可釋放特定芳香胺的偶氮染料的測定

羅 嘉 黃蘭芳 胡念念

（中南大學(xué)，長沙410002）

染料分子中含有一個或多個偶氮基（—N=N—）的統(tǒng)稱為偶氮染料，其中偶氮基常與一個或多個芳香環(huán)系統(tǒng)相連構(gòu)成一個共軛體系而作為染料的發(fā)色體。在合成染料中，偶氮染料是品種和數(shù)量最多的一類。有很多直接染料、酸性染料、分散染料、活性染料、陽離子染料都是偶氮染料。偶氮染料具有很廣的色譜范圍，包括紅、橙、黃、蘭、紫、黑等，色種齊全、色光良好，并有一定的牢度，因此廣泛地應(yīng)用于各類天然和合成纖維的染色和印花，也用于皮革、紙張、肥皂、蠟燭、木材、麥稈、羽毛等染色以及油漆、油墨、塑料、橡膠、食品、化妝品等的著色。

在特殊條件下，部分偶氮染料能分解產(chǎn)生20多種致癌芳香胺，這些芳香胺被人體皮膚吸收后，在體內(nèi)通過代謝作用而使細(xì)胞的脫氧核糖核酸（DNA）發(fā)生變化，具有潛在的致癌致敏性。目前GB/T 19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1偶氮染料的檢測方法為：試樣剪碎置于密閉容器中，在70℃溫度下，在緩沖液（pH=6）中用連二亞硫酸鈉處理，還原裂解產(chǎn)生的胺通過硅藻土柱萃取，提取到叔丁基甲基醚中，在溫和的條件下，用氮吹濃縮儀濃縮用于萃取的叔丁基甲基醚，用氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行測定，使用DB-5毛細(xì)管色譜柱[1-3]。

使用該方法，部分芳香胺的回收率偏低；部分芳香胺存在同分異構(gòu)體，DB-5色譜柱無法有效分離，因此可能造成假陽性的情況。

本研究建立1種可釋放特定芳香胺的偶氮染料的測定方法。

1 實驗部分

1.1 試劑

除特別要求以外，均使用分析純或以上試劑。

叔丁基甲醚，連二亞硫酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥85%），檸檬酸，氫氧化鈉，鹽酸，無水硫酸鈉。

標(biāo)準(zhǔn)物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)均≥99%）：鄰甲苯胺、2,4-二甲基苯胺、2,6-二甲基苯胺、鄰氨基苯甲醚、對氯苯胺、2-甲氧基-5-甲基苯胺、2,4,5-三甲基苯胺、4-氯鄰甲苯胺、2,4-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯甲醚、2-萘胺、4-氨基聯(lián)苯、4,4′-二氨基二苯醚、聯(lián)苯胺、4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基聯(lián)苯胺、4,4′-二氨基二苯硫醚、3,3′-二氯聯(lián)苯胺、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基聯(lián)苯胺、苯胺、對苯二胺。

內(nèi)標(biāo)物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)均≥99%）：萘-d8、2,4,5-三氯苯胺、蒽-d10。

水，GB/T6682—2008分析實驗室用水國家標(biāo)準(zhǔn)，一級[4]。

連二亞硫酸鈉溶液：質(zhì)量濃度200g/L，現(xiàn)配現(xiàn)用。檸檬酸緩沖液：濃度0.06mol/L，pH=6.0；氫氧化鈉溶液：濃度1mol/L；鹽酸溶液：濃度1mol/L。

內(nèi)標(biāo)工作溶液：分別準(zhǔn)確稱取約5mg內(nèi)標(biāo)物，精確至0.1mg，用叔丁基甲醚溶解并定容于100mL棕色容量瓶中，得到質(zhì)量濃度為50mg/L的內(nèi)標(biāo)溶液。0～4℃條件下密封保存，有效期1個月。取用時平衡至室溫。

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別準(zhǔn)確稱取每種標(biāo)準(zhǔn)物約10 mg，精確至0.1mg，用叔丁基甲醚溶解并定容于100 mL棕色容量瓶中，得到質(zhì)量濃度為100mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液?，F(xiàn)配現(xiàn)用。分別準(zhǔn)確移取0.1、0.5、1.0、2.0、5.0mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于5個10mL棕色容量瓶中，加入0.5mL內(nèi)標(biāo)溶液，用叔丁基甲醚定容，得到系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2 儀器設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）：進(jìn)樣口具有分流/不分流進(jìn)樣方式。進(jìn)樣口、柱箱分別配有獨(dú)立可控制的加熱單元。可使用選擇離子模式（SIM）定量。色譜柱：彈性毛細(xì)管柱，固定相為50%甲基、50%苯基聚硅氧烷固定液，長度、內(nèi)徑、膜厚分別為30 m、0.25mm、0.25μm。

