヒド 29 4. 石炭関係 8 5. 酸 16 5. タンパク質 4 6. エステル 26 6. 高分子(プラスチック,ゴム,繊維) 16 7. フェノール類 5 7. 固形燃料 7 8. アミン 14 8. 炭水化物・その他 27 9. ポリマー 100 合計 91

10. 無機物 26 ガスクロマトグラフ分析 11. 界面活性剤 8 分類 検体数 12. グリース 2 1. 石油製品 21 13. 色素 6 2. 木材 9 14. 食用油 29 3. いちご 6 15. その他 18 合計 36

合計 394 X 線回折 紫外線吸収スペクトル分析 分類 検体数

分類 検体数 1. 日用品 9 1. 日用品・食品等 22 合計 9 2. 化学物質 12

合計 34 -

※ 次頁の分析名をクリックすると,スペクトルが参照できます。

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スペクトルデータベース目次

H赤外線吸収スペクトル分析(FT-IR) H熱重量-示差熱分析(TG-DTA) H紫外線吸収スペクトル分析(UV-VIS) Hガスクロマトグラフ分析(GC) HX線回折分析(XRD)

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H赤外線吸収スペクトル分析

炭化水素

1. 軽油 2. A 重油 3. C重油(グレード 380) 4. ジェット燃料 5. Light Cycle Gas Oil (LCGO) 6. ハイオクガソリン 7. レギュラー+ハイオクガソリン 8. 潤滑油 9. アスファルト 10. アントラセン 11. 1-ウンデセン 12. 1-エイコサン 13. 4-エチル-m-キシレン 14. 3-エチルトルエン 15. エチルベンゼン 16. 1-オクタデセン 17. オクタン 18. ガソリン(レギュラー) 19. m -キシレン 20. o-キシレン 21. p -キシレン 22. クロロホルム 23. 原油 24. 1,2-ジエチルベンゼン 25. 1,3-ジエチルベンゼン 26. p-ジエチルベンゼン 27. ジエチルベンゼン 28. ジクロロペンタジエン 29. ジベンジル 30. 2,6-ジメチル-4-ヘプタノン 31. p-シメン 32. 重油 33. 潤滑油(ベースオイル) 34. スチレン 35. デカン 36. 1-デセン 37. 1-テトラデセン 38. 1,2,3,4-テトラメチルベンゼン 39. 1,2,3,5-テトラメチルベンゼン 40. 1,2,4,5-テトラメチルベンゼン 41. 灯油 42. 1-ドコセン 43. ドデカン 44. n-ドデシルベンゼン 45. 1-ドデセン 46. 1,3,5-トリエチルベンゼン 47. 1-トリデセン 48. 2,4,4-トリメチル-1-ペンテン 49. 2,4,4-トリメチル-2-ペンテン 50. 1,2,4-トリメチルベンゼン 51. トルエン 52. ナフサ 53. ナフタレン 54. ノナン 55. 1-ノネン 56. パラフィンワックス 57. バンカーC 重油(グレード 180) 58. ビフェニル 59. フェナントレン 60. iso-ブチルベンゼン 61. n-ブチルベンゼン 62. 2-n-プロピルトルエン 63. 3-n-プロピルトルエン 64. 4-n-プロピルトルエン 65. iso-プロピルベンゼン(クメン) 66. n-プロピルベンゼン

67. 1-ヘキサデセン 68. へキサン 69. 1-へキセン 70. 1-ヘプタデセン 71. ヘプタン 72. ヘミメリテン 73. ベンゼン 74. 1,3-ペンタジエン 75. 1-ペンタデセン 76. ペンタメチルベンゼン 77. 1-ペンテン 78. 2-ペンテン 79. ポリスチレン 80. メシチレン 81. 2-メチル-1-ブテン 82. 2-メチル-1-ペンテン 83. メチルシクロペンタジエン ダイマ- 84. リモネン

アルコール類

1. tert-アミルエチルエーテル 2. アリルアルコール 3. 1-エイコサノール 4. エタノール 5. オクタノール 6. オレイルアルコール 7. カテコール 8. グリセリン 9. ジエチレングリコール 10. シクロヘキサノール 11. 1-デカノール 12. 1-テトラデカノール 13. ドデカノール 14. トリエチレングリコール 15. 1-トリデカノール 16. トリメチレングリコール 17. 2-フェニルエタノール 18. 2-ブタノール 19. フルフリルアルコール 20. 1-プロパノール 21. プロピレングリコール 22. 1-ヘキサデカノール 23. 1-ヘキサノール 24. ヘプタデカノール 25. ヘプタノール 26. ベンジルアルコール 27. 2-ペンタノール 28. ポリエチレングリコール 29. マンニトール(糖アルコール) 30. メタノール 31. 3-メチル-1-ブタノール 32. 3-メチル-2-ブテン-1 オール 33. 2-メチル-2-プロパノール 34. 1-メトキシ-2-プロパノール

エーテル

1. tert-アミルメチルエーテル 2. イソプロピルセロソルブ 3. エチルn-プロピルエーテル 4. 2-エトキシエタノール(エチルセロソルブ) 5. グラニュー糖 6. ジエチルエーテル 7. 1,3-ジオキサン 8. 1,4-ジオキサン 9. ジフェニルエーテル 10. ジプロピレングリコールモノメチルエーテル

11. ジメトキシメタン(メチラール) 12. ブチルエーテル 13. ブチルセロソルブ 14. メチル tert-ブチルエーテル(MTBE) 15. メチルセロソルブアセテート

ケトン,アルデヒド

1. アセチルアセトン 2. アセトアルデヒド 3. アセトフェノン 4. アセトン 5. イソブチルアルデヒド 6. イソホロン 7. 2-オクタノン 8. p-キシロキノン 9. クロトンアルデヒド 10. ジアセチル(ブタン-2.3-ジオン) 11. ヒドロキシアセトン 12. ピナコリン 13. ブチルアルデヒド 14. γ-ブチロラクトン 15. 2-フリルメチルケトン 16. プロピオフェノン 17. 1-ヘキサナール 18. 2-ヘキサノン 19. 3-ヘキサノン 20. 3-ヘプタノン 21. ヘプチルアルデヒド 22. ホルムアルデヒド 23. ホロン 24. 3-メチル-3-ブテン-2-オン 25. 4-メチル-3-ペンテン-2-オン 26. メチルイソブチルケトン 27. メチルイソプロピルケトン 28. メチルエチルケトン(MEK) 29. メチルビニルケトン

有機酸

1. アジピン酸 2. L-アスコルビン酸 3. オレイン酸 4. カプロン酸 5. 吉草酸 6. ぎ酸 7. くえん酸 8. くえん酸一水和物 9. 酢酸 10. ステアリン酸 11. 乳酸 12. ノナデシル酸 13. パルミチン酸 14. プロピオン酸 15. ヘプタン酸 16. ラウリン酸

