Методические указания по определению ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ в воде, почве, растительном материале методом тонкослойной хроматографии
(утв. Минздравом СССР 08.07.1989 № 5033-89)
8 июля 1989 г. № 5033-89
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ В ВОДЕ, ПОЧВЕ, РАСТИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛЕ МЕТОДОМ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ <*>
<*> Разработаны Ю.А. Бунятяном, М.С. Петросян (Филиал ВНИИГИНТОКС).
Препараты ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ рекомендуются для применения в сельском хозяйстве в качестве ингибиторов нитрификации азотных удобрений на посевах риса, пшеницы, овощей, хлопчатника.
Краткая характеристика препаратов. ГМП - N-гидрокси-3(5)-метилпиразол. Брутто-формула C H N O. Молекулярная масса 112. Химически чистое
5 8 2
соединение - бледно-желтый порошок со слабым запахом метилпиразола, т. пл. 72 - 76 °C. Хорошо растворим в хлороформе, ацетоне, воде. ГМП - среднетоксичное соединение. Для крыс ЛД составляет 1650 мг/кг.
50
ТМДИ - тетраметилендикарбамоил-N-бис-3(5)-метилпиразол. Брутто-формула C H N O . Молекулярная масса 300. Химически чистое соединение -
14 22 6 2
бледно-желтый порошок со слабым запахом метилпиразола. Хорошо растворим в ацетоне, хлороформе, диметилформамиде, толуоле, при нагревании - в изопропиловом спирте, гексане, перекристаллизовывается из гексана. В воде нерастворим, устойчив при температуре разгонки, практически нелетуч. Возможно проявление двух изомерных форм 3(5)-метилпиразола. ТМДИ - малотоксичное соединение. Для крыс ЛД составляет 4600 мг/кг.
50
ГМДИ - гексаметилендикарбамоил-N-бис-3(5)-метилпиразол. Брутто-формула C H N O . Молекулярная масса 332. Химически чистое соединение -
16 24 6 2 бледно-серый порошок со слабым запахом метилпиразола. Т. пл. 59 — 61 °C, т.
кип. 165 - 170 °C (533,3 Па). Хорошо растворим в ацетоне, хлороформе, диметилформамиде, толуоле, при нагревании - в изопропиловом спирте, гексане, перекристаллизовывается из гексана. В воде нерастворим, устойчив при температуре разгонки. Возможно проявление двух изомерных форм 3(5)-метилпиразола. ГМДИ - малотоксичное соединение. Для крыс ЛД
50
составляет 4850 мг/кг.
ХГИ - N-6-(хлоргексил)-карбамоил-3(5)-метилпиразол. Брутто-формула C H N OCl. Молекулярная масса 243,56. Химически чистое соединение -
11 12 3
бледно-желтый порошок со слабым запахом метилпиразола. Т. пл. 34 - 36 °C, т. кип. 159 °C (260 Па). Хорошо растворим в ацетоне, хлороформе, толуоле,
изопропиловом спирте, метилэтилкетоне, этилацетате, перекристаллизовывается
из гексана (гептана). В воде нерастворим, устойчив при температуре разгонки. ХГИ - малотоксичное соединение. Для крыс ЛД составляет
50
5250 мг/кг.
Принцип метода. Метод основан на извлечении ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ из исследуемой пробы органическим растворителем, очистке экстракта в кислой среде, реэкстракции препаратов в щелочной среде и хроматографировании в тонком слое пластинок «Силуфол» в системе растворителей гексан-ацетон (5:3). Зоны локализации препаратов обнаруживаются в виде синих пятен на светлом фоне после предварительного облучения УФ-светом и обработки пластинок о-толуидином или йод-крахмальным реагентом.
Метрологическая характеристика метода. Метрологические данные представлены в таблице 124.
