鄰苯二甲醛/巰基乙醇柱前衍生-高效液相色譜法測定水中3種氟乙胺類化合物的含量

楊媖舒 ,金昊坤 ,舒耀皋?

(1.上海化工研究院有限公司 環(huán)境安全評價實驗室,上海 200062;2.上?；瘜W(xué)品公共安全工程技術(shù)研究中心,上海 200062;3.上?；ぴ簷z測有限公司 環(huán)境安全評價實驗室,上海 200062)

含氟低級脂肪胺是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等領(lǐng)域中,是生產(chǎn)醫(yī)藥和農(nóng)藥的關(guān)鍵原料和中間體[1-2],具有毒性大、反應(yīng)活性高等特點,大量使用與排放會對自然環(huán)境帶來不可忽視的影響[3-5]。胺類化合物的檢測方法主要為高效液相色譜法(HPLC)[6-9]。但是,采用HPLC測定氟乙胺類化合物[如2-氟乙胺(FEA)、2,2-二氟乙胺(DFEA)和2,2,2-三氟乙胺(TFEA)]的文獻(xiàn)較少[10]。含氟低級脂肪胺結(jié)構(gòu)中缺少紫外吸收基團(tuán),測定前需要用衍生試劑將該化合物轉(zhuǎn)化為具有紫外吸收基團(tuán)的衍生產(chǎn)物。目前已投入應(yīng)用且較為成熟的衍生試劑有鄰苯二甲醛(OPA)[11-13]、丹磺酰氯(DNS-Cl)[14]和2-(9-吖啶酮)-乙酸(AAA)[15]等,但無法達(dá)到對氟乙胺類混合物中各組分同時定量分析的目的。文獻(xiàn)[10]采用衍生試劑氯甲酸-9-芴甲酯(FMOC-Cl)衍生化上述3種氟乙胺類化合物,但是衍生過程需在加熱條件下進(jìn)行,反應(yīng)所得產(chǎn)物降解速率慢但易析出,反應(yīng)后需冷卻至室溫并經(jīng)有機(jī)相濾膜過濾后方可進(jìn)樣,且樣品溶液的保存時間不宜過長。鑒于此,本工作以O(shè)PA/2-巰基乙醇為衍生試劑(OPT),所得線性范圍更寬、測定下限更低、靈敏度更高、分析時間更短,無需過濾即可直接進(jìn)樣,衍生步驟更加簡潔,衍生完成后,以HPLC 測定FEA、DFEA 和TFEA 的含量,可為水中含氟低級脂肪胺含量的測定提供方法參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Alliance e2695型高效液相色譜儀,配四元梯度輸液泵、2998型光電二極管陣列檢測器、120位自動進(jìn)樣器和工作站;DGG-9070A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:取適量2-氟乙胺鹽酸鹽、DFEA 和TFEA 標(biāo)準(zhǔn)品,分別用水溶解并定容至50 mL容量瓶中,配制成FEA、DFEA 和TFEA 質(zhì)量濃度分別為0.996,0.810,0.990 g·L－1的單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。

單標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:取適量FEA、DFEA 和TFEA 單標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,用水逐級稀釋,配制成質(zhì)量濃度均為0.05,0.25,0.5,2.5,5,25,50,80,240,250,500 mg·L－1的單標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

四硼酸鈉溶液:1.0 g·L－1,取0.500 2 g十水合四硼酸鈉,用水定容至500 mL容量瓶中,于4 ℃冷藏保存。

OPA儲備溶液:13.5 g·L－1,避光稱取0.675 2 g OPA,用甲醇溶解并定容至50 mL 容量瓶中。使用時用水稀釋成1.5～6.75 g·L－1(稀釋2～9倍)的OPA 溶液,于4 ℃避光保存。

2-巰基乙醇儲備溶液:21.6 g·L－1,取適量2-巰基乙醇,用四硼酸鈉溶液溶解并定容至50 mL容量瓶中。使用時用四硼酸鈉溶液稀釋成2.400～10.800 g·L－1(稀釋2～9倍)的2-巰基乙醇溶液,于2～8 ℃冷藏保存。

OPT 溶液:由相同稀釋倍數(shù)的OPA 溶液與2-巰基乙醇溶液以體積比1∶5混合配制而成,于4℃避光冷藏保存。

2-氟乙胺鹽酸鹽、DFEA 和TFEA 標(biāo)準(zhǔn)品的純度分別為95%,97%,98%;OPA 和2-巰基乙醇均為化學(xué)純,十水合四硼酸鈉為優(yōu)級純;甲醇和乙腈為色譜純;試驗用水為超純水,電阻率為18.2 MΩ·cm。

1.2 儀器工作條件

Waters Atlantis T3色譜柱(150 mm ×4.6 mm,5μm);柱溫40 ℃;流量1.0 mL·min－1;進(jìn)樣量20.0μL;檢測波長226 nm。流動相A 為乙腈,B為水。梯度洗脫程序:0～3.00 min 時,A 為40.0%;3.00～3.50 min時,A 由40.0%升 至60.0%,保持5.00 min;8.50～9.00 min時,A 由60.0%降至40.0%,保持4.00 min。

