[发明专利]一种新型消毒副产物三溴代-羟基-环戊烯-二酮的制备和结构鉴定方法

说明书

技术领域

本发明涉及水样中新型消毒副产物的制备和结构鉴定方法，尤其涉及缺乏商业标准品的 新型消毒副产物的制备和结构鉴定方法。

背景技术

近30年来，文献中所报道的饮用水消毒副产物约有600—700种，然而，它们中仅有小 部分被列入常规监测中。毒理学研究显示，这些常规消毒副产物并不能完全解释由消耗饮用 水(氯消毒)而产生的毒性效应。在用氯消毒的饮用水中，未知的卤代消毒副产物中占总卤 代消毒副产物的近50％(这一比例在用其他消毒剂消毒的饮用水中更高)，因此，对饮用水 中新型消毒副产物的探索就尤为重要。

最近的研究显示，环状结构的卤代消毒副产物(卤代吡咯、卤代苯醌、卤代羟基苯甲醛、 卤代羟基苯甲酸和卤代苯酚)比链状卤代消毒副产物更高的细胞毒性、基因毒性、发育毒性 和生长抑制。目前，在饮用水中检测到了一种含量较高的新型消毒副产物，且被推测是三溴 代糠酸或三溴代-5-羟基-4-环戊烯-1,3-二酮。这个新型消毒副产物显示出了很高的反应活性， 在余氯存在的情况下，它可以被降解为三卤甲烷和卤代酸类消毒副产物。由于它的潜在毒性， 需要引起人们的广泛关注。然而，由于缺乏商业标准品，该新型消毒副产物的结构还需要进 一步的探索。

超高效液相色谱/电喷雾电离三重四极杆质谱目前被广泛用于检测饮用水中新型极性消毒 副产物。通过高分辨质谱可以得到新型消毒副产物的分子式，对物质的结构推测有很大的帮 助。由于许多新型消毒副产物缺乏商业标准品，所以它们需要在实验室合成、制备分离，得 到足够的标准品进行结构鉴定。因此，通过高效液相色谱/紫外收集制备系统，可以选择性的 从混合物中分离出所需的标准品。

发明内容

本发明所解决的技术问题是为缺乏商业标准品的新型消毒副产物提供了一种全新且有效 的制备和结构鉴定方法。

上述新型消毒副产物三溴代-羟基-环戊烯-二酮的制备和结构鉴定方法，包括以下步骤：

1)配制模拟饮用水样；

2)对模拟饮用水样进行预处理；

3)将预处理后的模拟饮用水样通过超高效液相色谱/电喷雾电离三重四极杆质谱全扫描、 多反应监测、子离子扫描分析，检测模拟饮用水中的新型消毒副产物并推测其结构；

4)将预处理后的模拟饮用水样通过高分辨质谱全扫描分析，得到新型消毒副产物的分子 式；

5)根据所推测的饮用水新型消毒副产物的结构，通过前体物质和溴反应合成标准品，并 且优化反应合成条件(选择前体物质和优化反应比例等)，合成标准品的反应溶液的预处理 过程重复步骤2)；

6)将5)中预处理过后的反应溶液通过超高效液相色谱/二极管阵列分析，得到了该新型 消毒副产物的最大紫外吸收波长；

7)采用高效液相色谱/紫外收集制备系统，收集足量的该新型消毒副产物，并通过超高效 液相色谱/电喷雾电离三重四极杆质谱全扫描来检测其纯度；

8)收集后的组分经冻干后得该新型消毒副产物的标准品；

9)所得的标准品经过傅里叶红外光谱分析，可得该新型消毒副产物的结构是三溴代-羟基 -环戊烯-二酮。

步骤1)中模拟饮用水样的配制过程如下：在1L超纯水中加入3mg/L(以C计)萨旺 尼河天然有机物(2R101N，国际腐殖质协会)、90mg/L(以CaCO₃计)NaHCO₃和0.4mg/L (以Br计)KBr配制成模拟水源水样。该模拟水源水样在室温20℃下用5mg/L(以Cl₂计) NH₂Cl消毒5d，其所含余氯胺用Na₂SO₃淬灭后得到模拟饮用水样。

步骤2)中饮用水样预处理的过程为：1L的饮用水样用H₂SO₄将pH调到0.5，对于每升 酸化过的样品加入100gNa₂SO₄使其饱和，然后再加入100mL甲基叔丁基醚萃取，将上层 有机层转移到旋转蒸发仪中并且减压浓缩至0.5mL，再加入10mL的乙腈旋转蒸发至0.5mL， 将样品用超纯水稀释至1mL，并用0.45μm的膜过滤。