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА (N = 5, P = 0,95)
| Анализируемый объект | Предел обнаружения, мг/кг, л | Диапазон определяемых концентраций, мг/кг, л | Среднее значение определения, % | Стандартное отклонение, % | Доверительный интервал среднего, % |
| ГМП | |||||
| Вода | 0,01 | 0,01 — 0,1 | 90 | +/- 2,25 | +/- 2,78 |
| Почва | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 81 | +/- 2,85 | +/- 3,52 |
| Рис | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 83 | +/- 1,60 | +/- 1,97 |
| Пшеница | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 85 | +/- 1,60 | +/- 1,97 |
| Картофель | 0,08 | 0,08 — 0,4 | 80 | +/- 3,61 | +/- 4,46 |
| Томаты | 0,08 | 0,08 — 0,4 | 80 | +/- 3,17 | +/- 3,92 |
| ТМДИ | |||||
| Вода | 0,01 | 0,01 — 0,1 | 94 | +/- 3,37 | +/- 4,17 |
| Почва | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 80 | +/- 3,03 | +/- 3,78 |
| Рис | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 97 | +/- 2,69 | +/- 3,34 |
| Пшеница | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 94 | +/- 3,08 | +/- 3,82 |
| Томаты | 0,08 | 0,08 — 0,4 | 85 | +/- 1,65 | +/- 1,97 |
| ГМДИ | |||||
| Вода | 0,01 | 0,01 — 0,1 | 90 | +/- 3,37 | +/- 4,17 |
| Почва | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 80 | +/- 3,03 | +/- 3,78 |
| Рис | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 95 | +/- 1,60 | +/- 1,97 |
| Пшеница | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 90 | +/- 1,58 | +/- 1,96 |
| Томаты | 0,08 | 0,08 — 0,4 | 83 | +/- 1,60 | +/- 2,41 |
| ХГИ | |||||
| Вода | 0,01 | 0,01 — 0,1 | 93,2 | +/- 3,21 | +/- 1,32 |
| Почва | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 80,0 | +/- 1,23 | +/- 0,51 |
| Рис | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 81,0 | +/- 2,83 | +/- 1,17 |
| Пшеница | 0,04 | 0,04 — 0,4 | 83,0 | +/- 2,74 | +/- 1,13 |
| Томаты | 0,08 | 0,08 — 0,4 | 80,0 | +/- 3,38 | +/- 1,34 |
Избирательность метода. В предлагаемых условиях метод специфичен в присутствии близких по структуре и области применения таких соединений, как нитрапирин, 6-хлорпиколиновая кислота, тилт, байлетон, хлорамп, АТГ, АТГ-ф, лонтрел, а также тех, которые применяются на посевах риса — пропанид, базагран, ордран.
Реактивы, растворы, материалы. ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ-98-процентные (товарные формы). Хлороформ х.ч. н-Гексан х.ч. Ацетон х.ч. Этиловый спирт х.ч. Сульфат натрия безводный, ч. Гидроксид натрия х.ч., 15-процентный в.р. Уксусная кислота х.ч. Хлороводородная кислота концентрированная х.ч., 25-процентный (по объему) и 5 н раствор. Калий марганцовокислый х.ч., 3-процентный в.р. Йодид калия х.ч., 1-процентный в.р. о-Толуидин х.ч. Фильтры бумажные обеззоленные "синяя лента", предварительно промытые смесью хлороформ-ацетон (1:1). Пластинки хроматографические "Силуфол" УФ размером 15 x 15 см. Стандартные
254
растворы ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ в хлороформе содержанием 100; 10 и 1 мкг/мл. Хранить в холодильнике не более 3 мес. Проявляющие реагенты: раствор для хлорирования (смешивают равные объемы 3-процентного раствора перманганата калия и 25-процентного раствора хлороводородной кислоты). Готовят перед употреблением в количествах, необходимых для разового пользования; проявляющий реагент N 1: а - 0,2 г о-толуидина растворяют в 2 мл уксусной кислоты; б - 0,8 г йодида калия растворяют в 2 мл дистиллированной воды. Смешивают растворы а и б и доводят дистиллированной водой до 200 мл. Проявляющий реагент N 2: а - 1-процентный водный раствор йодида калия; б -
3-процентный раствор крахмала. Перед употреблением смешать растворы а и б и
этиловый спирт в соотношении 2,5:2,5:1. Перед опрыскиванием пластинку помещают в эксикатор, содержащий раствор для хлорирования, на 3 - 5 мин., после чего оставляют на воздухе до удаления запаха хлора (около 15 мин.) и
обрабатывают проявляющим реагентом № 1 или № 2.
