三種酸類易制毒化學(xué)品的衍生化氣相色譜—質(zhì)譜鑒定

嚴(yán)松茂，吳忠平，陳永生，王 威，張玉榮，張潤生

（上海市毒品檢驗(yàn)中心 上海市現(xiàn)場物證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，上海200083）

N-乙酰鄰氨基苯甲酸（N-Acetylanthranillic Acid），也稱正乙酰氨基苯甲酸，其純品為白色或黃白色粉末晶體，有甜味，分子式為C9H9NO3，分子量179.18，熔點(diǎn)184～186℃。 鄰氨基苯甲酸（Anthranilic Acid），也稱正氨基苯甲酸，或1-氨-2-羧基苯、2-氨基苯甲酸、正羧基苯胺，其純品為白色或黃白色粉末晶體，有甜味，分子式為 C7H7NO2，分子量 137.13，熔點(diǎn) 144～146℃。 苯乙酸（Phenylacetic Acid），也稱 α-甲苯甲酸，其純品為白色結(jié)晶，有刺鼻氣味，分子式為C8H8O2，分子量136.14，熔點(diǎn)76～77℃。這三種有機(jī)酸類化合物均為國家管控的易制毒化學(xué)品，屬于《1988年聯(lián)合國禁止非法販運(yùn)麻醉藥品和精神藥品公約》管制的22種易制毒化學(xué)品范疇，我國頒布的《易制毒化學(xué)品進(jìn)出口管理規(guī)定》中將其列入管理目錄。在酸類化合物的檢測上，高蘇亞等報道了利用膠束電動毛細(xì)管色譜法檢測板藍(lán)根中苯甲酸、水楊酸和鄰氨基苯甲酸[1]。在衍生化技術(shù)的應(yīng)用方面，孟品佳[2]建立了γ-羥基丁酸的五氟卞基溴衍生化氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析方法；胡耀銘等[3]用化學(xué)衍生化／GC-MS法鑒定焦化廢水中羧酸化合物；周紅[4]采用衍生化法結(jié)合GC-MS分析與無機(jī)陰離子；任清[5]用BSA衍生化-毛細(xì)管氣相色譜法同時測定飼料添加劑中富馬酸、乳酸和檸檬酸；馬建華[6]等采用衍生化并用氯仿相轉(zhuǎn)移衍生化產(chǎn)物結(jié)合GC-MS分析水相中亞硝酸根離子。

GC-MS法是有機(jī)化合物組分快速定性鑒定的優(yōu)選方法之一。對于三種易制毒化學(xué)品的衍生化處理結(jié)合GC/MS同時檢測未見相關(guān)文獻(xiàn)報道。由于三種易制毒化學(xué)品均屬于極性較大的酸類化合物，氣相色譜難汽化，色譜分離行為較差。根據(jù)羧酸基團(tuán)中的氫離子能被其它活性基團(tuán)取代的原理，采用加入活性基團(tuán)的衍生化試劑，在微波加熱的條件下進(jìn)行衍生化處理，使羧酸基團(tuán)中的氫離子被衍生化試劑中的活性基團(tuán)所取代，改變?yōu)闃O性低的酯類基團(tuán)化合物，使其易汽化，改善色譜分離行為，通過質(zhì)譜法來鑒定其衍生化產(chǎn)物。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

HP6890GC/5973MSD型氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，配自動進(jìn)樣器（美國Agilent公司）；SB5200DT型超聲清洗器（上海必能信超聲有限公司）；0412-1型臺式低速離心機(jī)（上海醫(yī)療器械集團(tuán)有限公司手術(shù)器械廠，最高轉(zhuǎn)速4000r/min）；G8023SL-2W 型微波爐（格蘭仕微波爐電器有限公司，800W功率）；電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司，1000W功率）；Vortex-Genie2型漩渦混合器（美國Scientific Industries公司）。

1.2 試劑與材料

取N-乙酰鄰氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸、苯乙酸和內(nèi)標(biāo)物苯甲酸（均為分析純，購自上海東風(fēng)化學(xué)試劑公司），分別配制成1.0mg/mL的甲醇對照液備用。

