禁用偶氮染料中同分異構(gòu)體2，4—二甲基苯胺和2，6—二甲基苯胺不同方法的測定分析

曹翔

摘要

采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC）對紡織品禁用偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測定進行了研究，結(jié)果表明：采用DB-200中等極性色譜柱，優(yōu)化氣相色譜條件；采用C18色譜柱，優(yōu)化液相色譜條件，均能實現(xiàn)二者的分離。GC-MS檢測中，通過對比保留時間和特征離子相對豐度進行定性分析；HPLC檢測中，通過對比保留時間和紫外光譜圖進行定性分析，GC-MS法和HPLC法均能對2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺進行良好的定量，且快捷、準(zhǔn)確，有效解決了這兩種同分異構(gòu)體精確定性及定量的難題，同時也避免了假陽性檢出。

關(guān)鍵詞：紡織品；GC-MS；HPLC；2，4-二甲基苯胺；2，6-二甲基苯胺；同分異構(gòu)體

1 引言

紡織品在我們生活中應(yīng)用很廣泛，其染色過程中經(jīng)常要用到一些染料，其中就有可能使用到偶氮染料。偶氮染料是指染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中至少含有一個偶氮基（—N=N—），且與其相連的部分至少含有一個芳香族結(jié)構(gòu)。其與我們?nèi)梭w皮膚長期接觸，就會被皮膚吸收和擴散，這些染料在人體環(huán)境中會發(fā)生還原裂解反應(yīng)，進而分解出可致癌芳香胺，而使機體致病[1-3]。GB 18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》中針對24種可分解致癌芳香胺偶氮染料進行了限量說明，要求每種致癌芳香胺均不能超過20mg/kg。而偶氮染料在檢測過程中經(jīng)常會遇到一些同分異構(gòu)體，干擾檢測結(jié)果，使檢測結(jié)果呈假陽性。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺屬于限量使用的偶氮染料中唯一一對同分異構(gòu)體，在紡織品偶氮染料檢測過程中，需要對這兩種物質(zhì)進行定性和定量分析[4，5]。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺結(jié)構(gòu)相似，在儀器分析中難以被分離，致使這兩種物質(zhì)的定性和定量存在一定的困難。目前針對紡織品偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測定沒有有效的解決方法，因此，本文擬采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）和高效液相色譜法（HPLC），通過篩選色譜柱，優(yōu)化GC-MS的升溫程序和HPLC的洗脫程序，使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺得到良好的分離，從而可以精確地定性和定量。

2 試驗部分

2.1 主要儀器及試劑

儀器：7890B-5977A氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Aglient公司）；1260液相色譜儀（配備二元泵，自動進樣器，二極管陣列檢測器，美國Aglient公司）；電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；HZS-HA恒溫水浴振蕩器（哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠）；硅藻土提取柱（天津博納艾杰爾科技有限公司）；RE-5299真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海振捷實驗設(shè)備有限公司）；移液槍（0.5?L～10?L，10?L～100?L，100?L～1000?L）。

試劑：2，4-二甲基苯胺、2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品（德國Dr Ehrenstorfer公司）；乙醚，叔丁基甲醚，甲醇（色譜純，DIMA Technology Inc）；檸檬酸、氫氧化鈉（分析純，北京化工廠）；試驗用水均為超純水；連二亞硫酸鈉（分析純，天津紅巖化學(xué)試劑廠）。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)品的配制

分別稱取20mg的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品，用色譜級叔丁基甲醚分別定容至100mL，配制成所需的單標(biāo)和混標(biāo)溶液，按試驗所需依次稀釋到特定的濃度。

2.3 試驗步驟

取代表性紡織品試樣，剪成5mm×5mm小片，稱取1.00g置于反應(yīng)器中，加入17mL預(yù)熱到（70±2）℃檸檬酸鹽緩沖溶液，將反應(yīng)器密閉，用力振搖，使所有試樣浸于液體中，置于已恒溫至（70±2）℃水浴中振蕩30min，打開反應(yīng)器，加入3.0mL連二亞硫酸鈉溶液，并立即密閉振搖，將反應(yīng)器再于（70±2）℃水浴中振蕩30min，取出后2min內(nèi)冷卻到室溫。將反應(yīng)器中所有試液全部倒入提取柱中，吸附15min，用80mL乙醚分4次洗提反應(yīng)器中的試樣，每次應(yīng)混合乙醚和試樣，用圓底燒瓶收集提取液，將提取液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在不高于35℃條件下，濃縮至1mL，再用氮氣緩慢驅(qū)除乙醚溶液，最后用1mL叔丁基甲醚或甲醇進行定容，采用GC-MS和HPLC分析[6]。

2.4 試驗條件

2.4.1 GC-MS法

色譜柱：石英毛細(xì)管柱1（DB-5MS 30m×0.25mm×0.25?m），石英毛細(xì)管柱2（DB-200 30m×0.25mm×0.25?m）；載氣：高純氦氣；流速：1mL/min；進洋口溫度：250℃；傳輸線溫度：280℃；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；電離方式：EI；離子化電壓：70ev；進樣方式：不分流進樣；進樣量1?L；溶劑延遲3.5min；質(zhì)量掃描范圍50amu～350amu。

升溫程序1：初始溫度70℃，保持2min；以18℃/min升溫至130℃，保持2min；以30℃/min升溫至220℃，保持1min；以5℃/min升溫至230℃，保持8min。

