可释放特定芳香胺的偶氮染料的测定

罗 嘉 黄兰芳 胡念念

（中南大学，长沙410002）

染料分子中含有一个或多个偶氮基（—N=N—）的统称为偶氮染料，其中偶氮基常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系而作为染料的发色体。在合成染料中，偶氮染料是品种和数量最多的一类。有很多直接染料、酸性染料、分散染料、活性染料、阳离子染料都是偶氮染料。偶氮染料具有很广的色谱范围，包括红、橙、黄、兰、紫、黑等，色种齐全、色光良好，并有一定的牢度，因此广泛地应用于各类天然和合成纤维的染色和印花，也用于皮革、纸张、肥皂、蜡烛、木材、麦秆、羽毛等染色以及油漆、油墨、塑料、橡胶、食品、化妆品等的着色。

在特殊条件下，部分偶氮染料能分解产生20多种致癌芳香胺，这些芳香胺被人体皮肤吸收后，在体内通过代谢作用而使细胞的脱氧核糖核酸（DNA）发生变化，具有潜在的致癌致敏性。目前GB/T 19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1偶氮染料的检测方法为：试样剪碎置于密闭容器中，在70℃温度下，在缓冲液（pH=6）中用连二亚硫酸钠处理，还原裂解产生的胺通过硅藻土柱萃取，提取到叔丁基甲基醚中，在温和的条件下，用氮吹浓缩仪浓缩用于萃取的叔丁基甲基醚，用气相色谱-质谱进行测定，使用DB-5毛细管色谱柱[1-3]。

使用该方法，部分芳香胺的回收率偏低；部分芳香胺存在同分异构体，DB-5色谱柱无法有效分离，因此可能造成假阳性的情况。

本研究建立1种可释放特定芳香胺的偶氮染料的测定方法。

1 实验部分

1.1 试剂

除特别要求以外，均使用分析纯或以上试剂。

叔丁基甲醚，连二亚硫酸钠（质量分数≥85%），柠檬酸，氢氧化钠，盐酸，无水硫酸钠。

标准物（质量分数均≥99%）：邻甲苯胺、2,4-二甲基苯胺、2,6-二甲基苯胺、邻氨基苯甲醚、对氯苯胺、2-甲氧基-5-甲基苯胺、2,4,5-三甲基苯胺、4-氯邻甲苯胺、2,4-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯甲醚、2-萘胺、4-氨基联苯、4,4′-二氨基二苯醚、联苯胺、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′-二甲基联苯胺、4,4′-二氨基二苯硫醚、3,3′-二氯联苯胺、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基联苯胺、苯胺、对苯二胺。

内标物（质量分数均≥99%）：萘-d8、2,4,5-三氯苯胺、蒽-d10。

水，GB/T6682—2008分析实验室用水国家标准，一级[4]。

连二亚硫酸钠溶液：质量浓度200g/L，现配现用。柠檬酸缓冲液：浓度0.06mol/L，pH=6.0；氢氧化钠溶液：浓度1mol/L；盐酸溶液：浓度1mol/L。

内标工作溶液：分别准确称取约5mg内标物，精确至0.1mg，用叔丁基甲醚溶解并定容于100mL棕色容量瓶中，得到质量浓度为50mg/L的内标溶液。0～4℃条件下密封保存，有效期1个月。取用时平衡至室温。

混合标准溶液：分别准确称取每种标准物约10 mg，精确至0.1mg，用叔丁基甲醚溶解并定容于100 mL棕色容量瓶中，得到质量浓度为100mg/L的混合标准溶液。现配现用。分别准确移取0.1、0.5、1.0、2.0、5.0mL混合标准溶液于5个10mL棕色容量瓶中，加入0.5mL内标溶液，用叔丁基甲醚定容，得到系列标准工作溶液。

1.2 仪器设备

气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）：进样口具有分流/不分流进样方式。进样口、柱箱分别配有独立可控制的加热单元。可使用选择离子模式（SIM）定量。色谱柱：弹性毛细管柱，固定相为50%甲基、50%苯基聚硅氧烷固定液，长度、内径、膜厚分别为30 m、0.25mm、0.25μm。