エステル

1. L(+)-アスパラギン酸ナトリウム一水和物 2. L-グルタミン酸ナトリウム 3. Peanut oil 4. Soybean oil(大豆油) 5. オクタン酸エチル 6. オルトギ酸トリエチル 7. オレイン酸メチル 8. 酢酸 n-プロピル 9. 酢酸エチル 10. ステアリン酸メチル

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11. ナタネ油+大豆油 12. パルミチン酸メチル 13. ひまし油 14. フタル酸ジエチルヘキシル 15. プロピオン酸 n-ブチル 16. プロピオン酸イソブチル 17. ポリアクリル酸 2-エチルへキシル 18. ポリアクリル酸n-ブチル 19. ポリアクリル酸イソブチル 20. ポリアクリル酸エチル 21. ポリアクリル酸メチル 22. ミリスチン酸メチル 23. こはく酸二ナトリウム 24. 酢酸カルシウム一水和物 25. 酒石酸カルシウム四水和物 26. ステアリン酸カルシウム

フェノール類

1. 2.6-dimethoxyphenol 2. 2,4-dimethylphenol 3. 2.6-di-t-butylphenol 4. 3.3.5.5-tetra-t-butyl-4.4-diphenoquinone 5. フェノール

アミン類

1. アクリルアミド 2. アクリル酸 2-(ジメチルアミノ)エチル 3. アセトアミド 4. エチレンジアミン 5. ジエタノールアミン 6. ステアリン酸ヒドラジド 7. トリエタノールアミン 8. トリオクチルメチルアンモニウムクロライド 9. 尿素(炭酸ジアミド) 10. 1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン 11. ブチルアミン 12. プロピルアミン 13. ベンズアミド 14. モノエタノールアミン

ポリマー

1. Acrylonitrile butadiene styrene resin 2. アルギン酸ナトリウム 3. Butylmetacryate isobutylmethacrylate polymer 4. アセチルセルロース 5. Cellulose acetate butyrate 6. Cellulose propionate 7. Cellulose triacetate 8. Ethyl cellulose 9. Ethylene acrylic acid copolymer 10. Ethylene ethyl acrylic copolymer.sp 11. Ethylene methacrylic acid copolymer 12. Ethylene propylene copolymer 13. Ethylene vinyl acetate copolymer 14w% 14. Ethylene vinyl acetate copolymer 18w% 15. Ethylene vinyl acetate copolymer 25w% 16. Ethylene vinyl acetate copolymer 28w% 17. Ethylene vinyl acetate copolymer 33w% 18. Ethylene vinyl acetate copolymer 40w% 19. Ethylene vinyl alcohol copolymer 20. ヒドロキシエチルセルロース 21. Hydroxypropyl cellulose 22. Hydroxypropyl methyl cellulose 23. Methyl cellulose 24. Methyl vinyl ether maleic acid copolymer 25. Methyl vinyl ether maleic anhydride

copolymer 26. N-vinylpyrrolidone vinil acetate copolymer 27. Nylon11 28. Nylon12

29. Nylon6 30. Nylon6(3)t 31. Nylon6/12 32. Nylon6/6 33. Nylon6/9 34. Phenoxy resin 35. Poly(1-butene),isotactic 36. Poly(2,4,6-tribromostyrene) 37. Poly(2,6-dimethyl-p-phenylene oxide) 38. Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) 39. Poly(4,4-dipropoxy-2,2-diphenyl propane

fumarate) 40. Poly(4-methyl 1-pentene) 41. Poly(acrylic acid) 42. Poly(butylene terephthalate) 43. Poly(diallyl phthalate) 44. Poly(ethyl methacrylate) 45. Poly(ethylene oxide) 46. Poly(ethylene terephthalate) 47. Poly(isobutyl methacrylate) 48. Poly(methyl methacrylate) 49. Poly(n-butyl methacrylate) 50. Poly(phenylene sulfide) 51. Poly(p-phenylene ether_ sulphone) 52. ポリテトラフルオロエチレン 53. Poly(vinil stearate) 54. ポリ酢酸ビニル 55. Poly(vinyl alcohol), 98%hydrolyzed 56. Poly(vinyl alcohol), 99.7%hydrolyzed 57. Poly(vinyl butyral) 58. ポリ塩化ビニル 59. Poly(vinyl chloride),carboxylated 60. Poly(vinyl formal) 61. Poly(vinylidene fluoride) 62. Polyacetal 63. Polyacrylamide 64. Polyacrylamide,carboxyl modified high

carboxyl content 65. Polyacrylamide,carboxyl modified low 66. Polyamide resin 67. 1,2-polybutadiene 68. Polycaprolactone 69. Polycarbonate 70. Polychloropren 71. Polyethylene, chlorinated 25wt% 72. Polyethylene, chlorinated 36wt% 73. Polyethylene, chlorinated 42wt% 74. Polyethylene, chlorosulfonated 43wt% 75. Polyethylene, highdensity 76. Polyethylene, low density 77. Polyethylene, oxidized 78. Polyisoprene, chlorinated 79. Polypropylene,isotatic 80. Polystyrene 81. Polysulfone 82. Polyvinylpyrrolidon 83. Sodium polyacrylate 84. Styrene acrylonitrile copolymer, 25%

acrylonitrile 85. Styrene acrylonitrile copolymer, 32%

acrylonitrile 86. Styrene allyl alcohol copolymer, 5.4-6.0%

hydroxyl 87. Styrene butadiene, aba block copolymer 88. Styrene butyl methacrylate copolymer 89. Styrene ethylene-butylene, aba block

copolymer 90. Styrene isoprene, aba block copolymer 91. Styrene maleic anhydride, partial methyl

ester 92. Vinyl chloride vinyl acetate

copolymer(vinilchloride 88%, vinil acetate 12%)

93. Vinyl chloride vinyl acetate

copolymer(vinilchloride 90%, vinil acetate 10%)

94. Vinyl chloride vinyl acetate hydroxylpropyl acrylate vinil chloride 80%,vinil acetate 5%

95. Vinyl chloride vinyl acetate maleic acid terpolymer vinil chloride 86%,vinil acetate 13%

96. Vinyl chloride vinyl acetate maleic acid terpolymer vinyl chloride81%,vinyl acetate16.5%

97. Vinyl chloride vinyl acetate vinyl alcohol terpolymer

98. Vinylidene chloride 5% vinyl chloride

copolymer 99. Vinylidene chloride acrylonitrile 20%

copolymer 100. Zein,purified

無機物

1. 塩化アンモニウム 2. 塩化カルシウム 3. 過塩素酸マグネシウム 4. ガラス 5. ガラスファイバー 6. クロロ酢酸 7. ケイ酸マグネシウム(フロリジル) 8. 酸化亜鉛 9. 酸化アルミニウム 10. 酸化ケイ素 11. 酸化マグネシウム 12. 酒石酸カリウム 13. 酒石酸水素カリウム 14. 硝酸マグネシウム・六水和物 15. シリカゲル 16. 水酸化ナトリウム 17. 石英ウール 18. 炭酸カルシウム 19. 炭酸水素ナトリウム 20. 炭酸ナトリウム 21. 土砂 22. 二硫化炭素 23. 硫酸亜鉛・七水和物 24. 硫酸カルシウム 25. 硫酸マグネシウム・七水和物 26. リン酸二水素カルシウム

