手機掃碼訪問本站
微信咨詢
鄰苯二甲酸二甲酯(dimethylphthalate,DMP),化學式C10H10O4,屬于鄰苯二甲酸酯中的一種,能與多種纖維素樹脂、橡膠、乙烯基樹脂相溶,常作為增塑劑使用。DMP作為一種增塑劑,可與鄰苯二甲酸二乙酯配合用于制作醋酸纖維素薄膜、清漆、透明紙以及模塑粉,少量可用于制作硝基纖維素。DMP還可用作驅蚊油(原油)、聚氟乙烯涂料以及滴滴涕的溶劑。在化妝品中如頭發噴霧劑常添加DMP,可通過噴霧在頭發上形成柔性膜避免硬度。
鄰苯二甲酸二甲酯為無色透明油狀液體,沸點為283.7°C,能夠與乙醇、乙醚等一般有機溶劑混溶,稍有芳香味,不溶于水和石油醚。其對于多種樹脂有著較強的溶解力,具有良好的成膜性、粘著性以及防水性。較廣的液態溫度范圍,使其擁有較大的流動性和較小的揮發性和水溶性。作為一種增塑劑,通常與聚烯烴分子之間以氫鍵或范德華力相連接,隨著時間的推移,可由塑料產品緩慢釋放至外環境中,污染空氣、水、土壤、食物等。
鄰苯二甲酸二甲酯在體內代謝較為迅速,腎臟是主要的代謝器官,經腎臟內的生物轉化形成鄰苯二甲酸單甲酯(monomethylphthalate,MMP),經尿排出體外,未經過第二階段的轉化代謝,體內半衰期一般在24h內。經食道進入體內的DMP經腸酯酶及小腸中的細胞外酶催化水解進一步代謝。對于經皮膚、呼吸道進入體內的DMP,可在皮膚、肝臟、肺臟、血清及其它組織器官中進一步代謝。
1.不同介質中鄰苯二甲酸二甲酯的預處理
研究發現,在大氣、土壤、水、血液、尿液等不同介質中,DMP以μg/L水平廣泛存在,而基質中其它雜質對其測定及準確定量的干擾,使樣品預處理較為關鍵。國內外常采用固相萃取、液液萃取、索氏提取、基質固相分散法、整體式微萃取等方法。在固相萃取(SPE)活化、上樣、淋洗、洗脫等環節中,固相萃取柱選擇最為關鍵,需根據分析物進行選擇。總的來說,SPE溶劑用量較少,多組分定性準確,操作簡便,并通過超聲等輔助及不同吸附劑,萃取率不斷提高,實現低水平分析物快速濃縮萃取,但SPE柱較為昂貴。美國OSHA所制定的標準檢測方法中,采用液液萃取(LLE)法,利用OVS-Tenax采樣管,經甲醇對玻璃纖維濾膜、Tenax、泡沫塞解析,在這過程中因分析物溶解度或分配系數不同萃取劑的選擇最為重要。
目前國內外除常用的SPE、LLE及所衍生的萃取技術外。測定西安市室內環境中的PAEs時采用索氏提取,操作簡單,能夠根據極性進行多級選擇,能耗較少。測定蔬菜中DMP時采用基質固相分散法,將蔬菜打碎并與弗羅里硅土和石墨化炭黑(基質分散劑)研磨均勻,與無水硫酸鈉裝柱、裝實,加蓋濾紙壓實,以乙酸乙酯分四次淋洗、定容測定分析,適用于固相介質萃取濃縮。對于化妝品,采用整體式微萃取PMME,以聚(甲基丙烯酸-共-乙二醇二甲基丙烯酸)(MAA-EGDMA)整體式毛細管柱為萃取柱,經甲醇和Na2SO4活化處理后,Na2SO4和乙醇洗脫。在測定水中DMP時,采用固定化浮選有機微液滴法(LPME),1-十二烷醇作為萃取劑,其液滴經攪拌保留在頂部中心,經冰浴冷卻,取固化的微滴融化后立即測定,富集因子高,無溶劑殘留,線性范圍廣,方便快捷,與GC-MS相結合,可得到較小的LOD。對于瓶裝水,選擇攪拌棒吸附萃取SBSE,將涂有PDMS的攪拌棒浸入攪拌,經沖洗干燥,置于GC-MSMS測定分析,該方法操作簡單樣品污染少,將富集、萃取、純化相結合,適合水中多種痕量有機化合物的同時測定。而對于土壤,選擇微波輔助提取,將干燥研磨過篩的土壤經乙腈于MAE容器在微波樣品制備系統中提取,洗滌過濾器及殘留物,與提取物吹干后溶解待測,無需任何清潔和預濃縮,減少時間和溶劑消耗,成功應用于不同基質中同時提取測定。
2.DMP的檢測方法
國內外對于DMP的檢測常采用氣相色譜、氣相色譜質譜、液相色譜、高效液相色譜及超高液相色譜等,對于不同介質,因色譜柱種類及前處理措施不同,其檢測限、加標回收率、相對標準偏差以及精密度、準確度不同。
1.以固體水合硫酸鐵為催化劑,以苯酐和甲醇為原料,催化合成鄰苯二甲酸二甲酯。具體操作步驟如下:
