亚硝基

亚硝酸分子去掉羟基后的原子团

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。

性质:亚硝酸HO—NO分子中除去一个羟基—OH后残余的一价原子团—NO,亚硝基的氮原子与烃基的碳原子连接时形成 亚硝基化合物 R—NO。例如 亚硝基苯 C6 H5 NO。

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,可分为两类:一类为 亚硝胺 ,另一类为N-亚硝 胺。基本结构如图所示。

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。 N-亚硝基二甲胺 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 CH2 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 重排,放出氮和羟酸酯;在碱性条件下可快速分解为重氮 。

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- 亚硝酰胺 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 ,反应如图所示。

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1和图2所示。

图1中R和R为 烷基 或环烷基,也可以是 芳基 或 杂环化合物 。R和R相同者称为对称的 亚硝胺 ,如 N-亚硝基二甲胺 ;R和R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2中R和R可以是烷基或芳基,R也可以是NH、NHR、NRRˊ,称为N-亚硝基 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N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。

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。

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 四氢吡咯 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。

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 瓶中加人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人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 (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 聚乙二醇 20M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:1.33×10Pa;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 四氢吡咯 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 =h/h×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;h为浓缩液中该N- 亚硝基化合物 的峰高,mm;h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。