亚硝基是
亚硝酸分子中去掉
羟基后,剩下的一价
原子团,
结构式为R—N═O。
简介
亚硝基与烃基相连的化合物称为
亚硝基化合物(R—N═O)。
亚硝基化合物是一大类有机化合物,根据其化学结构,可分主要为两类:一类为亚硝胺,另一类为N-亚硝酰胺。基本结构如图1所示。此外,还有芳族亚硝基化合物、烷基亚硝基化合物等。
低分子质量的亚硝胺在常温下为黄色油状液体,高分子质量的为固体。二甲基亚硝胺可溶于水及有机溶剂,其他亚硝胺只能溶于有机溶剂。亚硝胺在通常条件下,不易水解、氧化、转亚甲基等,化学性质稳定。
N-亚硝酰胺的化学性质较活泼,在酸性条件下可分解为相应的酰胺和
亚硝酸或经重氮甲酸酯重排,放出氮和羟酸酯;在碱性条件下可快速分解为重氮烷。
亚硝胺和N-亚硝酰胺在紫外光照射下都可发生光分解反应。通过对300多种N-亚硝胺化合物的研究,已经证明约90%具有强致癌性,其中的N-亚硝酰按是终末致癌物。亚硝胺需要在体内活化后才能成为致癌物。
亚硝酸盐、
氮氧化物、胺和其他含氮物质,在适宜条件下经亚硝化作用易生成
N-亚硝基化合物,反应如图2所示。
亚硝基化合物的分类
N-亚硝基化合物种类很多,基本结构为═N—N═O,根据分子结构的不同,N-亚硝基化合物可分为N-亚硝胺和N-亚硝酰胺两大类,如图3和图4所示。
图3中R1和R2为烷基或环烷基,也可以是芳基或
杂环化合物。R1和R2相同者称为对称的亚硝胺,如二甲基亚硝胺;R1和R2不相同者称为不对称的亚硝胺,如甲基苯基亚硝胺。
亚硝胺性质稳定。不易水解,在中性和碱性环境中不易破坏,但在酸性溶液和紫外线作用下可缓慢分解。二甲基亚硝胺可溶于水及有机溶剂,而其他亚硝胺只能溶于
有机溶剂。
图4中R1和R2可以是烷基或芳基,R1也可以是NH2、NHR、NRRˊ,称为N-亚硝基脲或RO基团,即亚硝基
氨基甲酸酯。
亚硝酰胺的化学性质活泼,在酸性和碱性条件中均不稳定。在酸性条件下,分解为相应的酰胺和亚硝酸,在弱酸条件下主要经重氮甲酸酯重排,放出N2和羟酸酯;在碱性条件下亚硝酰胺可迅速分解为重氮烷。在紫外线作用下也可发生分解反应。
由于亚硝酰胺的化学性质极其活泼,因此在自然界中存在的
N-亚硝基化合物主要是
亚硝胺类。
N-亚硝基化合物的测定
食品中挥发性N-亚硝胶类化合物的测定可采用气相色谱质谱联用法(GB/T5009.26-2003参见二维码12-3)、气相色谱热能分析仪法(GB/T 5009.26- 2003 食品中N-亚硝胺类的测定第一法)及分光光度比色法。 介绍气相色谱-质谱联用法(GB/T 5009. 26- 2003食品中N-亚硝胺类的测定第二法)。
原理
试样中的N-亚硝胺类化合物经水蒸气蒸馏和有机溶剂
萃取后,浓缩至一定量,采用气相色谐-
质谱联用仪的高分辨峰匹配法进行确认和定量。
本方法(GB/T 5009,26- 2003 食品中N-亚硝胺类的测定第二法)适用于酒类、肉及肉制品、蔬菜、豆制品、调味品、茶叶等食品中N-亚硝基二甲胺、N-亚硝基二乙肢、
N-亚硝基二丙胺及N-亚硝基毗咯烷含量的测定。
主要试剂的配制
(1)N-亚硝胺标准溶液 用
二氯甲烷作溶剂,分别配制N-亚硝基二甲胺、
N-亚硝基二乙胺、N-亚硝基吡咯烷的标准溶液,使每毫升分别相当于0.5 mg N-亚硝胺。
(2)N-亚硝胺标准使用液在4个10 mL容量瓶中,加入适量二氯甲烷,用微量注射器各吸取100μL N-亚硝胺标准溶液,分别置于上述四个容量瓶中,用二氯甲烷稀释至刻度,此溶液每毫升分别相当于5 μg N-亚硝胺。
(3)耐火砖颗粒将耐火砖破碎,取直径为 1~2 mm的颗粒,分别用乙醇、二氯甲烷清后,在马弗炉中(400℃)灼烧1 h,作助
沸石使用。
主要操作步骤
1、水蒸气蒸馏
称取200g切碎(或绞碎,粉碎)后的试样,置于水蒸气蒸馏装置的蒸增瓶中(液体试样直接量取200 mL),加入100 mL水(液体试样不加水),摇匀。在蒸馏瓶中加入120 g氧化钠,充分播动,使
氧化钠溶解,将蒸馏瓶与水蒸气发生器及冷凝器连接好,并在锥形接收瓶中加入10 mL二氯甲烷及少量冰块,收集400 mL馏出液。
2、萃取纯化
在锥形接收瓶中加入80 g氧化钠和3 mL的硫酸(1+3),搅拌使氯化钠完全溶解。然后转移到500 mL分液漏斗中,振荡5 min,静置分层。将
二氯甲烷层分至另一锥形瓶中,再用120 mL二氯甲烷分三次提取水层,合并四次提取液,总体积为160 mL。
对于含有较高浓度乙醇的试样,如蒸馏酒、配制酒等,应用50 ml氢氧化钠溶液(120 g/L)洗有机层两次,以除去乙醇的干扰。
3、浓缩
将有机层用10 g无水硫酸钠脱水后,转移至K-D浓缩器中,加入一粒耐火砖颗粒,于50℃水浴上浓缩至1 mL备用
4、色谱条件
气化室温度:190℃。色谱柱温度
N-亚硝基二甲胺、
N-亚硝基二乙胺、
N-亚硝基二丙胺、N-亚硝基吡咯烷分别为130,145,130,160℃。色谱柱:内径1.8~3.0 mm,长2 m的玻璃柱,内装涂以质量分数为15%的PEG20M固定液和
氢氧化钾溶液(10 g/L)的80~100目Chromosorb WA WDWCS。载气:氦气,流速为40 mL/min。
5、质谱仪条件
分辨率:≥7000;离子化电压:70 V;离子化电流:300 μA;离子源温度:180℃;离子源真空度:1.33×10-4Pa;界面温度:180℃。
6、测定
采用电子轰击源高分辨峰匹配法,用全氟煤油(PFK)的碎片离子(它们的质荷比为68.995 27,99.993 6,130.992 0,99.993 6)分别监视
N-亚硝基二甲胺、
N-亚硝基二乙胺、
N-亚硝基二丙胺及N-亚硝基吡咯烷的分子,离子(它们的质荷比为74.0480,102.079 3,130.1106,100.063 0),结合它们的保留时间来定性,以
示波器上该分子、离子的峰高来定量.
计算公式
X =h1/h2×c×V/m×1 000
式中,X为试样中某一N-亚硝胺化合物的含量,μg/kg或μg/L;h1为浓缩液中该
N-亚硝基化合物的峰高,mm;h2为标准使用液中该N-亚硝基化合物的峰高,mm;c为标准使用液中该N-亚硝基化合物的浓度,μg/mL;V为试样浓缩液的体积,mL;m为试样质量或体积,g或mL。