升溫程序2：初始溫度50℃，保持2 min；以3℃/min升溫至100℃，保持1min；以5℃/min升溫至230℃，保持2min。

2.4.2 HPLC法

色譜柱：Aglient Zorbax Eclipse XDB C18（4.6mm×250mm×5?m）；流速：1mL/min；柱溫：30℃；進樣量：5?L；檢測波長：280nm。

流動相A：0.575g磷酸二氫銨+0.7g磷酸氫二鈉，溶于1000 mL二級水中，pH=6.9；流動相B：甲醇。

梯度洗脫1：0～25min，流動相B 15%～60%；25min ～30min，流動相B 60%～70%，保持2min。梯度洗脫2：0～25min，流動相B 20%～50%；25min～30min，流動相B 50%～70%，保持2min。endprint

3 結(jié)果與討論

3.1 定性分析

3.1.1 GC-MS色譜條件的選擇

對于紡織品中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的測定，選用GB/T 17592—2011《紡織品 禁用偶氮染料的測定》中的色譜條件，用弱極性的DB-5MS色譜柱測定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混標(biāo)溶液，結(jié)果如圖1所示，這兩種同分異構(gòu)體的峰重疊，未出現(xiàn)分離現(xiàn)象。換用DB-200 中等極性色譜柱，采用升溫程序1進行測定，結(jié)果如圖2所示，可知這兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)部分峰重疊，部分峰分離；采用升溫程序2進行測定，結(jié)果如圖3所示， 2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺在升溫程序2條件下的保留時間分別為11.256 min和11.475 min，二者保留時間相差0.219min，此時二者能夠得到良好的分離。

3.1.2 質(zhì)譜圖

2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的結(jié)構(gòu)非常相似，使其在質(zhì)譜中產(chǎn)生的碎片離子結(jié)構(gòu)極其相似，因此兩種同分異構(gòu)體在質(zhì)譜圖中的特征離子類型基本相同，由圖4和圖5可知，2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺標(biāo)準(zhǔn)品在質(zhì)譜中產(chǎn)生的特征離子均為122、121、106，但這三種特征離子的相對豐度有差異，因此可以進一步通過比較質(zhì)譜圖中特征離子的相對豐度來鑒別這兩種同分異構(gòu)體。

3.1.3 HPLC色譜條件的選擇

用配有二極管陣列檢測器的高效液相色譜儀，分別在流動相梯度洗脫1和梯度洗脫2條件下，測定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。結(jié)果如圖6和圖7所示，在梯度洗脫1條件下，兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)共峰，保留時間重合，均為15.235min；在梯度洗脫2條件下，雖然測定時間有所延長，但這兩種同分異構(gòu)體出現(xiàn)一定的分離，2，4-二甲基苯胺的保留時間為26.028min，2，6-二甲基苯胺的保留時間為25.301 min，二者的保留時間相差0.727 min。圖8和圖9分別為2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的紫外可見吸收光譜圖，二者的最大紫外吸收波長均為280nm，但其紫外光譜圖仍存在差異。因此這兩種同分異構(gòu)體可以通過各自的保留時間和紫外可見吸收光譜進行定性。

3.1.4 GC-MS 和HPLC的保留時間

利用保留時間對不同物質(zhì)進行定性是色譜分析常用的手段之一。在上述已優(yōu)化好的GC-MS 和HPLC條件下，分別檢測不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。其保留時間的變化如表1所示，保留時間均隨其濃度的增大而增加，但在一定的濃度范圍內(nèi)，其各自的保留時間仍具有一定的穩(wěn)定性，因此在日常檢測中，可以配制與檢出物相當(dāng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)這兩種同分異構(gòu)體各自的保留時間進行初步的定性。

3.2 定量分析

分別采用不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺溶液在GC-MS 和HPLC上進行測定，其標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖10和圖11所示，采用GC-MS法分析時，兩者濃度在10mg/kg～90mg/kg內(nèi)與其色譜峰面積呈良好的線性關(guān)系；采用HPLC法分析時，濃度在5mg/kg～100mg/kg內(nèi)與其色譜峰面積成良好的線性關(guān)系。

采用不同濃度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液做回收率測試，其結(jié)果如表2和表3所示，GC-MS法和HPLC法在加標(biāo)濃度較小時，加標(biāo)回收率均較??；加標(biāo)濃度較大時，回收率明顯提高；加標(biāo)濃度相同時，HPLC法測得的回收率較GC-MS法高。因此HPLC法更適合這兩種同分異構(gòu)體的定量。

4 結(jié)論

針對GB 18401—2010禁用偶氮染料中唯一一對同分異構(gòu)體，運用GC-MS分析方法，采用DB-200中等極性色譜柱，優(yōu)化氣相色譜條件，同時，也運用HPLC分析方法，采用C18色譜柱，優(yōu)化液相色譜條件，均能使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺達到良好的分離，從而可以對這兩種同分異構(gòu)體進行精確定性和定量。GC-MS法和HPLC法，在這兩種同分異構(gòu)體檢測中，相互補充，相互印證，解決了二者精確定性及定量的難題，同時也避免了假陽性檢出。

參考文獻：

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[2]崔慶華， 趙桂安， 王學(xué)利. 禁用偶氮染料及其檢測標(biāo)準(zhǔn)[J]. 中國纖檢， 2011（12）：42-45.

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[5]許峰， 李丹. 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定紡織品及皮革禁用偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺[J]. 化學(xué)試劑， 2017，39（05）：517-520.

[6]GB/T 17592—2011 紡織品禁用偶氮染料的測定[S].

（作者單位：北京市紡織纖維檢驗所、國家紡織及皮革產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心）endprint