乙烯碳酸酯作为绿色溶剂在液相色谱流动相中的应用研究

为解决传统液相色谱(LC)有机溶剂(如乙腈、甲醇)毒性高、环境不友好的问题，研究人员首次系统研究了固态乙烯碳酸酯(EC)通过溶剂复配形成低温稳定流动相的技术。结果表明EC可替代乙腈用于反相色谱(RPLC)和亲水相互作用色谱(HILIC)，其洗脱强度略低于乙腈，但具有低毒(LD50>10 g/kg)、高沸点(243°C)和完全水溶性等优势，为绿色色谱技术提供了新选择。

　　

在追求可持续发展的时代背景下，分析化学领域正面临着一个关键挑战：如何减少色谱分析中有机溶剂的环境危害。传统液相色谱(LC)常用的乙腈和甲醇不仅具有较高毒性（乙腈对大鼠的半数致死量LD₅₀仅0.27 g/kg），还属于挥发性有机化合物。更棘手的是，目前被认为较环保的碳酸酯类溶剂（如二甲酯、二乙酯等）存在水溶性有限的缺陷，难以完全替代传统溶剂。

法国里昂第一大学分析科学研究所(Institute of Analytical Sciences, University of Lyon 1, CNRS)的Alain Berthod和Daniel W. Armstrong团队独辟蹊径，将目光投向了长期被忽视的固态溶剂——乙烯碳酸酯(EC)。这种熔点为36°C的化合物在液态时展现出惊人的特性：完全水溶性、超高介电常数(90，高于水的78.5)，以及极低毒性(LD₅₀>10 g/kg)。研究人员通过系统的溶剂复配实验，首次实现了EC在多种色谱模式下的稳定应用，相关成果发表在《Journal of Chromatography A》上。

研究团队采用三大关键技术：一是通过差示扫描量热法测定EC混合溶剂的凝固点变化规律；二是基于达西定律(Darcy's law)通过系统压力推算混合溶剂的粘度变化；三是设计对比实验评估EC在HILIC和RPLC模式下的洗脱性能。这些方法为EC的色谱应用建立了完整的物性数据库。

【Freezing points of EC mixtures】
研究发现EC-水体系在21°C时可形成过冷液体，而添加甲醇、乙腈等溶剂能显著降低凝固点。例如EC:甲醇=30:70(w/w)的混合溶剂凝固点可降至-80°C以下，这为室温操作扫清了障碍。

【Conclusions】
核心结论显示：1）EC可替代HILIC中70%乙腈，显著改善核苷分离效果；2）在RPLC中能完全替代乙腈分离酚类和芳烃；3）其洗脱强度为乙腈的90%，但220 nm紫外检测需背景扣除；4）受限于243°C高沸点，不适用于蒸发光散射检测器(ELSD)和电喷雾电离(ESI)；5）与烷烃不互溶的特性使其无法用于正相色谱(NPLC)。

这项研究的意义在于开辟了"固态溶剂"在绿色色谱中的新路径。EC不仅具备传统碳酸酯溶剂的所有优点，还突破了水溶性的限制，使其成为首个能完全替代乙腈的绿色溶剂。尽管存在高沸点带来的检测限制，但其在降低实验室环境负荷、保障操作人员健康方面的价值不容忽视。正如作者强调的，在HILIC和RPLC模式中，EC都应该被列为优先考虑的绿色溶剂选项。这项研究为分析化学的可持续发展提供了兼具创新性和实用性的解决方案。