禁用偶氮染料中同分异构体2，4—二甲基苯胺和2，6—二甲基苯胺不同方法的测定分析

曹翔

摘要

采用气相色谱-质谱法（GC-MS）和高效液相色谱法（HPLC）对纺织品禁用偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的测定进行了研究，结果表明：采用DB-200中等极性色谱柱，优化气相色谱条件；采用C18色谱柱，优化液相色谱条件，均能实现二者的分离。GC-MS检测中，通过对比保留时间和特征离子相对丰度进行定性分析；HPLC检测中，通过对比保留时间和紫外光谱图进行定性分析，GC-MS法和HPLC法均能对2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺进行良好的定量，且快捷、准确，有效解决了这两种同分异构体精确定性及定量的难题，同时也避免了假阳性检出。

关键词：纺织品；GC-MS；HPLC；2，4-二甲基苯胺；2，6-二甲基苯胺；同分异构体

1 引言

纺织品在我们生活中应用很广泛，其染色过程中经常要用到一些染料，其中就有可能使用到偶氮染料。偶氮染料是指染料的化学结构中至少含有一个偶氮基（—N=N—），且与其相连的部分至少含有一个芳香族结构。其与我们人体皮肤长期接触，就会被皮肤吸收和扩散，这些染料在人体环境中会发生还原裂解反应，进而分解出可致癌芳香胺，而使机体致病[1-3]。GB 18401—2010《国家纺织产品基本安全技术规范》中针对24种可分解致癌芳香胺偶氮染料进行了限量说明，要求每种致癌芳香胺均不能超过20mg/kg。而偶氮染料在检测过程中经常会遇到一些同分异构体，干扰检测结果，使检测结果呈假阳性。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺属于限量使用的偶氮染料中唯一一对同分异构体，在纺织品偶氮染料检测过程中，需要对这两种物质进行定性和定量分析[4，5]。2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺结构相似，在仪器分析中难以被分离，致使这两种物质的定性和定量存在一定的困难。目前针对纺织品偶氮染料中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的测定没有有效的解决方法，因此，本文拟采用气相色谱-质谱法（GC-MS）和高效液相色谱法（HPLC），通过筛选色谱柱，优化GC-MS的升温程序和HPLC的洗脱程序，使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺得到良好的分离，从而可以精确地定性和定量。

2 试验部分

2.1 主要仪器及试剂

仪器：7890B-5977A气相色谱质谱联用仪（美国Aglient公司）；1260液相色谱仪（配备二元泵，自动进样器，二极管阵列检测器，美国Aglient公司）；电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；HZS-HA恒温水浴振荡器（哈尔滨市东明医疗仪器厂）；硅藻土提取柱（天津博纳艾杰尔科技有限公司）；RE-5299真空旋转蒸发器（上海振捷实验设备有限公司）；移液枪（0.5?L～10?L，10?L～100?L，100?L～1000?L）。

试剂：2，4-二甲基苯胺、2，6-二甲基苯胺标准品（德国Dr Ehrenstorfer公司）；乙醚，叔丁基甲醚，甲醇（色谱纯，DIMA Technology Inc）；柠檬酸、氢氧化钠（分析纯，北京化工厂）；试验用水均为超纯水；连二亚硫酸钠（分析纯，天津红岩化学试剂厂）。

2.2 标准品的配制

分别称取20mg的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺标准品，用色谱级叔丁基甲醚分别定容至100mL，配制成所需的单标和混标溶液，按试验所需依次稀释到特定的浓度。

2.3 试验步骤

取代表性纺织品试样，剪成5mm×5mm小片，称取1.00g置于反应器中，加入17mL预热到（70±2）℃柠檬酸盐缓冲溶液，将反应器密闭，用力振摇，使所有试样浸于液体中，置于已恒温至（70±2）℃水浴中振荡30min，打开反应器，加入3.0mL连二亚硫酸钠溶液，并立即密闭振摇，将反应器再于（70±2）℃水浴中振荡30min，取出后2min内冷却到室温。将反应器中所有试液全部倒入提取柱中，吸附15min，用80mL乙醚分4次洗提反应器中的试样，每次应混合乙醚和试样，用圆底烧瓶收集提取液，将提取液用真空旋转蒸发器在不高于35℃条件下，浓缩至1mL，再用氮气缓慢驱除乙醚溶液，最后用1mL叔丁基甲醚或甲醇进行定容，采用GC-MS和HPLC分析[6]。

2.4 试验条件

2.4.1 GC-MS法

色谱柱：石英毛细管柱1（DB-5MS 30m×0.25mm×0.25?m），石英毛细管柱2（DB-200 30m×0.25mm×0.25?m）；载气：高纯氦气；流速：1mL/min；进洋口温度：250℃；传输线温度：280℃；离子源温度：230℃；四级杆温度：150℃；电离方式：EI；离子化电压：70ev；进样方式：不分流进样；进样量1?L；溶剂延迟3.5min；质量扫描范围50amu～350amu。

升温程序1：初始温度70℃，保持2min；以18℃/min升温至130℃，保持2min；以30℃/min升温至220℃，保持1min；以5℃/min升温至230℃，保持8min。

