陳鴻申,肖 飛,王 睿,張明生 *
(1.貴州大學 生命科學學院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省分析測試研究院, 貴州 貴陽 550002)
鄰氨基苯酚(o-Aminophenol),化學名為2-氨基苯酚,溶于水、乙醚或酒精,微溶于苯。純品是白色針狀結晶,久置時轉變成棕色或黑色。鄰氨基苯酚是一種重要的化工中間體,廣泛應用于染料、醫藥、印刷業以及生物領域[1]。近年來人們利用鄰氨基苯酚作為脂肪酸的化學修飾試劑分析脂肪酸[2],由鄰氨基苯酚與羰基化合物制成的Schiff堿及其某些金屬配合物在催化行為、磁學性質和酶模擬等方面也有著重要作用[3],此外,鄰氨基苯酚還作為有機和染料中間體,用于生產酸性媒介藍R、硫化黃棕、熒光增白劑EBF等,是金、銀的檢定試劑[4]。
近年來,鄰氨基苯酚在有機合成和分析試劑中的大量應用[5-7],產生了可能會損害人體健康的苯酚、間甲酚等化合物[8-12],尤其是人們將其使用后,直接排入水體,造成了嚴重的環境污染,因此,及時監測水生環境中的鄰氨基苯酚至關重要。
目前雖有鄰氨基苯酚檢測方法的報道,但實際操作起來較為繁瑣,且檢出限有時達不到檢測要求[13-18]。因此,本研究建立了曝氣水中鄰氨基苯酚的高效液相色譜檢測方法,以期為環境中鄰氨基苯酚的檢測分析提供參考。
1.1.1儀器 Waterse2695/2998高效液相色譜儀(美國Waters公司);移液槍(GILSON,法國);Al204電子天平;溫度調節裝置。
1.1.2試劑 鄰氨基苯酚標準品(純度為100%)由環境保護部固體廢物與化學品管理技術中心提供;乙腈(優級純)購置于美國Fisher Scientific公司;純凈水(屈臣氏)集團(香港)有限公司。
1.2.1標準溶液的配置 準確稱取樣品0.0100 g鄰氨基苯酚標準品于100 mL容量瓶中,用曝氣自來水超聲溶解并定容,配制成濃度為100 μg/mL的受試物儲備液。再逐級稀釋成所需系列的標準工作溶液,-20℃避光保存備用。
1.2.2定量分析及計算 定量分析方法:建立外標曲線,通過比較樣品溶液中組分峰面積,在標準曲線上直接讀出樣品溶液中的濃度。
樣品定量計算:采用外標法對鄰氨基苯酚進行定量計算,工作曲線公式為:y=ax+b,其中y表示色譜峰響應的峰面積,單位為微伏·秒。x表示樣品濃度,單位為mg/L。a為工作曲線的斜率,單位為(微伏·秒M·s)/(mg/L)。b為工作曲線的截距,單位為微伏·秒。
高效液相色譜柱:Thermo Hypersil GOLD, Dim(mm):250×4.6, 5 μm, part No. 25005-254630;柱溫:25℃;流速:1.0 mL/min;進樣量:10 μL;流動相A為純水,流動相B為乙腈(A∶B = 48%∶52%);檢測器:PDA,234 nm;運行時間5.5 min。
將1.2.1中的儲備液用曝氣自來水稀釋成濃度為0.2、0.5、1.0、2.0、5.0和10.0 μg/mL的系列受試物溶液,然后分別取1.5 mL所配制的受試物溶液,按1.3的儀器操作條件上機測定。繪制校正曲線(圖1),得出線性回歸方程y = 30535 x - 1708.8,R2= 0.9997。分析結果見表1,校正曲線見圖1,圖譜見圖2、圖3。

表1 鄰氨基苯酚濃度與對應峰面積Tab.1 Concentration and the corresponding peak area of o-aminophenol

圖1 鄰氨基苯酚的校正曲線Fig. 1 Calibration curve of o-aminophenol

圖2 鄰氨基苯酚標準曲線典型圖譜Fig.2 Typical chromatogram of o-aminophenol

圖3 鄰氨基苯酚空白典型圖譜Fig.3 Typical chromatogram of blank test
選濃度為1.0 μg/mL的鄰氨基苯酚溶液用于方法重復性試驗,由表2可知,6次重復分析,鄰氨基苯酚的峰面積RSDArea=0.36%,滿足定性分析和定量分析的要求。
按1.2.1中標準溶液的配置方法,準確稱取樣品0.0100 g鄰氨基苯酚標準品于100 mL容量瓶中,配制成濃度為100 mg/L的樣品儲備液。將該樣品儲備液稀釋100倍后,用于準確度分析。由表3可知,5次平行分析,單次測定值與5次測定的平均值偏差在0.06%~1.7%范圍內,準確度能夠滿足試驗要求。

表2 鄰氨基苯酚重復性分析結果Tab.2 The results of repetitives of o-aminophenol

表3 鄰氨基苯酚的準確度分析結果Tab.3 The results of accuracy of o-aminophenol
通過基質加標的方法,在相同的基質中分別加入不同含量的樣品,混勻后用于回收率試驗,比較其實測濃度與理論濃度的差別,即回收率。5次不同濃度的回收率分析結果在98.0%~104.8%范圍內,滿足試驗要求(表4)。

表4 鄰氨基苯酚的回收率試驗分析結果Tab.4 The results of recovery rate of o-aminophenol
選取濃度為0.90 mg/L和1.8 mg/L的受試物溶液用于穩定性測定,分別于0 h、6 h、12 h和24 h取樣分析。分析結果顯示,該樣品在12 h內能夠在曝氣自來水中保持穩定,即實時濃度保持在原濃度的80%以上(表5)。

