三種酸類易制毒化學品的衍生化氣相色譜—質譜鑒定

嚴松茂，吳忠平，陳永生，王 威，張玉榮，張潤生

（上海市毒品檢驗中心 上海市現場物證重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地，上海200083）

N-乙酰鄰氨基苯甲酸（N-Acetylanthranillic Acid），也稱正乙酰氨基苯甲酸，其純品為白色或黃白色粉末晶體，有甜味，分子式為C9H9NO3，分子量179.18，熔點184～186℃。 鄰氨基苯甲酸（Anthranilic Acid），也稱正氨基苯甲酸，或1-氨-2-羧基苯、2-氨基苯甲酸、正羧基苯胺，其純品為白色或黃白色粉末晶體，有甜味，分子式為 C7H7NO2，分子量 137.13，熔點 144～146℃。 苯乙酸（Phenylacetic Acid），也稱 α-甲苯甲酸，其純品為白色結晶，有刺鼻氣味，分子式為C8H8O2，分子量136.14，熔點76～77℃。這三種有機酸類化合物均為國家管控的易制毒化學品，屬于《1988年聯合國禁止非法販運麻醉藥品和精神藥品公約》管制的22種易制毒化學品范疇，我國頒布的《易制毒化學品進出口管理規定》中將其列入管理目錄。在酸類化合物的檢測上，高蘇亞等報道了利用膠束電動毛細管色譜法檢測板藍根中苯甲酸、水楊酸和鄰氨基苯甲酸[1]。在衍生化技術的應用方面，孟品佳[2]建立了γ-羥基丁酸的五氟卞基溴衍生化氣相色譜-質譜（GC-MS）分析方法；胡耀銘等[3]用化學衍生化／GC-MS法鑒定焦化廢水中羧酸化合物；周紅[4]采用衍生化法結合GC-MS分析與無機陰離子；任清[5]用BSA衍生化-毛細管氣相色譜法同時測定飼料添加劑中富馬酸、乳酸和檸檬酸；馬建華[6]等采用衍生化并用氯仿相轉移衍生化產物結合GC-MS分析水相中亞硝酸根離子。

GC-MS法是有機化合物組分快速定性鑒定的優選方法之一。對于三種易制毒化學品的衍生化處理結合GC/MS同時檢測未見相關文獻報道。由于三種易制毒化學品均屬于極性較大的酸類化合物，氣相色譜難汽化，色譜分離行為較差。根據羧酸基團中的氫離子能被其它活性基團取代的原理，采用加入活性基團的衍生化試劑，在微波加熱的條件下進行衍生化處理，使羧酸基團中的氫離子被衍生化試劑中的活性基團所取代，改變為極性低的酯類基團化合物，使其易汽化，改善色譜分離行為，通過質譜法來鑒定其衍生化產物。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

HP6890GC/5973MSD型氣相色譜—質譜聯用儀，配自動進樣器（美國Agilent公司）；SB5200DT型超聲清洗器（上海必能信超聲有限公司）；0412-1型臺式低速離心機（上海醫療器械集團有限公司手術器械廠，最高轉速4000r/min）；G8023SL-2W 型微波爐（格蘭仕微波爐電器有限公司，800W功率）；電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實驗設備有限公司，1000W功率）；Vortex-Genie2型漩渦混合器（美國Scientific Industries公司）。

1.2 試劑與材料

取N-乙酰鄰氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸、苯乙酸和內標物苯甲酸（均為分析純，購自上海東風化學試劑公司），分別配制成1.0mg/mL的甲醇對照液備用。

無水碳酸鉀、無水硫酸鈉（均為分析純，購自上海東風化學試劑公司），使用前需120℃加熱烘烤1h，脫水后置于干燥器內放置備用；丙酮、乙酸乙酯、鹽酸（均為分析純，購自上海東風化學試劑公司）；三乙醇胺（分析純，購自上海東風化學試劑公司），使用時配置成10%的丙酮溶液，不能長時間放置，低溫冷藏；五氟芐基溴衍生化試劑（PFBBr，購自SIGMA公司），使用時配制成6%的丙酮溶液，低溫冷藏。去離子水（實驗室純水器自制）。

1.3 色譜-質譜條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS石英毛細柱（0.25mm×30m，0.25μm）；升溫程序：100℃保持 1min，以 20℃/min 升至 280℃，保持 10min；氦氣（He）流速 1.0mL/min，恒流；進樣口溫度：260℃；進樣方式：分流進樣，分流比20∶1；進樣量 1.0μL。

1.3.2 質譜條件

電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度：150℃；質量掃描范圍 m/z40～500；閾值：50；掃描方式：SCAN 全掃描。

1.4 樣品處理

取固體樣品約10mg置于10mL的具塞玻璃試管內，直接用甲醇溶解成樣品溶液備檢。

取液體樣品約1mL，置于10mL的具塞玻璃試管內，用6mol/L的鹽酸溶液調節pH值到2，用3mL的乙酸乙酯提取二次，漩渦振蕩離心，吸取有機相到另一支10mL的園底具塞試管中，加入100μL的10%三乙醇胺丙酮溶液，置于空氣流下60℃水浴吹干，得到提取物殘渣。

衍生化處理：在樣品甲醇溶液或提取物殘渣中加入2mL丙酮，加入0.1g無水碳酸鉀和0.3g無水硫酸鈉，加入6%的PFBBr（五氟芐基溴）衍生化試劑丙酮溶液100μL，旋渦震蕩器上混勻，用封口膜封口后放置于微波爐中，采用中低火加熱3min，取出冷卻后吸取丙酮液置于進樣品中供GC-MS檢測。