界面活性剤

1. 1-オクタンスルホン酸ナトリウム 2. 石けん 3. ソルビタンモノオレエート(Span80) 4. 直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5. ノニオン(NA-2) 6. ノニオン(NB-1) 7. ノニオン(NC-1) 8. ノニオン(ND-1)

グリース

1. グリース(Ca,Zn) 2. グリース(Mo,S)

色素

1. チモールブルー 2. チモールブルーナトリウム 3. ブロモクレゾールグリーン 4. ブロモフェノールブルー 5. メタクレゾールパープル 6. メチレンブルー三水和物

食用油

1. RBD ココナッツ油 2. RBD パームカーネルオイル

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3. アーモンド油 4. アボカド油 5. 亜麻仁油 6. エキストラバージンセサミオイル 7. エゴマ油(シソ油) 8. オリーブ油 9. グレープシード油 10. コーン油 11. ゴマ油 12. コメ油 13. サフラワー(ベニバナ)油 14. サラダ油(ナタネ,キャノーラ) 15. 白ゴマ油 16. 大豆油 17. トリリノレイン 18. パーム原油

19. パーム油 20. 廃食用油 21. バター(有塩) 22. 発酵バター(無塩) 23. ヒマワリ油 24. ヘット(牛脂) 25. ホホバ(ジョジョバ)シード油 26. マーガリン 27. マカダミアナッツ油 28. 綿実油(めんじつゆ) 29. ラード(豚脂)

その他

1. ウコンドリンクA 2. ウコンドリンクA(100℃乾燥後) 3. ウコンドリンクB

4. ウコンドリンクB(100℃乾燥後) 5. 乾燥わかめ 6. クエン酸ナトリウム 7. 血液 8. Di-tert-butyl peroxide 9. ジメチルスルホキシド 10. 酒石酸水素ナトリウム一水和物 11. シリコーンオイル 12. ステアリン酸ナトリウム 13. デオキシコール酸 14. ビタミン A パルミテート,油性 15. 2-ピロリドン 16. ヨードチンキ 17. ラウリン酸ナトリウム 18. リン酸水素カリウム

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H熱重量-示差熱分析

化学薬品(有機物)

1. EG(エチレングリコール) 2. アルカリ石けん 3. グリセリン 4. 樟脳(カンファー) 5. 石けん 6. ソルビトール 7. 中性洗剤 8. フェノール 9. 油脂(ナタネ油)

化学薬品(無機物)

1. 硫黄 2. 塩化ナトリウム 3. シリカゲル(吸湿前) 4. シリカゲル(吸湿後) 5. 炭酸カルシウム 6. 炭酸水素ナトリウム 7. 炭酸ナトリウム

石油系

1. A重油 2. C重油 3. LSA 重油 4. アスファルテン 5. アスファルト 6. 軽油 7. 減圧軽油 8. 潤滑油(使用油) 9. 潤滑油(新油) 10. 灯油 11. パーム原油 12. ワックス 13. マイクロクリスタリーワックス

石炭系

1. 鉛筆の芯 2. カーボンブラック 3. 黒鉛(グラファイト) 4. 残炭カーボン(内部) 5. 石炭 6. 石油コークス 7. 備長炭 8. 無煙炭

炭水化物,その他

1.印刷紙 2.ウコン 3.グラニュー糖 4.小麦粉(デンプン) 5.コルク栓 6.雑草 7.砂糖(白糖) 8.ジャスミン 9.食パン 10. タバコ(フィルター) 11. タバコフィルター(活性炭側) 12. タバコフィルター(活性炭なし) 13. ダンボール 14. 茶 15. 茶(鉄観音) 16. ツバキ(枝) 17. ツバキ(葉) 18. ニトロセルロース 19. 尿素 20. ポテトチップ 21. 木材(鉛筆削りくず) 22. 薬包紙 23. ろ紙 24. ワサビ 25. インスタントコーヒー

26. インスタントコーヒー(顆粒) 27. 貝殻

たんぱく質

1. きな粉 2. 粉ミルク 3. ゴマ 4. 豆腐

プラスチック・ゴム・繊維など

1. アクリル 2. アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体

3. 麻 4. 絹 5. 黒ゴム(実験器具用ゴム栓) 6. 脂肪酸メチルエステル 7. シリコンゴム 8. セプタム各種 9. 天然ゴム(輪ゴム) 10. ナイロン 11. ポリエチレン(PE) 12. ポリエチレンテレフタレート(PET) 13. ポリスチレン(PS) 14. ポリプロピレン(PP) 15. 木綿 16. ラテックス

固形燃料

1. パームペレット(EFB) 2. RDF(ごみ固形化燃料) 3. RPF(廃紙・プラスチック固形化燃料) 4. ナタネペレット 5. バークペレット 6. 木質ペレット(ブラック) 7. ホワイトペレット

H

紫外線吸収スペクトル分析

日用品・食品

1. しょう油 0.4vol%(水溶媒) 2. ソース 0.4vol%(水溶媒) 3. グレープフルーツジュース 6vol%(水溶媒) 4. インスタントコーヒー 40ppm(水溶媒) 5. 黒インク(メタノール溶媒) 6. 赤インク(メタノール溶媒) 7. 蛍光ペン 青(メタノール溶媒) 8. 蛍光ペン 青 50vol%(メタノール溶媒) 9. 蛍光ペン 黄(メタノール溶媒) 10. 蛍光ペン 黄 25vol%(メタノール溶媒) 11. 蛍光ペン オレンジ 50vol%(メタノール溶媒) 12. 蛍光ペン 緑 50vol%(メタノール溶媒) 13. 蛍光ペン ピンク 50vol%(メタノール溶媒) 14. パセリ(エーテル抽出物) 15. 黄パプリカ(エーテル抽出物) 16. クレソン(エーテル抽出物) 17. 赤パプリカ(エーテル抽出物) 18. 朱肉インク 3vol%(メタノール溶媒) 19. 朱色インク 12.5vol%(メタノール溶媒) 20. 赤色インク 6vol%(メタノール溶媒) 21. 藍色インク 12.5vol%(メタノール溶媒) 22. 潤滑油添加剤 6vol%(メタノール溶媒)

