三种酸类易制毒化学品的衍生化气相色谱—质谱鉴定

严松茂，吴忠平，陈永生，王 威，张玉荣，张润生

（上海市毒品检验中心 上海市现场物证重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地，上海200083）

N-乙酰邻氨基苯甲酸（N-Acetylanthranillic Acid），也称正乙酰氨基苯甲酸，其纯品为白色或黄白色粉末晶体，有甜味，分子式为C9H9NO3，分子量179.18，熔点184～186℃。 邻氨基苯甲酸（Anthranilic Acid），也称正氨基苯甲酸，或1-氨-2-羧基苯、2-氨基苯甲酸、正羧基苯胺，其纯品为白色或黄白色粉末晶体，有甜味，分子式为 C7H7NO2，分子量 137.13，熔点 144～146℃。 苯乙酸（Phenylacetic Acid），也称 α-甲苯甲酸，其纯品为白色结晶，有刺鼻气味，分子式为C8H8O2，分子量136.14，熔点76～77℃。这三种有机酸类化合物均为国家管控的易制毒化学品，属于《1988年联合国禁止非法贩运麻醉药品和精神药品公约》管制的22种易制毒化学品范畴，我国颁布的《易制毒化学品进出口管理规定》中将其列入管理目录。在酸类化合物的检测上，高苏亚等报道了利用胶束电动毛细管色谱法检测板蓝根中苯甲酸、水杨酸和邻氨基苯甲酸[1]。在衍生化技术的应用方面，孟品佳[2]建立了γ-羟基丁酸的五氟卞基溴衍生化气相色谱-质谱（GC-MS）分析方法；胡耀铭等[3]用化学衍生化／GC-MS法鉴定焦化废水中羧酸化合物；周红[4]采用衍生化法结合GC-MS分析与无机阴离子；任清[5]用BSA衍生化-毛细管气相色谱法同时测定饲料添加剂中富马酸、乳酸和柠檬酸；马建华[6]等采用衍生化并用氯仿相转移衍生化产物结合GC-MS分析水相中亚硝酸根离子。

GC-MS法是有机化合物组分快速定性鉴定的优选方法之一。对于三种易制毒化学品的衍生化处理结合GC/MS同时检测未见相关文献报道。由于三种易制毒化学品均属于极性较大的酸类化合物，气相色谱难汽化，色谱分离行为较差。根据羧酸基团中的氢离子能被其它活性基团取代的原理，采用加入活性基团的衍生化试剂，在微波加热的条件下进行衍生化处理，使羧酸基团中的氢离子被衍生化试剂中的活性基团所取代，改变为极性低的酯类基团化合物，使其易汽化，改善色谱分离行为，通过质谱法来鉴定其衍生化产物。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

HP6890GC/5973MSD型气相色谱—质谱联用仪，配自动进样器（美国Agilent公司）；SB5200DT型超声清洗器（上海必能信超声有限公司）；0412-1型台式低速离心机（上海医疗器械集团有限公司手术器械厂，最高转速4000r/min）；G8023SL-2W 型微波炉（格兰仕微波炉电器有限公司，800W功率）；电热恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公司，1000W功率）；Vortex-Genie2型漩涡混合器（美国Scientific Industries公司）。

1.2 试剂与材料

取N-乙酰邻氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、苯乙酸和内标物苯甲酸（均为分析纯，购自上海东风化学试剂公司），分别配制成1.0mg/mL的甲醇对照液备用。

无水碳酸钾、无水硫酸钠（均为分析纯，购自上海东风化学试剂公司），使用前需120℃加热烘烤1h，脱水后置于干燥器内放置备用；丙酮、乙酸乙酯、盐酸（均为分析纯，购自上海东风化学试剂公司）；三乙醇胺（分析纯，购自上海东风化学试剂公司），使用时配置成10%的丙酮溶液，不能长时间放置，低温冷藏；五氟苄基溴衍生化试剂（PFBBr，购自SIGMA公司），使用时配制成6%的丙酮溶液，低温冷藏。去离子水（实验室纯水器自制）。

1.3 色谱-质谱条件

1.3.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS石英毛细柱（0.25mm×30m，0.25μm）；升温程序：100℃保持 1min，以 20℃/min 升至 280℃，保持 10min；氦气（He）流速 1.0mL/min，恒流；进样口温度：260℃；进样方式：分流进样，分流比20∶1；进样量 1.0μL。

1.3.2 质谱条件

电子轰击（EI）离子源；电子能量70eV；传输线温度280℃；离子源温度230℃；四极杆温度：150℃；质量扫描范围 m/z40～500；阈值：50；扫描方式：SCAN 全扫描。

1.4 样品处理

取固体样品约10mg置于10mL的具塞玻璃试管内，直接用甲醇溶解成样品溶液备检。

取液体样品约1mL，置于10mL的具塞玻璃试管内，用6mol/L的盐酸溶液调节pH值到2，用3mL的乙酸乙酯提取二次，漩涡振荡离心，吸取有机相到另一支10mL的园底具塞试管中，加入100μL的10%三乙醇胺丙酮溶液，置于空气流下60℃水浴吹干，得到提取物残渣。