無水碳酸鉀、無水硫酸鈉（均為分析純，購自上海東風(fēng)化學(xué)試劑公司），使用前需120℃加熱烘烤1h，脫水后置于干燥器內(nèi)放置備用；丙酮、乙酸乙酯、鹽酸（均為分析純，購自上海東風(fēng)化學(xué)試劑公司）；三乙醇胺（分析純，購自上海東風(fēng)化學(xué)試劑公司），使用時配置成10%的丙酮溶液，不能長時間放置，低溫冷藏；五氟芐基溴衍生化試劑（PFBBr，購自SIGMA公司），使用時配制成6%的丙酮溶液，低溫冷藏。去離子水（實(shí)驗(yàn)室純水器自制）。

1.3 色譜-質(zhì)譜條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS石英毛細(xì)柱（0.25mm×30m，0.25μm）；升溫程序：100℃保持 1min，以 20℃/min 升至 280℃，保持 10min；氦氣（He）流速 1.0mL/min，恒流；進(jìn)樣口溫度：260℃；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比20∶1；進(jìn)樣量 1.0μL。

1.3.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度：150℃；質(zhì)量掃描范圍 m/z40～500；閾值：50；掃描方式：SCAN 全掃描。

1.4 樣品處理

取固體樣品約10mg置于10mL的具塞玻璃試管內(nèi)，直接用甲醇溶解成樣品溶液備檢。

取液體樣品約1mL，置于10mL的具塞玻璃試管內(nèi)，用6mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值到2，用3mL的乙酸乙酯提取二次，漩渦振蕩離心，吸取有機(jī)相到另一支10mL的園底具塞試管中，加入100μL的10%三乙醇胺丙酮溶液，置于空氣流下60℃水浴吹干，得到提取物殘?jiān)?/p>

衍生化處理：在樣品甲醇溶液或提取物殘?jiān)屑尤?mL丙酮，加入0.1g無水碳酸鉀和0.3g無水硫酸鈉，加入6%的PFBBr（五氟芐基溴）衍生化試劑丙酮溶液100μL，旋渦震蕩器上混勻，用封口膜封口后放置于微波爐中，采用中低火加熱3min，取出冷卻后吸取丙酮液置于進(jìn)樣品中供GC-MS檢測。

1.5 檢測與數(shù)據(jù)記錄

在選擇的GC-MS儀器分析條件下進(jìn)樣1μL，記錄總離子流圖。調(diào)用總離子流圖分析色譜峰下的質(zhì)譜圖，觀察特征碎片并分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測條件的優(yōu)化

根據(jù)目標(biāo)物屬于酸類基團(tuán)本身極性大的特性，由于GC進(jìn)樣口不易汽化，直接檢測時色譜峰寬且出現(xiàn)拖尾。引入五氟芐基溴（PFBBr）衍生化試劑后，化合物中羧酸基團(tuán)進(jìn)行酯化反應(yīng)，其溴離子與氫離子置換，反應(yīng)產(chǎn)物為五氟芐基酯類衍生物，改變了化合物的極性，使極性變小，色譜分離后峰形變窄，可以基線分離。提取物加熱濃縮時為防止目標(biāo)物損失，加入三乙醇胺起到掩蔽劑作用，實(shí)際檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)信號響應(yīng)值明顯提高，可能是三乙醇胺與三種酸類易制毒化學(xué)品都進(jìn)行了螯合反應(yīng)，使它們的熱穩(wěn)定性有所增加。

取100μL的三種酸類易制毒化學(xué)品甲醇對照液進(jìn)行衍生化條件的比較實(shí)驗(yàn)，微波加熱衍生化可縮短衍生化時間，微波加熱3min后測試，可檢測到明顯的三種酸類易制毒化學(xué)品的衍生化產(chǎn)物。微波火力用低火力時，檢測到的衍生化產(chǎn)物色譜峰形與未衍生化時的峰形變化不大，結(jié)合率不高。改用微波中低火后，其色譜峰形明顯改觀，三種酸類易制毒化學(xué)品的衍生化產(chǎn)物峰形變窄，信噪比提高。而當(dāng)微波火力在中火以上時會導(dǎo)致丙酮液的噴出，影響衍生化的操作，故不采用中火以上的微波火力來加熱。