硅藻土固相萃取柱：玻璃柱或聚丙烯柱；規(guī)格為長度、內(nèi)徑分別為20m、2.5mm，裝填時，先在底部墊少許玻璃棉，然后加入20g硅藻土，輕擊提取柱，使裝填緊密?？芍苯硬捎蒙唐坊呐嫉獙Ｓ霉滔噍腿≈?。

氮吹濃縮儀，具磨口塞錐形瓶（50、100mL），有機(jī)過濾膜（0.45μm），恒溫水浴。分析天平（感量0.1mg）。

1.3 分析步驟

將樣品剪成5mm×5mm左右的碎片，混合均勻。稱取1g樣品，精確至0.0001g，置于50mL錐形瓶中，加入15mL預(yù)熱至(70±2)℃的檸檬酸緩沖液，振搖使液體浸透樣品，于（70±2）℃水浴中放置30min；加入連二亞硫酸鈉溶液3mL，(70±2)℃水浴中反應(yīng)30min后，將錐形瓶移入冰水浴中于2min內(nèi)冷卻至室溫。

在反應(yīng)后的體系中加入50L內(nèi)標(biāo)溶液，將錐形瓶中的液體倒入硅藻土固相萃取柱，靜置15 min。用20mL叔丁基甲醚清洗錐形瓶中的固體殘渣4次，清洗液分別倒入硅藻土固相柱中，用100 mL錐形瓶接取萃取液。在萃取液中加入約5g無水硫酸鈉，振搖后靜置30min。

將萃取液倒入濃縮瓶，用5mL叔丁基甲醚洗滌錐形瓶中的無水硫酸鈉2次，洗液一并倒入濃縮瓶中。加入100μL鹽酸溶液，振蕩混勻，于35℃氮吹濃縮至1mL，加入100μL氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置1min，取上層清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾后，進(jìn)行GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析條件

進(jìn)樣口溫度280℃；載氣為氦氣，恒流體積流量1.0mL/min，進(jìn)樣量1μL；分流進(jìn)樣，分流比10:1；升溫程序：初始溫度50℃，保持1min，以5℃/min的速率升至280℃，保持8min。傳輸線溫度280℃，電離方式為電子轟擊源（EI），電離能量70eV，離子源溫度230℃；溶劑延遲8min。

定量使用選擇離子模式，通過選擇特征離子進(jìn)行定量，選擇的離子以及參考出峰時間見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 回收率優(yōu)化

芳香胺類物質(zhì)帶有氨基容易被氧化，其性質(zhì)極不穩(wěn)定，造成回收率偏低。本方法嘗試在濃縮之前，加入稀鹽酸，使芳香胺形成鹽酸鹽，增加其穩(wěn)定性，濃縮后再加入氫氧化鈉溶液，使芳香胺游離進(jìn)入有機(jī)相，以此來提高回收率。同一已知含量樣品，經(jīng)過該處理和未經(jīng)該處理的檢測結(jié)果見表2。

從表2可以看出，經(jīng)過酸堿處理的樣品，回收率要高于未經(jīng)處理的樣品，全面優(yōu)于GB/T19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1方法要求：2,4-二氨基苯甲醚應(yīng)達(dá)到20%；鄰甲苯胺，2,4-二氨基甲苯應(yīng)達(dá)到50%；其他芳香胺應(yīng)達(dá)到70%。

2.2 色譜柱選擇

比較了DB-5MS柱和DM-17MS柱的分離效果，芳香胺類物質(zhì)具有一定的極性，因此中等極性的DM-17MS柱的分離效果較好。本方法中很多目標(biāo)物都存在異構(gòu)體，如果不能有效分離，將可能出現(xiàn)假陽性的情況，結(jié)果見圖1。

3 結(jié)論

用本方法測定可釋放特定芳香胺的偶氮染料，2,4-二氨基苯甲醚平均回收率為36%，鄰甲苯胺和2,4-二氨基甲苯平均回收率分別為74%和63%，其他芳香胺平均回收率在85%～108%，優(yōu)于GB/T 19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1方法要求。采用中等極性色譜柱，避免了假陽性情況出現(xiàn)。

表1 化合物特征離子選擇及參考保留時間Tab 1 Characteristics ion selection of compound and the reference retention time

表2 經(jīng)酸堿處理的樣品回收率優(yōu)化Tab 2 Recovery optimization results of samples treated by acid and alkali

圖1 分離2,4-二甲基苯胺和2,6-二甲基苯胺圖譜Fig 1 Separation spectrogram of 2,4-and2,6-dimethylaniline

[1]GB/T 19942—2005皮革和毛皮化學(xué)試驗禁用偶氮染料的測定[S].

[2]GB/T 17592—2011紡織品 禁用偶氮染料的測定[S].

[3]BSEN 143621-2012:Textiles-Methods for determination of certain aromatic amines derived from azo colorants.Part 1:Detection of the use of certain azo colorants accessible with and withoutextracting the fibres[S].

[4]GB/T 6682—2008分析實驗室用水國家標(biāo)準(zhǔn)[S].