热不燃烧条件下六种酯类添加剂热解产物及路径的Py-GC/MS分析

为解决烟草工业中酯类添加剂在热不燃烧条件下的热解行为及安全性问题，研究人员采用热解-气相色谱质谱联用技术（Py-GC/MS）分析了六种酯类添加剂（如茴香基苯乙酸酯、芳樟醇甲酸酯等）的热解产物及路径。研究发现，热解过程以分子异构化、水解反应为主，产物主要为单萜类物质，原型转移率（PTR）达69.63%-96.33%，且检测到少量潜在有害物质。该研究为烟草添加剂的安全应用提供了理论依据。

　　

随着全球控烟政策的推进和社会舆论的影响，新型烟草制品如电子烟、加热卷烟等迅速发展。加热卷烟因其加热温度较低（约350°C）且不燃烧烟草，显著减少了有害物质的生成，但同时也面临香料损失的问题。酯类添加剂作为改善卷烟香气和口感的关键成分，其热解行为直接关系到产品的安全性和品质。然而，目前关于酯类添加剂在热不燃烧条件下的热解机制研究仍不充分。为此，国内某研究机构的研究人员采用热解-气相色谱质谱联用技术（Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry, Py-GC/MS），对六种常用酯类添加剂（茴香基苯乙酸酯、芳樟醇甲酸酯、香茅醇异丁酸酯、香茅醇甲酸酯、异冰片乙酸酯和斯克莱醇内酯）的热解产物及路径进行了系统分析，相关成果发表在《Journal of Chromatography A》。

研究团队通过Py-GC/MS技术，在40°C至350°C的温度范围内模拟热不燃烧条件，结合空气气氛下的热解实验，定性及半定量分析了热解产物。实验采用Pyroprobe 6200热解装置和DB-5 MS色谱柱，确保了数据的可靠性。

热解产物分析
研究发现，六种酯类添加剂的热解过程主要表现为分子异构化、水解反应和氧化脱氢反应。例如，茴香基苯乙酸酯的热解产物主要为单萜和双环单萜类物质（图S1），而芳樟醇甲酸酯的热解程度最大，生成16种产物，包括多种能丰富烟气层次的成分。

原型转移率（PTR）与结构关系
数据表明，酯类添加剂的原型转移率介于69.63%至96.33%之间。其中，碳链末端的酯基（如甲酸酯类）水解程度更高，如芳樟醇甲酸酯和香茅醇甲酸酯的PTR较低。

安全性评估
热解过程中仅检测到少量潜在有害物质，提示酯类添加剂在热不燃烧条件下相对安全。

结论与意义
该研究揭示了酯类添加剂在热不燃烧条件下的主要热解路径和产物特征，为烟草工业中添加剂的选择和应用提供了科学依据。Py-GC/MS技术的应用证实了其在评估烟草添加剂潜在风险中的有效性。研究结果不仅有助于优化加热卷烟配方，也为相关行业标准的制定提供了理论支持。