表5 鄰氨基苯酚的穩定性分析結果Tab. 5 The results of stability of o-aminophenol
注:表5中C0表示0 h時的樣品濃度,Cn表示在其他時間的樣品濃度。
選取0.2 mg/L的樣品工作液用于檢出限和定量限試驗,平行分析6次,由S/N計算出LOD和LOQ。6次分析平均結果,鄰氨基苯酚的LOD為0.08 mg/L,LOQ為0.27 mg/L(表6)。
鄰氨基苯酚作為酚類化合物,是一種重要的化工中間體,廣泛應用于染料、醫藥、印刷業以及生物領域,同時在有機合成和分析試劑中也有大量應用,該過程會產生大量的酚類化合物,如苯酚、間甲酚等可損害人體健康的化合物,給環境造成嚴重的污染,因此,對暴露于環境中的鄰氨基苯酚進行監測極其重要。芳香胺類的定量分析一般可采用重氮化方法,用重氮化方法測定芳香胺類的純度,得到的結果是總胺量,因此正確性較差。高效液相色譜是一種高效能分析技術,由于不受樣品揮發性和熱不穩定性的限制,因而適合于分析高沸點、熱不穩定及強極性化合物[14]。

表6 鄰氨基苯酚的檢出限和定量限分析結果Tab.6 The results of detection limit and the quantitative of o-aminophenol
本研究改進了已報道的HPLC方法,從線性范圍、重復性、準確度、加標回收率、檢出限和定量限等進行方法驗證。試驗結果表明在波長234 nm、流速1.0 mL/min 、柱溫為25℃操作條件下,鄰氨基苯酚在0.2~10.0 μg/mL曝氣生態水中呈現良好的線性關系,即y = 30535 x - 1708.8,R2= 0.9997。此外,重復性(峰面積RSDArea=0.36%)、準確度(0.06%~1.7%)、加標回收率(98.0%~104.8%)、檢出限和定量性(LOD=0.08mg/L、LOQ=0.27 mg/L)等試驗結果均能滿足鄰氨基苯酚的定性分析和定量分析。本方法具有重復性好,檢出限低、出峰時間快,分離特性好等優點,可為環境中鄰氨基苯酚的分析檢測提供參考。
參 考 文 獻:
[1] Choudhary V R, Sane M G. Slurry-phase hydrogenation of o-nitrophenol on Raney Nickelaged al different conditions[J].IndianchemZng, 1986, 28(3): 5058.
[2] 鄒耀洪.海帶脂肪酸鄰氨基苯酚化學修飾氣相色譜: 質譜分析[J]. 食品科學, 2005, 26(9): 411-414.
[3] 郝允玲,姚 莉,張 武,等. 鄰氨基苯酚Schiff堿多核配合物的合成與表征[J]. 化學研究, 2006, 17(3): 16 - 18.
[4] 章思規.實用精細化學品手冊: 有機卷(上)[M]. 化學工業出版社, 1996: 175.
[5] 崔節虎, 李德亮, 張 凌. 磷酸三丁酯絡合萃取鄰氨基苯酚及工業廢水預處理研究[J]. 環境污染與防治, 2006(04): 294-297.
[6] 趙國清, 邱 俊. ZrOCl2·8H2O/H-ZSM-20催化鄰氨基苯酚與原乙酸三乙酯合成2-甲基苯并噁唑[J]. 精細石油化工, 2015, 32(2): 54-57.
[7] 高全昌, 陳拴虎, 石進超. 電解法合成鄰氨基苯酚[J]. 化學試劑, 1995(06): 365-366,386.
[8] Raiford L C, Inman G O. Benzoxazolone Formation in the Attempt to Prepare Certain Mixed Diacyl Derivatives of o-Aminophenol[J].PhysiologiaPlantarum, 2002, 56(7): 1586-1590.
[9] 戴 欣,常 靜,李濟彤,等. 5種酚類物質對中國白羽鵪鶉和中華蜜蜂的急性毒性[J]. 生態毒理學報, 2015, 10(6): 281-286.
[10] 梁 琍,王艷艷,姚俊杰,等. 間甲酚對建鯉幼魚的急性毒性[J]. 貴州農業科學, 2012, 40(12):154-156.
[11] 楊敬輝,張松林,劉在平. 低劑量間甲酚暴露對斑馬魚仔魚的急性毒性[J]. 環境與健康雜志, 2012, 29(1): 75-77.
[12] 劉在平,張松林,楊敬輝,等. 間甲酚對斑馬魚胚胎的影響[J]. 環境科技, 2011, 24(2):1-3.
[13] 王雪梅,王守蘭. 鄰氨基苯酚氣相色譜定量分析方法[J]. 染料與染色, 1986(4):35+63.
[14] 李陽陽,王莉明,文若穎. 高效液相色譜法測定對氨基苯酚[J]. 遼寧化工, 2002, 31(8): 360-361.
[15] 吳清盛,李 燕. 反相高效液相色譜法測定鄰氨基苯酚[J]. 化工生產與技術, 2005, 12(1): 45-46.
[16] 栗彧君,郭 磊,殷 躍,等. 電還原鄰硝基苯酚合成鄰氨基苯酚的高效液相色譜分析法[J]. 化學試劑, 2017, 39(10): 1075-1079.
[17] 祝偉霞,王彩娟,楊冀州,等. 高效液相色譜法同時測定染發劑中11種氨基苯酚[J]. 色譜, 2012, 30(9): 870-875.
[18] Badea I A, Axinte L, Vladescu L. Monitoring of aminophenol isomers in surface water samples using a new HPLC method[J].EnvironmentalMonitoring&Assessment, 2013, 185(3): 2367-75.