衍生化处理：在样品甲醇溶液或提取物残渣中加入2mL丙酮，加入0.1g无水碳酸钾和0.3g无水硫酸钠，加入6%的PFBBr（五氟苄基溴）衍生化试剂丙酮溶液100μL，旋涡震荡器上混匀，用封口膜封口后放置于微波炉中，采用中低火加热3min，取出冷却后吸取丙酮液置于进样品中供GC-MS检测。

1.5 检测与数据记录

在选择的GC-MS仪器分析条件下进样1μL，记录总离子流图。调用总离子流图分析色谱峰下的质谱图，观察特征碎片并分析。

2 结果与讨论

2.1 检测条件的优化

根据目标物属于酸类基团本身极性大的特性，由于GC进样口不易汽化，直接检测时色谱峰宽且出现拖尾。引入五氟苄基溴（PFBBr）衍生化试剂后，化合物中羧酸基团进行酯化反应，其溴离子与氢离子置换，反应产物为五氟苄基酯类衍生物，改变了化合物的极性，使极性变小，色谱分离后峰形变窄，可以基线分离。提取物加热浓缩时为防止目标物损失，加入三乙醇胺起到掩蔽剂作用，实际检测结果发现信号响应值明显提高，可能是三乙醇胺与三种酸类易制毒化学品都进行了螯合反应，使它们的热稳定性有所增加。

取100μL的三种酸类易制毒化学品甲醇对照液进行衍生化条件的比较实验，微波加热衍生化可缩短衍生化时间，微波加热3min后测试，可检测到明显的三种酸类易制毒化学品的衍生化产物。微波火力用低火力时，检测到的衍生化产物色谱峰形与未衍生化时的峰形变化不大，结合率不高。改用微波中低火后，其色谱峰形明显改观，三种酸类易制毒化学品的衍生化产物峰形变窄，信噪比提高。而当微波火力在中火以上时会导致丙酮液的喷出，影响衍生化的操作，故不采用中火以上的微波火力来加热。

取1μL的三种酸类易制毒化学品及内标物甲醇溶液直接检测，取100μL的三种酸类易制毒化学品及内标物甲醇溶液按照1.4中的衍生化方法直接衍生化处理后检测，色谱分离效果和检测信噪比变化情况见图1所示。在上述选定的GC-MS仪器分析条件下进样检测，总离子流图能够基线分离，空白无干扰。

从图1上三种酸类易制毒化学品的未衍生化检测和衍生化后检测得到的GC-MS总离子流图结果来看，采用衍生化处理后其目标物的色谱峰形有所改善，且相对的信号响应值有所增加，定性检测的灵敏度均有提高。

图1 三种酸类易制毒化学品的总离子流图

图2 三种酸类易制毒化学品的衍生化产物质谱图

2.2 衍生化产物的质谱特征

在选定的GC-MS仪器分析条件下，三种酸类易制毒化学品的五氟苄基溴衍生化产物-五氟苄基酯类化合物的质谱图及碎片特征峰见图2所示。

从图2上三种酸类易制毒化学品衍生化后检测得到的质谱图特征碎片峰来看，五氟苄基溴所释放的五氟苄基基团置换羧酸根基团中的氢离子后，目标物形成相应的五氟苄基酯类衍生化产物其分子量各增加 180，分子离子峰（M/Z）数值，苯乙酸由136变为316，邻氨基苯甲酸由137变为317，N-邻乙酰氨基苯甲酸由179变为359，符合结构的改变规律。

2.3 三种酸类易制毒化学品的定性分析结果

在选定的GC-MS仪器分析条件下，三种酸类易制毒化学品及其内标物的未衍生化和衍生化检测，分析数据结果信息见表1。

表1 三种酸类易制毒化学品和内标物的衍生化分析数据结果信息

2.4 检测限估算

根据100μL三种酸类易制毒化学品直接检测和衍生化后检测得到的GC-MS总离子流图，按照信噪比（S/N）3∶1计算定性检测限，其结果见表2。

表2 三种酸类化合物的检测限

定性检测限结果表明，对于酸类易制毒化学品采用衍生化检测其灵敏度明显提高。

3 结论

建立基于五氟苄基溴（PFBBr）衍生化的GC-MS法鉴定三种酸类易制毒化学品，具有操作简便，检测快速、灵敏的特点。已经在涉及毒品案件中查获的可疑物证中检出N-乙酰邻氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸和苯乙酸成分。

[1]高苏亚，王黎，范涛，等.胶束电动毛细管色谱法测定板蓝根中苯甲酸、水杨酸和邻氨基苯甲酸[J].理化检验（化学分册），2012，（4）：22-25.

[2]孟品佳.γ-羟基丁酸的五氟卞基溴衍生化气相色谱/质谱分析[J].分析化学，2008，36（1）：61-65.

[3]胡耀铭、陈正夫.化学衍生化／GC／MS鉴定焦化废水中羧酸化合物[J].环境质量评价与监测，1995，（1）：32-33.

[4]周红.GC/MS-衍生化法分析无机阴离子[J].理化检验（化学分册），2003，（39）8：467-468.

[5]任清.衍生化-毛细管气相色谱法同时测定饲料添加剂中富马酸、乳酸和柠檬酸[J].分析化学，2002，（30）3：304-306.

[6]马建华、李长立、李强等.GC-MS-相转移衍生化法分析水相中亚硝酸根离子[J].化学分析计量，2009，（18）4：48-50.