硅藻土固相萃取柱：玻璃柱或聚丙烯柱；规格为长度、内径分别为20m、2.5mm，装填时，先在底部垫少许玻璃棉，然后加入20g硅藻土，轻击提取柱，使装填紧密。可直接采用商品化的偶氮专用固相萃取柱。

氮吹浓缩仪，具磨口塞锥形瓶（50、100mL），有机过滤膜（0.45μm），恒温水浴。分析天平（感量0.1mg）。

1.3 分析步骤

将样品剪成5mm×5mm左右的碎片，混合均匀。称取1g样品，精确至0.0001g，置于50mL锥形瓶中，加入15mL预热至(70±2)℃的柠檬酸缓冲液，振摇使液体浸透样品，于（70±2）℃水浴中放置30min；加入连二亚硫酸钠溶液3mL，(70±2)℃水浴中反应30min后，将锥形瓶移入冰水浴中于2min内冷却至室温。

在反应后的体系中加入50L内标溶液，将锥形瓶中的液体倒入硅藻土固相萃取柱，静置15 min。用20mL叔丁基甲醚清洗锥形瓶中的固体残渣4次，清洗液分别倒入硅藻土固相柱中，用100 mL锥形瓶接取萃取液。在萃取液中加入约5g无水硫酸钠，振摇后静置30min。

将萃取液倒入浓缩瓶，用5mL叔丁基甲醚洗涤锥形瓶中的无水硫酸钠2次，洗液一并倒入浓缩瓶中。加入100μL盐酸溶液，振荡混匀，于35℃氮吹浓缩至1mL，加入100μL氢氧化钠溶液，振荡后静置1min，取上层清液经0.45μm滤膜过滤后，进行GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析条件

进样口温度280℃；载气为氦气，恒流体积流量1.0mL/min，进样量1μL；分流进样，分流比10:1；升温程序：初始温度50℃，保持1min，以5℃/min的速率升至280℃，保持8min。传输线温度280℃，电离方式为电子轰击源（EI），电离能量70eV，离子源温度230℃；溶剂延迟8min。

定量使用选择离子模式，通过选择特征离子进行定量，选择的离子以及参考出峰时间见表1。

2 结果与讨论

2.1 回收率优化

芳香胺类物质带有氨基容易被氧化，其性质极不稳定，造成回收率偏低。本方法尝试在浓缩之前，加入稀盐酸，使芳香胺形成盐酸盐，增加其稳定性，浓缩后再加入氢氧化钠溶液，使芳香胺游离进入有机相，以此来提高回收率。同一已知含量样品，经过该处理和未经该处理的检测结果见表2。

从表2可以看出，经过酸碱处理的样品，回收率要高于未经处理的样品，全面优于GB/T19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1方法要求：2,4-二氨基苯甲醚应达到20%；邻甲苯胺，2,4-二氨基甲苯应达到50%；其他芳香胺应达到70%。

2.2 色谱柱选择

比较了DB-5MS柱和DM-17MS柱的分离效果，芳香胺类物质具有一定的极性，因此中等极性的DM-17MS柱的分离效果较好。本方法中很多目标物都存在异构体，如果不能有效分离，将可能出现假阳性的情况，结果见图1。

3 结论

用本方法测定可释放特定芳香胺的偶氮染料，2,4-二氨基苯甲醚平均回收率为36%，邻甲苯胺和2,4-二氨基甲苯平均回收率分别为74%和63%，其他芳香胺平均回收率在85%～108%，优于GB/T 19942—2005、GB/T17592—2011和BSEN14362-1方法要求。采用中等极性色谱柱，避免了假阳性情况出现。

表1 化合物特征离子选择及参考保留时间Tab 1 Characteristics ion selection of compound and the reference retention time

表2 经酸碱处理的样品回收率优化Tab 2 Recovery optimization results of samples treated by acid and alkali

图1 分离2,4-二甲基苯胺和2,6-二甲基苯胺图谱Fig 1 Separation spectrogram of 2,4-and2,6-dimethylaniline

[1]GB/T 19942—2005皮革和毛皮化学试验禁用偶氮染料的测定[S].

[2]GB/T 17592—2011纺织品 禁用偶氮染料的测定[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分析实验室用水国家标准[S].