禁用偶氮染料中同分異構體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、準確，有效解決了這兩種同分異構體精確定性及定量的難題，同時也避免了假陽性檢出。

關鍵詞：紡織品；GC-MS；HPLC；2，4-二甲基苯胺；2，6-二甲基苯胺；同分異構體

1 引言

紡織品在我們生活中應用很廣泛，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結構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構。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，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體，干擾檢測結果，使檢測結果呈假陽性。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2，6-二甲基苯胺結構相似，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真空旋轉蒸發(fā)器（上海振捷實驗設備有限公司）；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、2，6-二甲基苯胺標準品（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，天津紅巖化學試劑廠）。

2.2 標準品的配制

分別稱取20mg的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺標準品，用色譜級叔丁基甲醚分別定容至100mL，配制成所需的單標和混標溶液，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置于反應器中，加入17mL預熱到（70±2）℃檸檬酸鹽緩沖溶液，將反應器密閉，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，打開反應器，加入3.0mL連二亞硫酸鈉溶液，并立即密閉振搖，將反應器再于（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次洗提反應器中的試樣，每次應混合乙醚和試樣，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：石英毛細管柱1（DB-5MS 30m×0.25mm×0.25?m），石英毛細管柱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溶液，結果如圖1所示，這兩種同分異構體的峰重疊，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，結果如圖2所示，可知這兩種同分異構體出現(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構非常相似，使其在質(zhì)譜中產(chǎn)生的碎片離子結構極其相似，因此兩種同分異構體在質(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2，6-二甲基苯胺標準品在質(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。結果如圖6和圖7所示，在梯度洗脫1條件下，兩種同分異構體出現(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濃度的標準溶液，根據(jù)這兩種同分異構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，其標準曲線如圖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，其結果如表2和表3所示，GC-MS法和HPLC法在加標濃度較小時，加標回收率均較小；加標濃度較大時，回收率明顯提高；加標濃度相同時，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體的定量。

4 結論

針對GB 18401—2010禁用偶氮染料中唯一一對同分異構體，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體進行精確定性和定量。GC-MS法和HPLC法，在這兩種同分異構體檢測中，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：

[1]阿陽. 紡織品上禁用偶氮染料的檢測[J]. 紡織科技進展， 2007（6）：7-10.

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

[3]汪慧春. 紡織品中的禁用偶氮染料[J]. 江蘇絲綢， 2011（05）：14-15.

[4]崔慶華， 郝永， 藍文橋. 2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的鑒別[J]. 紡織標準與質(zhì)量，2011，23（4） ：26-29.

[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