作为在造纸、杀菌消毒、生物工业和油田水处理等多个领域被广泛应用的化学品,戊二醛的价格居高不下。受利润的驱使,有厂家或经销商向戊二醛产品中掺入甲醛(价格约戊二醛的1/16)、乙二醛(价格约戊二醛的1/4)。
戊二醛含量的测定通常参照中国药典或消毒技术规范,多采用盐酸羟胺-酸滴定法。这种滴定方法基于羰基的化学特性进行测定,如果样品中存在其他醛类,也会被视为戊二醛。例如1克/升的甲醛含量和1克/升的乙二醛含量分别相当于1.67克/升和1.72克/升的戊二醛含量。由此,测出的含量会高于样品中戊二醛的实际含量。针对这种情况,陶氏化学微生物控制技术中心研究了多种不同的方法,用于定性鉴别及定量检测含有甲醛、乙二醛或其他醛类的戊二醛。
1. 戊二醛中甲醛的定性检测:采用乙酰丙酮分光光度法定性检测戊二醛中是否含有甲醛。该方法基于甲醛与Nash’s试剂的选择性反应,生成黄色的2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-1,4二氢吡啶。该方法能够分辨甲醛含量超过1%的戊二醛类产品。
取15.0克醋酸铵、0.300毫升冰醋酸以及0.200毫升乙酰丙酮,用超纯水溶解定容至100毫升。按1∶10000 的比例,用超纯水定量稀释50%的戊二醛产品,定量移取1.00毫升样品溶液,加入0.50毫升Nash试剂,混匀后,100℃加热反应5分钟。冷却至室温后,与标准甲醛及空白对照相比较。如图1所示。与空白及陶氏戊二醛样品对比,含有甲醛的产品反应后呈显著的黄色。
2. 气相色谱法:气相色谱法可以用来选择性测定产品中戊二醛的含量。按照1∶100的稀释比例,稀释定容标准戊二醛溶液和样品溶液,同时进样标准溶液和样品溶液,按照峰面积计算样品中戊二醛的含量。本方法可以准确测定产品中戊二醛的真实含量,即使产品中掺入了其他醛类,对测定结果也没有影响。
常用的色谱条件:色谱柱:安捷伦DB-5毛细柱,30m×0.53mm×1.5μm;载气:氦气,3mL/min;进样口:150℃,2μL进样量,分流比30∶1;升温程序:起始温度60℃,恒温2分钟;升温速率15℃/min至230℃,恒温2min;氢离子火焰检测器:250℃,氢气40mL/min,空气400mL/min,尾吹气30mL/min。得到的气相色谱图如图2所示。
3. 高效液相色谱-DNPH柱前衍生法:之前的两种方法能够分辨出掺有甲醛的戊二醛产品,但并不能够测定出掺入的甲醛、乙二醛等的含量。由于甲醛、乙二醛等难于直接检测,多采用衍生法检测其含量。掺入的其他醛类含量较高时,可采用高效液相色谱-DNPH柱前衍生法。该方法基于醛类和2,4-二硝基苯肼反应生成腙类化合物后,而后经由高效液相色谱分离检测。
取0.25克2,4-二硝基苯肼和0.750毫升85% 磷酸,用乙腈溶解定容至50毫升。按1∶5000 的比例,用乙腈定量稀释50%的戊二醛产品,定量移取2.00毫样品溶液,加入0.80毫升2,4-二硝基苯肼溶液,混匀后,室温下反应1小时后,进样分析,按照峰面积计算样品中甲醛的含量。色谱条件:色谱柱:安捷伦XDB-C18色谱柱,150mm× 4.6mm×5μm,室温;流动相:75水/25乙腈,1.5mL/min;进样量:10μL;检测波长:365nm。甲醛含量较高的戊二醛样品的高效液相色谱分析如图3所示。
4. 高效液相色谱-柱后衍生法:当戊二醛中甲醛或其他醛类含量很低时,柱前衍生法无法分析其含量。这种情况下,需要选择柱后衍生法。其原理是,样品中的甲醛或其他醛类经高效液相色谱分离,与衍生化试剂反应后再加以检测。使用该方法,戊二醛中甲醛含量低于7.5ppm时无法检出。
按1∶100的稀释比例,定量稀释戊二醛样品后,直接进样分析,衍生试剂采用Nash试剂。按照峰面积计算甲醛的含量。色谱条件为:色谱柱:Phenomenex Hypersil C1色谱柱,150mm×4.6mm×5μm,室温;流动相:超纯水,0.45mL/min;进样量:10μL;柱后衍生条件:95℃,Nash衍生试剂0.35mL/min;检测波长:410nm。在该条件下分析检测陶氏戊二醛样品,未检出甲醛。参见图4。