1.3 試驗方法

水樣經(jīng)0.22μm 親水濾膜過濾后,分取500μL,加入1.0 g·L－1四硼酸鈉溶液200μL、稀釋倍數(shù)3.375的OPT 溶液300μL,混合后加入300μL水,于25 ℃下避光反應(yīng)5 min,上機(jī)測定FEA 和DFEA 的含量。繼續(xù)在25 ℃下避光反應(yīng)55 min,測定TFEA 的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

3種氟乙胺衍生物的色譜圖見圖1。

圖1 3種氟乙胺衍生物的色譜圖Fig.1 Chromatogram of the 3 fluoroethylamine derivatives

2.2 衍生條件的選擇

以O(shè)PT 為衍生試劑時,FEA、DFEA 衍生反應(yīng)極快,生成的衍生物的降解速率也極快。針對以上問題,采用了以下措施:①優(yōu)化并控制衍生試劑用量;②優(yōu)化并控制衍生溫度,避免溫度波動;③優(yōu)化并嚴(yán)格控制衍生時間以及樣品溶液放置時間;④考察了單標(biāo)進(jìn)樣和混標(biāo)進(jìn)樣的測定效果,以確定進(jìn)樣方式;⑤全程避光。

試驗考察了OPT 溶液稀釋倍數(shù)分別為1,2,2.7,3.375,5.4,9倍時對3種衍生物峰面積的影響,結(jié)果見圖2。

圖2 衍生試劑用量對3種氟乙胺衍生物峰面積的影響Fig.2 Effect of derivative reagent amount on the peak area of the 3 fluoroethylamine derivatives

由圖2可知,當(dāng)稀釋倍數(shù)不小于2.7時,3種氟乙胺衍生物峰面積基本穩(wěn)定。為了使待測物衍生完全,試驗選擇的OPT 溶液的稀釋倍數(shù)為3.375。

考察了衍生溫度依次為25,40,50 ℃時對3種氟乙胺衍生物峰面積的影響。結(jié)果顯示:衍生溫度越高,3 種衍生物的峰面積越低,因此試驗選擇在25 ℃下進(jìn)行衍生反應(yīng)。

取50 mg·L－1FEA 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液167 μL、50 mg·L－1DFEA 標(biāo)準(zhǔn)溶液167μL、50 mg·L－1TFEA 標(biāo)準(zhǔn)溶液167μL、1.0 g·L－1四硼酸鈉溶液200μL、稀釋倍數(shù)3.375的OPT 溶液300μL,混合后加入300μL水,混勻后作為混標(biāo),考察了衍生時間分別為1,5,10,15,20,30,40,60,120,180,240,300,360,420,480,540,600,660 min時3種氟乙胺類化合物衍生物峰面積的影響,結(jié)果見圖3。

由圖3 可知:衍生時間在1～60 min 內(nèi)時,TFEA 衍生物峰面積快速增加,其他兩種氟乙胺衍生物峰面積整體呈緩慢下降趨勢;衍生時間在60～120 min內(nèi)時,3種氟乙胺衍生物峰面積基本穩(wěn)定;衍生時間繼續(xù)增加,氟乙胺衍生物峰面積整體呈快速下降趨勢,說明3 種氟乙胺衍生物在逐步降解。經(jīng)過反復(fù)試驗,TFEA 衍生時間選擇60 min,FEA和DFEA 衍生時間選擇5 min。

圖3 3種氟乙胺衍生物的峰面積隨衍生時間的變化Fig.3 Changes of peak areas of the 3 fluoroethylamine derivatives with derivative time

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按照試驗方法測定TFEA、FEA 和DFEA 單標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以各氟乙胺類化合物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),對應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明:FEA、DFEA 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍均為2.5～500 mg·L－1,TFEA 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為5～250 mg·L－1,其他線性參數(shù)見表1。

以標(biāo)準(zhǔn)曲線最低濃度點質(zhì)量濃度的10倍與該點信噪比的比值計算檢出限,結(jié)果見表1。

表1 線性參數(shù)和檢出限Tab.1 Linearity parameters and detection limits

2.4 精密度和準(zhǔn)確度試驗

取10 mg·L－1FEA、DFEA標(biāo)準(zhǔn)溶液各250μL(加標(biāo)水平1),加入1.0 g·L－1四硼酸鈉溶液200μL、稀釋倍數(shù)3.375的OPT 溶液300μL、水樣300μL,于25℃避光反應(yīng)5 min;取10 mg·L－1TFEA 標(biāo)準(zhǔn)溶液500μL(加標(biāo)水平2)、1.0 g·L－1四硼酸鈉溶液200μL、稀釋倍數(shù)3.375的OPT 溶液300μL、水樣300μL,于25 ℃避光反應(yīng)60 min,反應(yīng)完成后,按照儀器工作條件測定。隨同處理100 mg·L－1FEA、DFEA 和TFEA 標(biāo)準(zhǔn)溶液。每個加標(biāo)水平平行測定5次,計算回收率和測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果顯示,水樣中各目標(biāo)物均未檢出,回收率和RSD 見表2。

表2 精密度和回收試驗結(jié)果(n＝5)Tab.2 Results of tests for precision and recovery(n＝5)

本工作以O(shè)PT 溶液衍生化水中FEA、DFEA和TFEA,以HPLC 測定。該方法簡單、快速、線性范圍寬、準(zhǔn)確度高、精密度好,具有一定的應(yīng)用價值。