化学物質

1. N,N-ジメチルホルムアミド 100ppm (メタノール溶媒) 2. N,N-ジメチルホルムアミド 1000ppm (メタノール溶媒) 3. メタクリル酸メチル 10ppm (エタノール溶媒) 4. メタクリル酸メチル 100ppm (エタノール溶媒) 5. メタクリル酸メチル 300ppm (エタノール溶媒) 6. フェノール 43ppm (エタノール溶媒) 7. ベンゼン 10ppm(エタノール溶媒) 8. ベンゼン 90ppm(エタノール溶媒) 9. ベンゼン 90ppm(エタノール溶媒) 10. メチルエチルケトン 100ppm(エタノール溶媒) 11. メチルエチルケトン 10ppm(エタノール溶媒) 12. スチレン 2ppm(エタノール溶媒)

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Hガスクロマトグラフ分析

石油製品

1. ライトナフサ 2. ヘビーナフサ 3. レギュラーガソリン 4. ハイオクガソリン 5. GTL 6. ジェット燃料 7. 灯油 8. 軽油 9. A重油 10. ライトサイクルガスオイル 11. 潤滑油 12. 流動パラフィン 13. ワックス 14. 180cSt C重油 15. 380cSt C重油 16. 380cSt 高硫黄重油 17. 低硫黄重油 18. 低硫黄ワキシー重油 19. アスファルト 20. UZK 原油 21. KF 原油

木材

1. トドマツ 2. 黒松 3. ベイマツ 4. ベニマツ 5. カーリーメープル 6. ソフトメープル 7. バーズアイメープル 8. ハードメープル 9. PC メープル

いちご

1. いちご A 2. いちご B 3. いちご C 4. いちご D 5. いちご E 6. いちご F

H

X線回折分析

1. 片栗粉 2. 強力粉 3. ベーキングパウダー 4. 炭酸カルシウム 5. アルミニウムの錆び 6. 鉄さび(赤さび) 7. 鉄さび(赤さびと黒さびの混合物) 8. ブリキ錆び 9. トタン錆び

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10

5. 各種スペクトルの解析のための基礎知識及び応用例 スペクトルの解析のための基礎知識,あるいはスペクトルの見方について,付録として以下

の5つのテーマで資料を作成した。 (1) 炭化水素の赤外線吸収スペクトルの捉え方

有機物の基本である炭化水素の赤外線吸収スペクトルの見方及び炭化水素で構成され

た石油製品の赤外線吸収スペクトルの特徴を示す。 (2) グリコール化合物の赤外線吸収スペクトル

セロソルブ及びジエチレングリコール化合物の赤外線吸収スペクトルの特徴を示す。 (3) 油脂の赤外線吸収スペクトル(赤外線吸収スペクトルと分子構造)

動植物油の赤外線吸収スペクトルの特徴及び脂肪酸組成との相関を調査する。 (4) 繊維の熱分解ガスクロマトグラフィー

各種繊維の熱分解ガスクロマトグラムの紹介及び2種類の繊維が混在するときの熱分

解ガスクロマトグラムの変化を調査する。 (5) 芳香族の UV スペクトル

芳香族化合物の UV スペクトルの特徴及びそれらの僅かな違いを示す。

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11

炭化水素の IR スペクトルの捉え方

石油製品の赤外線吸収スペクトルは,官能基の多寡によって製品毎に特有の吸収帯が出現す

る。 石油製品は炭化水素の混合物であり,製品によってパラフィンやオレフィン,アロマ等の成

分組成が異なっているため、赤外線吸収スペクトルからどんな成分が多く含まれているかを捉

えることが可能である。石油製品の代表的な特徴を以下に示す。

通常のパラフィンワックスは直鎖の飽和炭化水素であるため,主要な官能基はメチレン基である。 分解ガソリンは不飽和化合物が多いため,オレフィンの特徴が現れる。 3000cm-1 以上に吸収帯が出現していれば,アロマか不飽和炭化水素を含んだ製品である。 低硫黄ワキシー重油のスペクトルはワックスの特徴(720 cm-1 付近に2本の吸収帯)が出現する。 切削油等の沸点が比較的低い潤滑油には n-パラフィンが含まれており,赤外線吸収スペクトルに

反映される。

本研究では,石油製品の構成成分で

ある炭化水素の僅かな構造の違いや構

成割合の違いが赤外線吸収スペクトル

にどのように反映されるのかを知るた

め,単純な炭化水素のスペクトルを解

析した。 ヘキサン(パラフィン) ヘキサンはメチル基とメチレン基で構

成されているのに対し,1-ヘキセンは官

能基の種類が多いため複雑である。

1-ヘキセン(オレフィン) ヘキサンに比べて,オレフィン固有の

3000 cm-1,900 cm-1 が出現している。こ

のオレフィンバンドは多価不飽和脂肪

酸の桐油などにも出現する。

シクロヘキサン(シクロ/環状) 最もシンプルな構造のメチレン基だけ

で構成されるため,スペクトルもシンプ

ルである。

メチルシクロヘキサン(シクロ/分岐) シクロヘキサンと比べるとメチル基が

どこに出現するかが良く分かる。

ベンゼン(芳香族)

メチル基とメチレン基とが消失し,芳香

族環に由来した 3090~3035 cm-1 に吸収

帯が出現している。

付録1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

35.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

111.7

cm-1

%T

2923

2851

27932690

26602599

1449

12571039

1014

903861

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

114.3

cm-1

%T

2948

2920

2853

26612598

1448

1375

1262 1091

964909

871843

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

83.0

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

112

113.0

cm-1

%T

3401

3079

2960

2928

2874

16421458

1379

992

908

739

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

79.080

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

112

114.2

cm-1

%T

2959

2925

28742860

1466

1378

1037 891

724

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

4.6

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100102.4

cm-1

%T

30903071

3035

2887 23241959

18151527

1478

1393 1175

1035

850 774

666

ヘキサン C-C-C-C-C-C 1-へキセン C=C-C-C-C-C シクロヘキサン メチルシクロヘキサン ベンゼン

メチル基由来

オレフィン 由来

オレフィン

由来

メチル基由来

芳香族環由来

メチレン基のみ

CH3

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12

グリコール化合物の赤外線吸収スペクトル

グリコールエーテル等のグリコール誘導体の赤外線吸収スペクトルには以下の特徴が見られ

る。

• 1110cm-1 付近にエーテル(-C-O-C-)由来の大きな吸収帯が2本出現する。ただし,

グリコール部の炭素数が増えるにつれ,2本の吸収帯が明確に分かれなくなる。 • 末端の置換基の炭化水素部に分岐があると,スペクトルが大きく変わる。 • グリコール化合物は 1110 cm-1 付近の吸収は共通しているが,同族体であっても赤外

