红外光谱技术探究Ⅰ类琥珀形成的化学过程

琥珀是由远古裸子类和被子类植物分泌的树脂历经数百万年乃至几千万年的沉积石化过程所形成的石化树脂。根据石化树脂的化学组成,琥珀被分为五种类型:Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类。其中,Ⅰ类琥珀是含有半日花烷型二萜化合物的萜类树脂所形成的石化树脂;而形成过程中的半石化树脂被归类为Ⅰ类柯巴树脂。在漫长的沉积石化过程中,萜类树脂中的半日花烷型二萜化合物,因含有碳碳双键、羟基、羧基等活性官能团,会发生一系列的聚合反应、交联反应、酯化反应和异构化反应等,并逐渐形成了石化程度不同的半石化树脂和石化树脂;石化不足时,形成半石化树脂中的柯巴树脂;石化充分时,形成石化树脂中的琥珀;石化彻底时,形成石化树脂中的硬琥珀。以上述三个石化阶段为研究对象,借助红外光谱技术,跟踪碳碳双键、羧基、酯基等吸收峰的变化,验证半石化树脂和石化树脂的阶段性演化特征,推演出Ⅰ类琥珀形成的化学过程。经红外测试结果的分析与比对研究,主要结论如下:(1)Ⅰ类柯巴树脂,因石化不足,聚合反应、交联反应和异构化反应不足,酯化反应尚未发生,并含有大量碳碳双键和羧基,故其结构特性不稳定;(2)Ⅰ类琥珀,因石化充分,进行了较为充分的聚合反应、交联反应和异构化反应等,但酯化反应仍在进行,形成了含有少量碳碳双键和羧基的稳定结构;(3)Ⅰ类硬琥珀,因石化彻底,进行了较为彻底的聚合反应、交联反应、酯化反应和异构化反应,形成了几乎不含活性官能团的更加稳定的结构形式。