王世平，牛靜靜，杜亞珍

（新鄉(xiāng)市瑞豐新材料股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

磷酸三甲苯酯是一類重要的潤(rùn)滑油添加劑[1-2]，具有優(yōu)異的抗磨性、熱安定性和阻燃性，被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)油、航空潤(rùn)滑油、齒輪油以及抗磨液壓油中. 磷酸三甲苯酯的工業(yè)生產(chǎn)通常是以混合甲酚和三氯氧磷為主要原料合成[3-7]. 3種磷酸三甲苯酯的同分異構(gòu)體[8-9]均具有一定的毒性[10-14]，其中由鄰甲酚得到的磷酸三甲苯酯的生理毒性[15]最大，長(zhǎng)時(shí)間大量接觸會(huì)引起外圍及中樞神經(jīng)[16]的功能紊亂，誘發(fā)遲發(fā)性周圍神經(jīng)病[17-18]，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致死亡. 而磷酸三甲苯酯中殘留的甲酚（鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚）不易降解，污染地下水系統(tǒng)，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的威脅. 游離甲酚含量高會(huì)使磷酸三甲苯酯的顏色加深，酸值增加，同時(shí)會(huì)降低其熱穩(wěn)定性，而且在后處理過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的“三廢”. 因此準(zhǔn)確快速測(cè)定磷酸三甲苯酯中游離甲酚的含量尤為重要.

目前在對(duì)磷酸三甲苯酯的質(zhì)量研究中，主要采用HG/T 2689—2005中規(guī)定的方法[19]測(cè)定游離酚的含量. 該方法存在操作步驟繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)（平均每個(gè)樣品檢測(cè)時(shí)間至少為60 min以上），且影響結(jié)果準(zhǔn)確度的因素較多（比如標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的準(zhǔn)確性，滴定終點(diǎn)判定）等不足. 高效液相色譜法[20-22]主要測(cè)定磷酸酯的含量，但針對(duì)樣品中游離酚的測(cè)定還未見(jiàn)報(bào)道. 本文采用高效液相色譜法測(cè)定磷酸三甲苯酯中游離甲酚的含量，樣品直接采用甲醇溶解，C18色譜柱分離甲酚，利用外標(biāo)法對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè). 高效液相色譜法可以充分發(fā)揮其檢測(cè)速度快（十幾分鐘即可完成）、自動(dòng)化操作、重復(fù)性好、分析準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，為磷酸三甲苯酯的質(zhì)量控制提供更快捷的技術(shù)支持.

1 試驗(yàn)部分

1. 1 儀器和試劑

Agilent公司1 260型高效液相色譜儀（帶紫外檢測(cè)器），OpenLab CDS工作站，Agilent自動(dòng)進(jìn)樣器，色譜柱：ShimNex CS C18 (250 mm×4.6 mm×5 μm)，十萬(wàn)分之一電子天平.

甲醇（色譜級(jí)，福晨化學(xué)試劑有限公司），鄰甲酚（純度98%）、間甲酚（純度99%）、對(duì)甲酚（純度98%）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均由阿拉丁試劑提供，磷酸三甲苯酯（工業(yè)級(jí)，惠華科技有限公司），娃哈哈純凈水，容量瓶，巴氏吸管，移液管，濾膜（0.22 μm）.

1. 2 鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分別置于100 mL容量瓶中，采用甲醇溶解并定容，搖勻，得到鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚3種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，其質(zhì)量濃度分別是0.149、0.142、0.126 mg/mL. 分別吸取3種標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.00、5.00、10.00、15.00 mL于25 mL容量瓶中，采用甲醇定容，配制成鄰甲酚、間甲酚以及對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，使用0.22 μm濾膜過(guò)濾，備用.

1. 3 色譜條件

色譜柱為C18色譜柱（250 mm×4.6 mm×5 μm），流動(dòng)相采用甲醇∶水（體積比為8∶2），流速為1.0 mL/min，紫外檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm，柱溫為35 ℃，采用等度洗脫的方式，外標(biāo)法定量，進(jìn)樣量為10 μL.

1. 4 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的磷酸三甲苯酯于25 mL容量瓶，采用甲醇溶解并定容，0.22 μm濾膜過(guò)濾到色譜瓶中，按1. 3節(jié)色譜條件進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與討論

2. 1 最大吸收波長(zhǎng)的選擇

采用液相色譜紫外檢測(cè)器對(duì)鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行紫外掃描，掃描范圍200~350 nm，得到紫外掃描譜圖，根據(jù)吸收峰的強(qiáng)度大小來(lái)確定鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚最大吸收波長(zhǎng)為280 nm.

2. 2 柱溫的選擇

分別選擇柱溫為30、35、40 ℃時(shí)，對(duì)磷酸三甲苯酯和甲酚同分異構(gòu)體分離的影響. 試驗(yàn)結(jié)果表明，柱溫每變化5 ℃時(shí)，各組分的保留時(shí)間和峰面積幾乎沒(méi)有變化，在30~40 ℃范圍內(nèi)，柱溫對(duì)各組分的分離沒(méi)有顯著影響. 因此選擇柱溫為35 ℃.