線吸収スペクトルのプロフィールの違いが明確であるため,炭素鎖の僅かな違いを識

別することが可能と考えられる。

エチレングリコール化合物とジエチレングリコール化合物は,エーテル由来の 1110 cm-1 付近及び 1065 cm-1

付近に大きな吸収帯を持つ。グリコール部(EG,DEG,DPG 等)の違いによって2本の吸収帯に違いがみら

れ,EG 系では明確な二股になっているが,DEG 系では股が浅く,顕著な二股ではない。さらに,DPG 系に

なると,1110 cm-1 付近の2本の吸収帯が1本になっている。

図1 グリコール化合物の特性吸収帯 1110 cm-1 付近

付録2

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3412

2955

2872

1470 1366

11191065

889

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

35.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3405 2976

2869

1445

13741352

1227

11151061

932

886

830

エチレングリコール モノエチルエーテル エチレングリコール モノイソブチルエーテル

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

35.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3429 2976

2868

1447

13751349

1243

1105

1064

933885

840

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

45.0

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3440

2953

2871

14701366

1255

1103

1066

888

ジエチレングリコール モノエチルエーテル ジエチレングリコール モノイソブチルエーテル

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

40.0

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3351

29722879

1453

1373

1330

1085

1047

1007

989938

859

ジプロピレングリコール モノメチルエーテル

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13

セロソルブの側

鎖部分が同じ炭素

数であってもその

構造によって大き

くスペクトルプロ

フィールが変化し

ている。 n-ブチル基と i-ブチル基は殆ど同

等 の ス ペ ク ト ル

で,メチル基由来

の 2955 cm-1 の吸

収帯が僅かに大き

くなっている。

図2 側鎖(置換基)の違いによるスペクトルの差異

【課題】

(1) 単純なグリコール化合物だけでなく,モノエーテルアセテート等の関連物質との違いを

明らかにする。 (2) エチレングリコールが環状になった 1,4-ジオキサン(2量体),3量体,4量体等のスペ

クトルを得る。

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

45.0

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3411

2935

2867

1458 1358

1234

1119

1069

977

890

737

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3412

2955

2872

1470 1366

11191065

889

エチレングリコール モノブチルエーテル メチル メチル エチレングリコール モノイソブチルエーテル メチル メチル エチレングリコール モノ t-ブチルエーテル

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3429

2974

29402875

1473

1389

1363

1234

1195

1066

1022

950

889

836

741

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14

表2 グリコール化合物の赤外線吸収スペクトル セロソルブ(エチレングリコールモノエーテル) ジエチレングリコールエーテル

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

30.0

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3403 2881

28281454

1368

1233

1193

1120

1061

1017

962

890831

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

35.0

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3405 2976

2869

1445

13741352

1227

11151061

932

886

830

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

45.0

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3417

2972

2938

2877

1468

1369

1334

1226

1128

1059

964

892

872

803

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

45.0

50

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60

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70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3411

2935

2867

1458 1358

1234

1119

1069

977

890

737

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3412

2955

2872

1470 1366

11191065

889

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

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80

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90

95

100.0

cm-1

%T

3429

2974

29402875

1473

1389

1363

1234

1195

1066

1022

950

889

836

741

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

20.0

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

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80

85

90

95

100.5

cm-1

%T

3469

2976

2866

14441374

1349

12961244

1107

944 846

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

35.0

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100.0

cm-1

%T

3429 2976

2868

1447

13751349

1243

1105

1064

933885

840

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

40.0

45

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55

60

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70

75

80

85

90

95

100.0

cm-1

%T

3351

29722879

1453

1373

1330

1085

1047

1007

989938

859

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

15.0

20

25

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60

65

70

75

80

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100.5

cm-1

%T

3354

3063

29322874

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1587

1494

1455

1372

1300

1241

1172

1154

1078

1040

996

915893

814

790

750

690

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

45.0

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65

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85

90

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100.0

cm-1

%T

3440

2953

2871

14701366

1255

1103

1066

888

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

50.0

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100.5

cm-1

%T

3440

2928

2859

1458

1351

1245

1115

1066

934

889

725

エチレングリコール モノメチルエーテル エチレングリコール モノエチルエーテル エチレングリコール モノイソプロピルエーテル エチレングリコール モノブチルエーテル エチレングリコール モノイソブチルエーテル エチレングリコール モノ t-ブチルエーテル エチレングリコール モノフェニルエーテル

ジエチレングリコール モノエチルエーテル ジエチレングリコール モノイソブチルエーテル ジエチレングリコール モノヘキシルエーテル ジエチレングリコール ジエチルエーテル ジプロピレングリコール モノメチルエーテル

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15

油脂の赤外線吸収スペクトル 【赤外線吸収スペクトルと分子構造】

油脂の赤外線吸収スペクトルには,以下の3か所に

特徴的な吸収帯が出現する。

エステル基由来(-COO-R)…… 1740 cm-1 エーテル基由来(C-O-C) …… 1150 cm-1 付近 アルキル基由来(-CCC…)…… 2900 cm-1 付近

赤外線吸収スペクトルの解析から得られた事項は以

下の通りである。 多価不飽和脂肪酸の構造を多く含む亜麻仁油,エゴ

マ油などはオレフィン由来の 3010cm-1 の吸収が大

きくなる。 アルキル基由来の 2900cm-1 とエステル基由来の

1740cm-1 の吸収比率が試料によって異なっている。これは脂肪酸組成の違いによるものであ

るが,今年度の研究では脂肪酸組成を測定していないため次年度以降の課題である。 脂肪酸のアルキル基の長さ,飽和・不飽和の有無によって 2900 cm-1 付近の吸収の大きさ

(1740cm-1 付近の吸収との比率)に影響が出る。 赤外線吸収スペクトルから油脂の種類を特定することは困難であるが,脂肪酸構造中に不飽

和を多く持つものは識別ができる。 4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

58.0

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

101.3

cm-1

%T

3007

2923

2853

1744

1463

1377

1236

1160

11191096

722

-CCCC… -C-O-C 炭素骨格 エーテル

-COO-C- エステル

-C=C- オレフィン -CH3 メチル -CH2-メチレン

図2 油脂の代表的なスペクトル(ナタネ油)

-CH2- メチレン

図1 油脂の分子構造

この部分の構造の違いがス

ペクトルの違いとなる。

脂肪酸由来

付録3

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16

表1 固形油脂 ※ 脂肪酸組成は油脂化学便覧から抜粋し,グラフ化した。 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成※ 所見

牛脂

炭化水素由来の

2900cm-1付近の吸収

とエステル由来の

1744cm-1の吸収はほ

ぼ同じ高さである。

ラード

牛脂とほぼ同じプ

ロフィールで,脂肪

酸組成も類似してい

る。

マーガリン

水分の吸収を有し

ているが,その他の

部分は牛脂及びラー

ドとプロフィールは

ほぼ同等である。 マーガリンの原料

である植物油は3~

4種類がブレンドさ

れているとのこと。

発酵バター

原料クリームを乳酸発酵させてから分離したもの

(データなし)