Приборы, аппаратура, посуда. Ртутно-кварцевая лампа ПРК-2 или ПРК-4. Ротационный вакуумный испаритель. Колбы: мерные на 100 мл; конические на 100 и 250 мл; круглодонные на 100 мл. Воронки делительные, химические. Микропипетки на 0,1 мл. Цилиндры мерные на 50 и 100 мл. Камера хроматографическая. Пульверизаторы стеклянные. Камера для хлорирования (эксикатор).
Отбор проб. Отобранные пробы анализировать сразу.
Ход анализа. Экстракция и очистка экстрактов. Пробу воды (100 мл) помещают в коническую колбу. При определении ГМП прибавляют безводный сульфат натрия до насыщения и трижды экстрагируют ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ хлороформом порциями по 50; 30 и 30 мл. Объединенный экстракт фильтруют через слой безводного сульфата натрия в круглодонные колбы и отгоняют растворитель на ротационном испарителе при температуре бани не выше 30 °C при определении ГМП; 60 °C — ГМДИ, ТМДИ, ХГИ до объема 0,2 — 0,1 мл. Остаток количественно с помощью хлороформа наносят на хроматографическую пластинку.
Навеску почвы (25 г), измельченную и просеянную, увлажняют 3 мл воды и трижды экстрагируют ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ ацетоном порциями по 50 мл. Объединенный экстракт фильтруют через фильтр «синяя лента» и слой безводного сульфата натрия (1 — 2 г) и отгоняют на ротационном испарителе досуха при температуре бани не выше 30 °C при определении ГМП; 60 °C — ТМДИ, ГМДИ, ХГИ. К сухому остатку прибавляют 10 мл 5 н раствора хлороводородной кислоты, тщательно ополаскивают колбу и переносят в коническую колбу на 100 мл через фильтр «синяя лента». Колбу еще дважды (по 10 мл) промывают 5 н раствором хлороводородной кислоты и сливают в ту же колбу. Объединенный экстракт хлороводородной кислоты подщелачивают 15-процентным раствором гидроксида натрия (4 — 5 мл) до pH 8 — 9, затем прибавляют безводный сульфат натрия до насыщения (10 — 12 г) и трижды экстрагируют ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ хлороформом по 15 — 20 мл. Далее поступают аналогично анализу воды. Измельченную (25 г) пробу растительного материала (рис, пшеница, картофель, томаты) трижды экстрагируют хлороформом по 50 мл. Растворитель фильтруют в перегонную колбу через фильтр «синяя лента» и слой безводного сульфата натрия. Далее поступают аналогично анализу почвы.
Условия хроматографирования. После отгонки растворителя пробы с помощью
хлороформа количественно наносят на пластинки "Силуфол" на расстоянии 1 см от нижнего края пластинки. Справа и слева от пробы наносят стандартные растворы ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ, содержащие известные количества препаратов. Развитие хроматограммы проводят в системе гексан-ацетон (5:3). После поднятия фронта растворителя на 14 см пластинку проветривают на воздухе до полного удаления растворителей. После этого пластинку подвергают облучению УФ-светом в течение 35 - 40 мин., затем помещают в камеру с раствором для хлорирования на 3 мин., оставляют пластинку на воздухе до полного удаления запаха хлора (около 15 мин.) и обрабатывают из пульверизатора проявляющим реагентом (о-толуидин или йод-крахмальный реагент). Зоны локализации обнаруживаются в виде синих пятен на светлом фоне. Окраска пятен устойчива в течение 3 дней. Величины R для ГМП составляют 0,36, ТМДИ - 0,68, ГМДИ -
f
0,78, ХГИ - 0,84. Если содержание препаратов в пробе превышает верхнюю границу диапазона линейности (10 мкг), то для нанесения на пластинку
необходимо брать аликвотную часть экстракта.
Обработка результатов анализа. Количественная оценка проводится путем сравнения площадей и интенсивности окраски пятен проб и стандартных растворов. Содержание ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ в анализируемой пробе (X, мг/кг или мг/л) определяют по формуле:
A
A — количество ГМП, ТМДИ, ГМДИ, ХГИ, найденное путем сравнения со стандартами, мкг;
P — навеска или объем анализируемой пробы, г или мл.
Требования безопасности. Соблюдать все необходимые требования безопасности при работе в химических лабораториях.