多羟基吡嗪是烟叶中重要组成部分，具有增加卷烟烟香效果，可以明显改善卷烟的吸味和口感。图4-18为2-（l',2',3',4'-四羟基丁基）-6-（2",3",4"-三羟基丁基）吡嗪的结构式，该多羟基吡嗪化合物是一种白色、无味的结晶，在室温隔绝空气的条件下比较稳定，暴露在空气中极容易潮解，分解点380℃。笔者利用热裂解-气相色谱-质谱联用技术（Py-GC/MS），对烟草中的多羟基吡嗪在不同热裂解温度下进行热裂解行为的研究，以分析比较不同温度下挥发性热裂解产物的差异，探讨其热裂解的可能机理。
图4-18 2-（l',2',3',4'-四羟基丁基）-6-（2",3",4"-三羟基丁基）吡嗪的结构式
将多羟基吡嗪在300℃、600℃和900℃下热裂解10 s，热裂解氛围为空气，热裂解产物用SPME 吸附5 min，然后在GC/MS上热脱附直接进样。
2-（l',2',3',4'-四羟基丁基）-6-（2",3",4"-三羟基丁基）吡嗪在300、600和900℃的挥发性热裂解产物的分析结果见表4-4。从该多羟基吡嗪化合物的挥发性热裂解的挥发性成分中，分别鉴定出了8 种、12 种和13种化合物，分别占挥发性组分的93.98%、93.58%和94.65%。从表4-4可以看出，该化合物在热裂解过程中可以产生吡嗪类化合物，而且，随着热裂解温度的升高，吡嗪类化合物的含量会增加。这些吡嗪类化合物都具有特殊的香味，能影响卷烟产品的风味特征，影响卷烟产品的品质。其中甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-乙基-6-甲基吡嗪等吡嗪类化合物是卷烟加香加料中经常使用的香料单体，可以达到改善卷烟产品的内在品质和香味特征的目的。在300℃的温度下，热裂解的挥发性产物中，含量最高的是2-甲基-1-丙醇（38.81%），其次是2-胺基吡啶（19.07%）和环丁醇（16.32%）。在600℃的温度下，热裂解的挥发性产物中，含量最高的是2-胺基吡啶（30.58%），依次递减的顺序是2-甲基-1-丙醇（25.41%）、乙醛（17.37%）、2,6-二甲基吡嗪（7.98%）和甲基吡嗪（6.37%）。而在900℃的温度下，热裂解的挥发性产物中，含量最高仍然是2-胺基吡啶（26.93%），依次递减的顺序是2-甲基-1-丙醇（25.44%）、乙醛（18.22%）、2,6-二甲基吡嗪（9.29%）和甲基吡嗪（8.44%）。
表4-4 多羟基吡嗪的挥发性热裂解产物(www.xing528.com)
续表
从分析结果可以得到，乙醛、2-甲基-1-丙醇、甲基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪和2-胺基吡啶等5种化合物在3种热裂解温度下都存在，2-胺基吡啶的相对含量在3 种热裂解条件下都维持在较高水平，这5种化合物相对含量随温度变化的曲线见图4-19。热裂解产物中的乙醛量、甲基吡嗪量和2,6-二甲基吡嗪量随裂解温度升高而升高；而2-甲基-1-丙醇量随裂解温度的升高而降低；2-胺基吡啶的情况则不同，其相对含量随温度升高到一定程度后又显著降低。因此，可以推测，该多羟基吡嗪在热裂解条件下首先形成2-胺基吡啶，进而通过一系列反应生成其他化合物。在挥发性的热裂解产物中，在300℃时吡嗪类化合物只占8.35%，吡啶类化合物占19.07%；在600℃时吡嗪类化合物占16.96%，吡啶类化合物占30.58%；在900℃时吡嗪类化合物占21.61%，吡啶类化合物占27.08%。
图4-19 部分挥发性热裂解产物含量随温度变化的曲线
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