水分の吸収が大き

いが,その他の部分

はプロフィールがマ

ーガリンや牛脂等と

同等である。

バター

炭化水素とエステ

ルの比率が上記の試

料と異なっている。 脂肪酸組成からし

て,飽和炭化水素の

含有率が高いことが

影響している。

牛脂

0

10

20

30

40

50

60

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

豚脂

05

1015202530354045

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

マーガリン

0

10

20

30

40

50

60

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

バター

0

5

10

15

20

25

30

35

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

60.0

65

70

75

80

85

90

95

100

105.4

cm-1

%T

3477

3005

2921

2852

1743

1465

1417

1377

1238

1162

11161098

965

867

720

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

62.5

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106107.0

cm-1

%T

2922

2852

1744

1465

1377

1162

1116

720

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

67.0

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100.8

cm-1

%T

3386

3007

2922

2853

2293

1743

16461464

1377

1236

1161

11171098 721

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

73.0

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

104.9

cm-1

%T

33622922

2853

2171

1743

1644

1465

1417

1377

1237

1162

1103

964

720

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

72.0

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

103.8

cm-1

%T

3410

2920

2852

2300

1742

1650

1465

1377

1171

1104

720

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17

表2-1 液状油脂 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成

ナタネ油

ベニバナ油

(サフラワ

ー油)

綿実油

コメ油

大豆油

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

58.0

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

101.3

cm-1

%T

3007

2923

2853

1744

1463

1377

1236

1160

11191096

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

58.0

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100101.2

cm-1

%T

3006

2923

2853

1744

1463

1377

1237

1160

11191095 722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

58.0

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

101.1

cm-1

%T

3009

2923

2853

1744

1464

1377

1236

1160

1098722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

60.0

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

101.3

cm-1

%T

3008

2923

2853

1744

1464

1377

1237

1160

11191097

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

61.4

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

105.9

cm-1

%T

3009

2924

2854

1744

1464

1377

1238

1161

1098722

なたね油1

0

10

20

30

40

50

60

70

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

サフラワー油

0102030405060708090

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

大豆油

0

10

20

30

40

50

60

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

綿実油

0

10

20

30

40

50

604

: 0

5 :

06

: 0

7 :

08

: 0

9 :

010

: 0

12 :

014

: 0

16 :

016

: 1

16 :

216

: 3

17 :

017

: 1

18 :

018

: 1

18 :

218

: 3

18 :

419

: 0

19 :

120

: 0

20 :

120

: 2

20 :

322

: 0

22 :

122

: 2

22 :

324

: 0

24 :

1

米ぬか油

0

10

20

30

40

50

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

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18

表2-2 液状油脂 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成

トリリノレ

イン

廃食油

(データなし)

グレープシ

ードオイル

(データなし)

ひまわり油

コーン油

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

63.2

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.4

cm-1

%T

3009

2926

2855

1743

1459

1377

1238

1161

1099

985

723

トリリノレイン

0

20

40

60

80

100

120

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

62.4

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.8

cm-1

%T

3008

2924

2854

1742

1460

1436

1361

1245

1195

1170

1016

848

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

61.5

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.4

cm-1

%T

3009

2924

2854

1744

1464

1377

1238

1161

1098722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

61.062

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

101.6

cm-1

%T

3009

2924

2854

1741

1459

1435

1361

1244

1195

1170

1016

842

722

ひまわり油

01020304050607080

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

60.0

65

70

75

80

85

90

95

100

104.7

cm-1

%T

3009

2923

2854

1744

1464

1377

1236

1160

11201098

914

722

コーン油

0

10

20

30

40

50

60

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

Page 20: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

19

表2-3 液状油脂 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成

エゴマ油

亜麻仁油

エキストラ

バージンセ

サミオイル

(データなし)

マカダミア

ナッツオイ

アーモンド

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

78.0

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

100.8

cm-1

%T

3010

2924

2854

1743

1655

1461

1375

1237

1160

1099

721

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

79.0

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

106.9

cm-1

%T

3010

2925

2854

1743

1462

1376

1238

1160

1099

721

エゴマ油

0

10

20

30

40

50

60

70

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

亜麻仁油

0

10

20

30

40

50

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

64.1

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.9

cm-1

%T

3008

2923

2853

1744

1655

1464

1418

1377

1238

1160

11191098

913

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

60.0

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100.9

cm-1

%T

3005

2922

2853

1744

1464

1418

1377

1236

1161

11181096

1033

876

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

62.6

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.6

cm-1

%T

3007

2923

2854

1744

1464

1377

1238

1161

1096722

マカデミアナッツオイル

0

1020

3040

5060

70

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

アーモンドオイル

0

10

20

30

40

50

60

70

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

Page 21: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

20

表2-4 液状油脂 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成

アボカドオ

イル

パーム

原油

RDB

パームカー

ネルオイル

RDB

ココナッツ

オイル

(データなし)

ジョジョバ

シードオイ

(データなし)

4000. 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.60.0

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

cm-1

%T

3006

2923

2853

1744

1463

1418

1377

1236

1161

11191096

722

アボカドオイル

01020304050607080

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

64.2

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.4

cm-1

%T

2922

2853

1744

1465

1377

1162

1116

721

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

60.5

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.5

cm-1

%T

2921

2852

1742

1467

1417

1378

1238

1160

1112

718

パーム核油

0

10

20

30

40

50

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

57.4

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

106.8

cm-1

%T

2922

2853

1743

1467

1417

1377

1237

1157

1111

718

パーム油

0

10

20

30

40

50

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

61.062

64

66

68

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106.5

cm-1

%T

3004

2922

2853

1739

1465

1352

1170

721

Page 22: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

21

表2-5 液状油脂 試料 赤外線吸収スペクトル 脂肪酸組成

白ゴマ油

(データなし)

ゴマ油

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

71.0

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

100.9

cm-1

%T

3008

2923

2853

1744

1464

1377

1238

1160

1098

722

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 650.0

71.0

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100100.8

cm-1

%T

3008

2923

2853

1744

1464

1377

1238

1160

1098

722

ゴマ油

05

1015202530354045

4 :

05

: 0

6 :

07

: 0

8 :

09

: 0

10 :

012

: 0

14 :

016

: 0

16 :

116

: 2

16 :

317

: 0

17 :

118

: 0

18 :

118

: 2

18 :

318

: 4

19 :

019

: 1

20 :

020

: 1

20 :

220

: 3

22 :

022

: 1

22 :

222

: 3

24 :