取1μL的三種酸類易制毒化學(xué)品及內(nèi)標(biāo)物甲醇溶液直接檢測，取100μL的三種酸類易制毒化學(xué)品及內(nèi)標(biāo)物甲醇溶液按照1.4中的衍生化方法直接衍生化處理后檢測，色譜分離效果和檢測信噪比變化情況見圖1所示。在上述選定的GC-MS儀器分析條件下進(jìn)樣檢測，總離子流圖能夠基線分離，空白無干擾。

從圖1上三種酸類易制毒化學(xué)品的未衍生化檢測和衍生化后檢測得到的GC-MS總離子流圖結(jié)果來看，采用衍生化處理后其目標(biāo)物的色譜峰形有所改善，且相對的信號響應(yīng)值有所增加，定性檢測的靈敏度均有提高。

圖1 三種酸類易制毒化學(xué)品的總離子流圖

圖2 三種酸類易制毒化學(xué)品的衍生化產(chǎn)物質(zhì)譜圖

2.2 衍生化產(chǎn)物的質(zhì)譜特征

在選定的GC-MS儀器分析條件下，三種酸類易制毒化學(xué)品的五氟芐基溴衍生化產(chǎn)物-五氟芐基酯類化合物的質(zhì)譜圖及碎片特征峰見圖2所示。

從圖2上三種酸類易制毒化學(xué)品衍生化后檢測得到的質(zhì)譜圖特征碎片峰來看，五氟芐基溴所釋放的五氟芐基基團(tuán)置換羧酸根基團(tuán)中的氫離子后，目標(biāo)物形成相應(yīng)的五氟芐基酯類衍生化產(chǎn)物其分子量各增加 180，分子離子峰（M/Z）數(shù)值，苯乙酸由136變?yōu)?16，鄰氨基苯甲酸由137變?yōu)?17，N-鄰乙酰氨基苯甲酸由179變?yōu)?59，符合結(jié)構(gòu)的改變規(guī)律。

2.3 三種酸類易制毒化學(xué)品的定性分析結(jié)果

在選定的GC-MS儀器分析條件下，三種酸類易制毒化學(xué)品及其內(nèi)標(biāo)物的未衍生化和衍生化檢測，分析數(shù)據(jù)結(jié)果信息見表1。

表1 三種酸類易制毒化學(xué)品和內(nèi)標(biāo)物的衍生化分析數(shù)據(jù)結(jié)果信息

2.4 檢測限估算

根據(jù)100μL三種酸類易制毒化學(xué)品直接檢測和衍生化后檢測得到的GC-MS總離子流圖，按照信噪比（S/N）3∶1計(jì)算定性檢測限，其結(jié)果見表2。

表2 三種酸類化合物的檢測限

定性檢測限結(jié)果表明，對于酸類易制毒化學(xué)品采用衍生化檢測其靈敏度明顯提高。

3 結(jié)論

建立基于五氟芐基溴（PFBBr）衍生化的GC-MS法鑒定三種酸類易制毒化學(xué)品，具有操作簡便，檢測快速、靈敏的特點(diǎn)。已經(jīng)在涉及毒品案件中查獲的可疑物證中檢出N-乙酰鄰氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸和苯乙酸成分。

[1]高蘇亞，王黎，范濤，等.膠束電動毛細(xì)管色譜法測定板藍(lán)根中苯甲酸、水楊酸和鄰氨基苯甲酸[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊），2012，（4）：22-25.

[2]孟品佳.γ-羥基丁酸的五氟卞基溴衍生化氣相色譜/質(zhì)譜分析[J].分析化學(xué)，2008，36（1）：61-65.

[3]胡耀銘、陳正夫.化學(xué)衍生化／GC／MS鑒定焦化廢水中羧酸化合物[J].環(huán)境質(zhì)量評價與監(jiān)測，1995，（1）：32-33.

[4]周紅.GC/MS-衍生化法分析無機(jī)陰離子[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊），2003，（39）8：467-468.

[5]任清.衍生化-毛細(xì)管氣相色譜法同時測定飼料添加劑中富馬酸、乳酸和檸檬酸[J].分析化學(xué)，2002，（30）3：304-306.

[6]馬建華、李長立、李強(qiáng)等.GC-MS-相轉(zhuǎn)移衍生化法分析水相中亞硝酸根離子[J].化學(xué)分析計(jì)量，2009，（18）4：48-50.