(1)催化劑的制備
1)Fe2O3/SO42-超強酸的制備
用28%的氨水使FeCl3水解,沉淀的Fe(OH)3經充分水洗,無氯離子后在110℃下烘干,在250℃下焙燒3h,制得Fe2O3。用1mol/L的硫酸淋瀝Fe2O3,于110℃烘干,在600℃下焙燒3h左右,即制得Fe2O3/SO42-固體超強酸。
2)Fe2O3/S2O82-超強酸的制備
用28%的氨水使FeCl3水解,沉淀的Fe(OH)3經充分水洗,至無氯離子后在110℃下烘干,在250℃下焙燒3h,制得Fe2O3。用1mol/L的過二硫酸銨淋瀝Fe2O3,并于110℃烘干,在600℃下焙燒3h左右,即制得Fe2O3/S2O82-固體超強酸。
3)TiO2/SO42-超強酸的制備
取一定量的四氯化鈦溶液,快速用12%的稀氨水水解至溶液呈堿性,沉淀完全,靜置24h后進行抽濾,用蒸餾水洗滌沉淀至無氯離子,烘干后研磨成粉末,每克沉淀用15mL1mol/L硫酸溶液浸泡1h,抽濾,烘干,在馬弗爐內于600℃下焙燒3h,即制得TiO2/SO42-固體超強酸。
(2)鄰苯二甲酸二甲酯的合成
在裝有溫度計、分水器、冷凝管的三頸燒瓶中,按一定比例加入苯酐、甲醇及一定量的催化劑和沸石,攪拌并升溫至苯酐完全溶解,停止攪拌,升溫到溶液保持沸騰狀態,調節回流溫度。反應結束后,繼續升溫,蒸出剩余的甲醇(回收甲醇循環使用)。抽濾濾去催化劑及沸石,得到粗產品。粗產品用堿中和,再水洗,減壓蒸餾收集180~ 185℃/7. 3 kPa餾分,得到純凈的鄰苯二甲酸二甲酯。
圖1為鄰苯二甲酸二甲酯的合成原理
2.用D72型陽離子交換樹脂作為苯酐與甲醇反應合成鄰苯二甲酸二甲酯的催化劑,具體操作步驟如下:
樹脂使用前先用約5倍體積的鹽酸水溶液(w(HCl)= 6%~ 7%)浸約24 h,再用去離子水沖洗樹脂至pH值與所用去離子水pH值相同,然后在80℃條件下烘干[3].將苯酐、甲醇、樹脂按規定比例置于裝有攪拌器、溫度計、冷凝器、分液漏斗的四口燒瓶中攪拌、加熱,反應一定時間后取樣測酸值,符合要求后,停止加入甲醇,繼續加熱15 min,冷卻后濾出液體,用w(NaOH)= 3%~ 4%水溶液中和至pH= 7~ 8,靜置分層,減壓蒸餾,收集相應溫度下的餾分,即得產品.
鄰苯二甲酸二甲酯作為一種增塑劑,可與鄰苯二甲酸二乙酯配合用于制作醋酸纖維素薄膜、清漆、透明紙以及模塑粉,少量可用于制作硝基纖維素。鄰苯二甲酸二甲酯還可用作驅蚊油(原油)、聚氟乙烯涂料以及滴滴涕的溶劑。在化妝品中如頭發噴霧劑常添加DMP,可通過噴霧在頭發上形成柔性膜避免硬度。
DMP作為增塑劑,廣泛分布于大氣、土壤、水、食品、化妝品中,接觸人群較廣。通過HPLC-MS對上海市152對乳母嬰兒尿液中PAEs代謝物如MMP、鄰苯二甲酸單乙酯、鄰苯二甲酸單正丁酯等濃度測定,進行累計暴露風險評估,發現乳母尿液中MMP的檢出率達到100%,經肌酐校正后,濃度分布的中位數和幾何均數MMP排在第4位;而嬰兒尿液中MMP檢出率達到94.1%,經肌酐校正后MMP濃度明顯高于乳母水平。采用危害指數法HI進行風險評估,當HI≥1時該個體的累計暴露可能會造成健康危害。這152對乳母嬰兒DMP的HI<1,其個體累計暴露風險可被接受。
DMP一般可經皮膚、呼吸道、消化道進入體內,在體內經腎臟或腸酯酶及細胞外酶轉化為MMP等初級代謝產物。經呼吸道吸入的DMP可造成鼻黏膜刺激,同時作為環境類雌激素可介導內分泌干擾效應發生,影響生殖系統發育。
[1]張彪,鄒薇,李龍,張志虎.鄰苯二甲酸二甲酯測定方法研究進展[J].中國工業醫學雜志,2018,31(01):24-28.
[2]賈春蕊. 鄰苯二甲酸二甲酯可視化免疫分析方法建立[D].天津科技大學,2016.
[3]李家貴,朱萬仁,周洪靜.鄰苯二甲酸二甲酯的催化合成[J].應用化工,2006(02):122-124.
[4]陳劍波,孟巨光,陳文育.D72型樹脂催化合成鄰苯二甲酸二甲酯[J].鄭州輕工業學院學報,2003(03):27-28+31.