024

: 1

Page 23: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

22

繊維の熱分解ガスクロマトグラフィー

1. 研究目的

繊維を特定するための代表的な手法として赤外線吸収スペクトル分析があるが,2種類以上の繊維が

混ざっている場合は赤外線吸収スペクトル分析では識別が困難なことがある。また,赤外線吸収スペク

トル分析だけで物質特定をすることは早計であり,別手法で根拠を捉えておく必要がある。

そこで,熱分解ガスクロマトグラフィーを利用して,繊維が熱分解した時のクロマトグラムのプロフ

ィール(形状)を標準物質と比較し

た。また,2種類以上の繊維の混合

物のクロマトグラムは公表されてお

らず,単体でのクロマトグラムが単

純に重なったものか不明である。

本付録では,2種類の繊維が混在

する時の熱分解ガスクロマトグラム

を測定した。 2. 分析条件

分析条件を表1に示す。測定はガ

スクロマトグラフ質量分析計で実施

しているが,本付録では高価な機器

であるガスクロマトグラフ質量分析

計がなくても比較ができるようにク

ロマトグラムに着目した。本クロマ

トグラムは広く使用されている

GC-FID(水素イオン化検出器)で得

られたクロマトグラムと比較が可能

である。 3. 研究結果及び考察

分析結果を表3~表5に示す。分

析結果から明らかとなった事項は以

下のとおりである。

(1) 綿の混繊では綿の熱分解ピーク

が出難く,混繊であるかを識別することが困難である。すなわち,綿との識別である場合,熱分解

GC で確認することは今回適用した条件では難しい。熱分解温度を変えるなどの検討が必要である。

(2) ポリエステルは綿を除く繊維との混繊ではほぼそれぞれの繊維のクロマトグラムが重なるように出

現する。したがって,混繊であるかを識別することが可能である。なお,ポリエステル/アクリル及

びポリエステル/ナイロンの混繊では単体では検出されなかった新たなピークが出現する。

(3) アクリルもポリエステルと同様に綿以外では単体が重なったプロフィールである。

表1 分析条件

キュリーポイントインジェクター条件

熱分解温度・時間 590℃,5秒

パイロホイル F590(鉄/コバルト/ニッケル合金)

試料量 5mg(混繊維は 1:1 で混合)

GC-MS 分析条件

カラム DB-5MS(30m×0.25mmφ,膜厚 1.0μm)

40℃・5 分→15℃/分 昇温→350℃,10 分

注入口温度:350℃ カラム温度

インターフェイス温度 :200℃

キャリアガス ヘリウム

流量 3.2 mL/分

モード スプリット(25:1)

トータルフロー 85 mL/min

線速度 65 cm/sec

表2 分析サンプル(繊維の組み合せ) 試料 綿 ポリエステル アクリル ナイロン ウール

綿

ポリエステル ○

アクリル ○ ○

ナイロン ○ ○ ○

ウール ○ ○ ○ ○

付録4

Page 24: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

23

4. 所見

2種類の繊維を含む試料を熱分解ガスクロマトグラフィーで分析すると,化学繊維では単体における

クロマトグラムどうしが重なった(混ざった)クロマトグラムが得られた。したがって,化学繊維どう

しの熱分解ガスクロマトグラムから何種類の繊維が含まれているのか,あるいはどのような繊維が含ま

れているのかを明らかにすることが可能である。

しかし,綿を含む繊維では,綿由来のピークが現れ難く,綿が含まれていることが判断できない。し

たがって,綿を含む繊維では識別は困難である。

5. 課題

(1) 熱分解温度などの条件を変えることによって,どのような違いが現れるかを確認し,より好ましい繊

維を定性するための分析条件を見出す。

(2) 本研究で対象サンプルとなったものは繊維であるが,高分子で,かつ,赤外線吸収スペクトル分析以

外に分析することが難しいもの(セルロース,プラスチック,ゴム,タンパク質など)の熱分解ガ

スクロマトグラムを充実させる。

Page 25: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

24

表3 綿とその他繊維 …… 綿の混繊(1:1)の熱分解クロマトグラムには綿由来のピークが現れ難い。したがって,綿との混繊であることは熱分解ガスクロマトグラムのプロフィールだけでは判別し難い。

綿とナイロン 綿とウール 綿とポリエステル 綿とアクリル

綿とナイロンの混繊の熱分解クロマト

グラムはほぼナイロンと同等であり,綿

に特有のピークは殆ど検出されていな

い。

綿とウールの混繊の熱分解クロマトグ

ラムはウールとプロフィールが類似し

ており,綿に特有のピークは極めて僅か

である。

綿とポリエステルの混繊の熱分解クロ

マトグラムはポリエステルとプロフィ

ールが極めて類似しており,綿特有のピ

ークはほとんど検出されていない。

綿とアクリルの混繊の熱分解クロマト

グラムはアクリルとほぼ同等であるが,

僅かに綿に特有のピークが表れている。

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

1100000

1200000

1300000

1400000

1500000

Time-->

アバンダンス

TIC: 01.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 06.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

8000000

9000000

Time-->

アバンダンス

TIC: 08.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

1100000

1200000

1300000

1400000

1500000

Time-->

アバンダンス

TIC: 01.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 07.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 04.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

1100000

1200000

1300000

1400000

1500000

Time-->

アバンダンス

TIC: 01.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 05.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

2000000

4000000

6000000

8000000

1e+07

1.2e+07

1.4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 09.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

1100000

1200000

1300000

1400000

1500000

Time-->

アバンダンス

TIC: 01.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Time-->

アバンダンス

TIC: 02.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 10.D

綿 綿 綿 綿

ナイロン ウール ポリエステル アクリル

綿/ナイロン 綿/ウール 綿/ポリエステル 綿/アクリル

Page 26: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

25

表4 ポリエステルとその他繊維 ポリエステルとアクリル ポリエステルとナイロン ポリエステルとウール

ポリエステルとアクリルの混繊の熱分解ガス

クロマトグラムは両試料のクロマトグラムが

混ざった形で出てきているが,単体では検出

されないピークが比較的強度が高く検出され

ている。

ポリエステルとナイロンの混繊の熱分解ガス

クロマトグラムは両試料のクロマトグラムが

混ざった形で出てきているが,単体では検出

されないピークが比較的強度が高く検出され

ている。

ポリエステルとウールの混繊の熱分解ガスク

ロマトグラムは両試料のクロマトグラムが混

ざった形で出てきている。

ポリエステルと化学

繊維の混繊の熱分解ガ

スクロマトグラムは,両

試料のクロマトグラム

が混ざった形で見出さ

れたが,単体では見られ

なかった新しい物質ピ

ークが見出された。ただ

し,ポリエステルと綿の

混繊では新規ピークは

見られなかった。

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 04.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 06.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 04.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 05.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 04.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Time-->