1.5 檢測與數據記錄

在選擇的GC-MS儀器分析條件下進樣1μL，記錄總離子流圖。調用總離子流圖分析色譜峰下的質譜圖，觀察特征碎片并分析。

2 結果與討論

2.1 檢測條件的優化

根據目標物屬于酸類基團本身極性大的特性，由于GC進樣口不易汽化，直接檢測時色譜峰寬且出現拖尾。引入五氟芐基溴（PFBBr）衍生化試劑后，化合物中羧酸基團進行酯化反應，其溴離子與氫離子置換，反應產物為五氟芐基酯類衍生物，改變了化合物的極性，使極性變小，色譜分離后峰形變窄，可以基線分離。提取物加熱濃縮時為防止目標物損失，加入三乙醇胺起到掩蔽劑作用，實際檢測結果發現信號響應值明顯提高，可能是三乙醇胺與三種酸類易制毒化學品都進行了螯合反應，使它們的熱穩定性有所增加。

取100μL的三種酸類易制毒化學品甲醇對照液進行衍生化條件的比較實驗，微波加熱衍生化可縮短衍生化時間，微波加熱3min后測試，可檢測到明顯的三種酸類易制毒化學品的衍生化產物。微波火力用低火力時，檢測到的衍生化產物色譜峰形與未衍生化時的峰形變化不大，結合率不高。改用微波中低火后，其色譜峰形明顯改觀，三種酸類易制毒化學品的衍生化產物峰形變窄，信噪比提高。而當微波火力在中火以上時會導致丙酮液的噴出，影響衍生化的操作，故不采用中火以上的微波火力來加熱。

取1μL的三種酸類易制毒化學品及內標物甲醇溶液直接檢測，取100μL的三種酸類易制毒化學品及內標物甲醇溶液按照1.4中的衍生化方法直接衍生化處理后檢測，色譜分離效果和檢測信噪比變化情況見圖1所示。在上述選定的GC-MS儀器分析條件下進樣檢測，總離子流圖能夠基線分離，空白無干擾。

從圖1上三種酸類易制毒化學品的未衍生化檢測和衍生化后檢測得到的GC-MS總離子流圖結果來看，采用衍生化處理后其目標物的色譜峰形有所改善，且相對的信號響應值有所增加，定性檢測的靈敏度均有提高。

圖1 三種酸類易制毒化學品的總離子流圖

圖2 三種酸類易制毒化學品的衍生化產物質譜圖

2.2 衍生化產物的質譜特征

在選定的GC-MS儀器分析條件下，三種酸類易制毒化學品的五氟芐基溴衍生化產物-五氟芐基酯類化合物的質譜圖及碎片特征峰見圖2所示。

從圖2上三種酸類易制毒化學品衍生化后檢測得到的質譜圖特征碎片峰來看，五氟芐基溴所釋放的五氟芐基基團置換羧酸根基團中的氫離子后，目標物形成相應的五氟芐基酯類衍生化產物其分子量各增加 180，分子離子峰（M/Z）數值，苯乙酸由136變為316，鄰氨基苯甲酸由137變為317，N-鄰乙酰氨基苯甲酸由179變為359，符合結構的改變規律。

2.3 三種酸類易制毒化學品的定性分析結果

在選定的GC-MS儀器分析條件下，三種酸類易制毒化學品及其內標物的未衍生化和衍生化檢測，分析數據結果信息見表1。

表1 三種酸類易制毒化學品和內標物的衍生化分析數據結果信息

2.4 檢測限估算

根據100μL三種酸類易制毒化學品直接檢測和衍生化后檢測得到的GC-MS總離子流圖，按照信噪比（S/N）3∶1計算定性檢測限，其結果見表2。

表2 三種酸類化合物的檢測限

定性檢測限結果表明，對于酸類易制毒化學品采用衍生化檢測其靈敏度明顯提高。

3 結論

建立基于五氟芐基溴（PFBBr）衍生化的GC-MS法鑒定三種酸類易制毒化學品，具有操作簡便，檢測快速、靈敏的特點。已經在涉及毒品案件中查獲的可疑物證中檢出N-乙酰鄰氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸和苯乙酸成分。

[1]高蘇亞，王黎，范濤，等.膠束電動毛細管色譜法測定板藍根中苯甲酸、水楊酸和鄰氨基苯甲酸[J].理化檢驗（化學分冊），2012，（4）：22-25.

[2]孟品佳.γ-羥基丁酸的五氟卞基溴衍生化氣相色譜/質譜分析[J].分析化學，2008，36（1）：61-65.

[3]胡耀銘、陳正夫.化學衍生化／GC／MS鑒定焦化廢水中羧酸化合物[J].環境質量評價與監測，1995，（1）：32-33.

[4]周紅.GC/MS-衍生化法分析無機陰離子[J].理化檢驗（化學分冊），2003，（39）8：467-468.

[5]任清.衍生化-毛細管氣相色譜法同時測定飼料添加劑中富馬酸、乳酸和檸檬酸[J].分析化學，2002，（30）3：304-306.

[6]馬建華、李長立、李強等.GC-MS-相轉移衍生化法分析水相中亞硝酸根離子[J].化學分析計量，2009，（18）4：48-50.