2. 3 流動(dòng)相的選擇

考察了甲醇、甲醇∶水（體積比分別為9∶1、8∶2、7∶3） 4種不同配比的流動(dòng)相體系. 結(jié)果表明，當(dāng)流動(dòng)相為甲醇或甲醇∶水（體積比為9∶1）時(shí)，目標(biāo)物游離酚以及磷酸三甲苯酯（包括同分異構(gòu)體）的分離效果不理想. 當(dāng)流動(dòng)相為甲醇∶水（體積比為7∶3）時(shí)，雖然磷酸三甲苯酯中各組分能夠分離，但是出峰時(shí)間較長(zhǎng)，且柱壓相對(duì)較高，對(duì)柱填料的破壞較大. 選用流動(dòng)相甲醇∶水（體積比為8∶2）時(shí)，結(jié)合各組分保留時(shí)間、分離效果和柱壓等因素，認(rèn)為此流動(dòng)相配比能夠使磷酸三甲苯酯中各組分達(dá)到較為理想的分離效果，如圖1所示.

圖1 不同配比的流動(dòng)相條件下待測(cè)試樣的HPLC譜圖（a）流動(dòng)相為甲醇，（b）流動(dòng)相為甲醇∶水（體積比為9∶1），（c）流動(dòng)相為甲醇∶水（體積比為8∶2），（d）流動(dòng)相為甲醇∶水（體積比為7∶3）Fig. 1 HPLC chromatograms of tested samples under four mobile phases of different ratios

2. 4 目標(biāo)物游離酚的定性分析

根據(jù)甲酚的結(jié)構(gòu)可知，甲酚包含鄰甲酚、間甲酚以及對(duì)甲酚. 測(cè)定磷酸三甲苯酯中游離酚含量是指這3種甲酚的混合含量. 因此在最佳色譜條件下分析鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚，并得到HPLC譜圖，可以定性分析游離酚，結(jié)果如圖2所示. 由圖2可知，保留時(shí)間為3.61、3.75、4.15 min左右的色譜峰依次是對(duì)甲酚、間甲酚和鄰甲酚.

圖2 鄰、間、對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液HPLC譜圖（a）對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，（b）間甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，（c）鄰甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液（1）對(duì)甲酚，（2）間甲酚，（3）鄰甲酚Fig. 2 HPLC chromatograms of o-cresol, m-cresol and pcresol standard solutions

2. 5 線性關(guān)系和檢出限

按試驗(yàn)方法分別對(duì)鄰甲酚、間甲酚及對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行色譜分析，重復(fù)進(jìn)樣3次，測(cè)得相應(yīng)的峰面積，并求出峰面積的平均值. 通過(guò)對(duì)鄰甲酚、間甲酚及對(duì)甲酚溶液的質(zhì)量濃度（x）和對(duì)應(yīng)峰面積（y）進(jìn)行擬合，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合各自的線性回歸方程. 以3倍信噪比計(jì)算檢出限， 結(jié)果如表1所列. 由表1可見(jiàn)，鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚在各自的線性范圍內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)R2均大于0.995.

表1 鄰甲酚、間甲酚、對(duì)甲酚的線性關(guān)系、線性范圍和檢出限Table 1 Linear relationship, linear range and detection limit of o-cresol, m-cresol and p-cresol

2. 6 重復(fù)性

取3個(gè)不同批次的磷酸三甲苯酯，每個(gè)批次的樣品準(zhǔn)確稱取2份，按1. 4項(xiàng)對(duì)樣品進(jìn)行前處理，并按照1. 3項(xiàng)的色譜條件進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)峰面積外標(biāo)法計(jì)算游離酚質(zhì)量分?jǐn)?shù). 結(jié)果顯示樣品I中的游離酚平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.068 8%，重復(fù)性為1.02%. 樣品II中的游離酚平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.180 2%，重復(fù)性為2.55%. 樣品III中的游離酚平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.073 6%，重復(fù)性為2.17%，結(jié)果如表2所列、圖3所示. 由此可知，同一樣品兩次試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性在1.02%~2.55%之間，重復(fù)性均比較好.

圖3 間甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品2 HPLC譜圖（a）間甲酚標(biāo)準(zhǔn)溶液，（b）樣品2，（1）間甲酚Fig. 3 HPLC chromatograms of m-cresol standardsolution and sample 2

表2 樣品分析結(jié)果Table 2 Results of sample analysis

2. 7 可靠性

通過(guò)加標(biāo)回收率來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)方法的可靠性. 在不含甲酚的樣品中分別添加一定量的鄰甲酚、間甲酚以及對(duì)甲酚標(biāo)準(zhǔn)樣品，采用上述分析條件對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，分別計(jì)算出各自的回收率，結(jié)果如表3所列. 由表3可見(jiàn)，樣品的加標(biāo)回收率均在95.9%~98.9%之間，由此說(shuō)明方法的準(zhǔn)確度比較好.

表3 加標(biāo)回收率Table 3 Experimental results of spiked recovery

3 結(jié)論

本文采用高效液相色譜法測(cè)定磷酸三甲苯酯中游離甲酚的峰面積，很好地對(duì)游離酚進(jìn)行了定性分析，并建立了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)曲線. 方法簡(jiǎn)便、快捷而且準(zhǔn)確，通過(guò)色譜加載方法定量分析，可以得出磷酸三甲苯酯中游離酚的質(zhì)量濃度，從而計(jì)算出游離酚的含量. 利用此方法能有效地監(jiān)控游離酚含量，對(duì)把控產(chǎn)品磷酸三甲苯酯的質(zhì)量提供技術(shù)支持.