アバンダンス

TIC: 02.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

5e+07

5.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 12.D

新規ピーク

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 11.D

新規ピーク

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

2000000

4000000

6000000

8000000

1e+07

1.2e+07

1.4e+07

1.6e+07

1.8e+07

2e+07

2.2e+07

2.4e+07

2.6e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 13.D

ポリエステル ポリエステル ポリエステル

アクリル ナイロン ウール

ポリエステル/ ポリエステル/ ポリエステル/ アクリル ナイロン ウール

Page 27: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

26

表5 その他繊維の組合せ アクリルとウール アクリルとナイロン ナイロンとウール

アクリルとウールの混繊の熱分解ガスクロマ

トグラムはアクリルのクロマトグラムと類似

しており,ウール由来のピークは僅かである。

アクリルとナイロンの混繊の熱分解ガスクロ

マトグラムは両試料が混ざった形となってい

る。

ナイロンとウールの混繊の熱分解ガスクロマ

トグラムはナイロンのクロマトグラムと類似

しており,ウール由来のピークは殆どない。

2種類以上の繊維のう

ち,一方が綿である場合

は,綿由来のピークは極め

て小さく,検出しにくい。

同様にウールも若干その

蛍光があり,化学繊維に比

べて2種類以上の繊維の

熱分解 GC 上には現れ難

い。

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 06.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Time-->

アバンダンス

TIC: 02.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 15.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 06.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 05.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

5e+07

5.5e+07

6e+07

6.5e+07

7e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 14.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 05.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Time-->

アバンダンス

TIC: 02.D

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

3.5e+07

4e+07

4.5e+07

5e+07

5.5e+07

6e+07

6.5e+07

7e+07

Time-->

アバンダンス

TIC: 16.D

アクリル アクリル ナイロン

ウール ナイロン ウール

アクリル/ウール アクリル/ ナイロン/ウール ナイロン

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27

芳香族化合物の UV スペクトル

芳香族化合物の紫外線吸収スペクトル(UV スペクト

ル)には 260 nm 付近に特徴的な山型のピークが出現する

が,置換基の違いによりその形状は異なるものとなる。

分子構造の異なる芳香族化合物について UV スペクト

ルを測定し,スペクトルの僅かな違いを見出した。芳香族化合物の UV スペクトルを図1~図7に示

す。測定結果から明らかとなった事項は以下の通りである。

• ベンゼンの1つの水素がメチル基あるいはエチル基あるいはブチル基に置換されても,UV スペ

クトルの波長シフトは殆ど見られない。すなわち,トルエン,エチルベンゼン,n-プロピルベン

ゼン及び n-ブチルベンゼンの吸収ピークの見かけの波長(プロフィール)は近似している。

• ベンゼンの1つの水素がメチル基に置換された化合物であるトルエンは,ベンゼン特有の山型ピ

ークがブロードになり,かつ,長波長側へシフトしている。さらに,メチル基の数が増えるにつ

れ,さらに吸収ピークは長波長側へシフトする。

• キシレンの異性体を比較すると,メチル基の置換位によってスペクトルは異なる。オルト,メタ,

パラの順で長波長側にシフトしている。

• 置換基の分岐の有無によって僅かにスペクトルに変化が見られた。置換基に分岐があると直鎖の

ものよりも吸収ピークが短波長側に僅かにシフトする。

【課題】 (1) 追加情報として,芳香族化合物の 200 nm 付近のスペクトルの違いを明らかにする。(高速

液体クロマトグラフィーの検出条件に有用な化学情報となる。)

(2) アセトン,メチルエチルケトン等のケトン化合物に見られる n 電子遷移に基づく溶媒の違

いによる吸収波長のシフトを観察する。

付録5

測定条件 • 試料溶媒: シクロヘキサン(蛍光分析用)

• リファレンスセル: なし • ブランク: 水 • 濃度単位: ppm(μg/mL)

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300

nm

abs

ベンゼン103.8ppm

トルエン113.1ppm

エチルベンゼン102.0ppmn-プロピルベンゼン112.96ppm

n-ブチルベンゼン106.78ppm

図1 直鎖炭化水素置換基 ベンゼンにメチル基が一つ置換したトルエンはベンゼンと大きくスペクトルが異なっている。

さらに,エチル基,プロピル基,ブチル基と置換基の直鎖炭化水素の鎖長が長くなってもほぼ同等のスペ

クトルであった。

エチルベンゼン n-プロピルベンゼン n-ブチルベンゼン

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28

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

230 250 270 290 310

nm

abs ベンゼン

103.8ppm

トルエン113.1ppm

p-キシレン106.39ppmペンタメチルベンゼン103.86ppm

図2 置換基の数の違い

ベンゼン環にメチル基が数多く置換されるほど,山型ピークが長波長側へシフトしている。

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

230 240 250 260 270 280 290 300

nm

abs

o-キシレン100.8ppmm-キシレン111.27ppmp-キシレン106.39ppmトルエン113.1ppm

図3 トルエンとキシレン(配位の違い) トルエンよりもキシレンは長波長側へシフトしている。

キシレンはメチル基の配位位置によってスペクトルが異なっており,特にパラ位にメチル基が置換した p-キシレンはプロフ

ィールが大きく異なる。 キシレンに着目すると,オルト,メタ,パラの順に長波長側へ吸収ピークがシフトしている。

Page 30: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

29

-

0.1

0.2

0.3

230 240 250 260 270 280

nm

abs iso-プロピルベンゼン

(クメン)106.82ppm

n-プロピルベンゼン112.96ppm

図4 直鎖型と分岐型

置換基が分岐型(iso-)の方が 260 nm 付近のピークトップが僅かに短波長側にシフトしている。

-

0.1

0.2

0.3

230 240 250 260 270 280

nm

abs n-ブチルベンゼン

106.78ppm

iso-ブチルベンゼン109.79ppm

図5 直鎖型と分岐型

置換基が分岐型(iso-)の方が 260 nm 付近のピークトップが僅かに短波長側にシフトしている。

Page 31: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

30

ベンゼン

103.8ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

トルエン

113.1ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

エチルベンゼン

102.0ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

n-プロピルベンゼン

112.96ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

iso-プロピルベンゼン

(クメン)106.82ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

n-ブチルベンゼン

106.78ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

iso-ブチルベンゼン

109.79ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

o-キシレン

100.8ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

m-キシレン

111.27ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

p-キシレン

106.39ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

ペンタメチルベンゼン

103.86ppm

-

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

230 240 250 260 270 280 290 300nm

abs

図6 芳香族の UV スペクトル (拡大)

芳香族に特有の 250~280 nm に見られ

る山型ピークを拡大した。

Page 32: 標準物質等のスペクトルのデータベースの提供 - …2 1. 研究の背景 標準物質等のスペクトルは分析化学においては極めて重要な化学情報であり,特に物質特定

31

ベンゼン

103.8ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

トルエン

113.1ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

エチルベンゼン

102.0ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

n-プロピルベンゼン

112.96ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

iso-プロピルベンゼン

(クメン)106.82ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

n-ブチルベンゼン

106.78ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

iso-ブチルベンゼン

109.79ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

o-キシレン

100.8ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

m-キシレン

111.27ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

p-キシレン

106.39ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

ペンタメチルベンゼン

103.86ppm

-

1

2

3

190 210 230 250 270 290nm

abs

図7 芳香族の UV スペクトル (全体)

次年度は 200 nm付近の吸収が振り切れ

ない濃度で測定する。