升温程序2：初始温度50℃，保持2 min；以3℃/min升温至100℃，保持1min；以5℃/min升温至230℃，保持2min。

2.4.2 HPLC法

色谱柱：Aglient Zorbax Eclipse XDB C18（4.6mm×250mm×5?m）；流速：1mL/min；柱温：30℃；进样量：5?L；检测波长：280nm。

流动相A：0.575g磷酸二氢铵+0.7g磷酸氢二钠，溶于1000 mL二级水中，pH=6.9；流动相B：甲醇。

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

3 结果与讨论

3.1 定性分析

3.1.1 GC-MS色谱条件的选择

对于纺织品中2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的测定，选用GB/T 17592—2011《纺织品 禁用偶氮染料的测定》中的色谱条件，用弱极性的DB-5MS色谱柱测定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混标溶液，结果如图1所示，这两种同分异构体的峰重叠，未出现分离现象。换用DB-200 中等极性色谱柱，采用升温程序1进行测定，结果如图2所示，可知这两种同分异构体出现部分峰重叠，部分峰分离；采用升温程序2进行测定，结果如图3所示， 2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺在升温程序2条件下的保留时间分别为11.256 min和11.475 min，二者保留时间相差0.219min，此时二者能够得到良好的分离。

3.1.2 质谱图

2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的结构非常相似，使其在质谱中产生的碎片离子结构极其相似，因此两种同分异构体在质谱图中的特征离子类型基本相同，由图4和图5可知，2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺标准品在质谱中产生的特征离子均为122、121、106，但这三种特征离子的相对丰度有差异，因此可以进一步通过比较质谱图中特征离子的相对丰度来鉴别这两种同分异构体。

3.1.3 HPLC色谱条件的选择

用配有二极管阵列检测器的高效液相色谱仪，分别在流动相梯度洗脱1和梯度洗脱2条件下，测定2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。结果如图6和图7所示，在梯度洗脱1条件下，两种同分异构体出现共峰，保留时间重合，均为15.235min；在梯度洗脱2条件下，虽然测定时间有所延长，但这两种同分异构体出现一定的分离，2，4-二甲基苯胺的保留时间为26.028min，2，6-二甲基苯胺的保留时间为25.301 min，二者的保留时间相差0.727 min。图8和图9分别为2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的紫外可见吸收光谱图，二者的最大紫外吸收波长均为280nm，但其紫外光谱图仍存在差异。因此这两种同分异构体可以通过各自的保留时间和紫外可见吸收光谱进行定性。

3.1.4 GC-MS 和HPLC的保留时间

利用保留时间对不同物质进行定性是色谱分析常用的手段之一。在上述已优化好的GC-MS 和HPLC条件下，分别检测不同浓度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺混合溶液。其保留时间的变化如表1所示，保留时间均随其浓度的增大而增加，但在一定的浓度范围内，其各自的保留时间仍具有一定的稳定性，因此在日常检测中，可以配制与检出物相当浓度的标准溶液，根据这两种同分异构体各自的保留时间进行初步的定性。

3.2 定量分析

分别采用不同浓度的2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺溶液在GC-MS 和HPLC上进行测定，其标准曲线如图10和图11所示，采用GC-MS法分析时，两者浓度在10mg/kg～90mg/kg内与其色谱峰面积呈良好的线性关系；采用HPLC法分析时，浓度在5mg/kg～100mg/kg内与其色谱峰面积成良好的线性关系。

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测试，其结果如表2和表3所示，GC-MS法和HPLC法在加标浓度较小时，加标回收率均较小；加标浓度较大时，回收率明显提高；加标浓度相同时，HPLC法测得的回收率较GC-MS法高。因此HPLC法更适合这两种同分异构体的定量。

4 结论

针对GB 18401—2010禁用偶氮染料中唯一一对同分异构体，运用GC-MS分析方法，采用DB-200中等极性色谱柱，优化气相色谱条件，同时，也运用HPLC分析方法，采用C18色谱柱，优化液相色谱条件，均能使2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺达到良好的分离，从而可以对这两种同分异构体进行精确定性和定量。GC-MS法和HPLC法，在这两种同分异构体检测中，相互补充，相互印证，解决了二者精确定性及定量的难题，同时也避免了假阳性检出。

参考文献：

[1]阿阳. 纺织品上禁用偶氮染料的检测[J]. 纺织科技进展， 2007（6）：7-10.

[2]崔庆华， 赵桂安， 王学利. 禁用偶氮染料及其检测标准[J]. 中国纤检， 2011（12）：42-45.

[3]汪慧春. 纺织品中的禁用偶氮染料[J]. 江苏丝绸， 2011（05）：14-15.

[4]崔庆华， 郝永， 蓝文桥. 2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺的鉴别[J]. 纺织标准与质量，2011，23（4） ：26-29.

[5]许峰， 李丹. 气相色谱-质谱联用法测定纺织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]. 化学试剂， 2017，39（05）：517-520.

[6]GB/T 17592—2011 纺织品禁用偶氮染料的测定[S].

（作者单位：北京市纺织纤维检验所、国家纺织及皮革产品质量监督检验中心）endprint