使用 DMA^V 制备用于环境应用的 DMMTA^V 和 DMDTA^V：合成、纯化与验证

本实验的总体目标是合成、纯化并分离稳定的二甲基单硫代砷酸和二甲基二硫代砷酸，以作为硫代砷形态分析中定量检测的标样。该实验指南有助于解决硫代砷化合物定量分析中的关键问题，例如因硫代砷标样合成过程中关键步骤出现误差而导致结果不可靠。该改进方法的主要优势在于能够制备出稳定的化学标样，可用于样品中硫代砷含量的准确定量。

在通风橱中开始DMMTA合成时，先用经氮气鼓泡30分钟的去离子水配制二甲基单硫代砷酸（dimethylmonothioarsinic acid）、硫化钠和硫酸溶液。将DMA溶液加入硫化钠溶液中。用10毫升经氮气鼓泡的水冲洗DMA溶液容器，并将洗涤液加入混合物中。

记录溶液混合的时间。将带有玻璃管的三孔橡胶塞连接到氮气管线上。塞住烧瓶，并立即开始向烧瓶中通入氮气，确保溶液在气流下不发生飞溅；然后使用耐酸软管将装有硫酸溶液的50毫升注射器连接到另一根玻璃管上。

逐滴缓慢加入硫酸溶液，每次四到五毫升，直至得到浑浊的白色溶液。待硫酸加完后，且自二甲基苯胺（DMA）与硫化钠溶液初次混合起已过一小时，将反应混合物转移至含有 200 毫升乙醚的分液漏斗中。振荡漏斗五到十分钟，期间定期排气。

收集水相至烧杯中，将含有DMMTA的有机相收集到另一个瓶子中。用200毫升二乙醚分三次进一步从水相中萃取DMMTA，然后用100毫升经N2鼓泡除氧的去离子水洗涤合并的醚层。将洗涤后的乙醚层收集至玻璃结晶皿中，并将溶液转移至充满氮气的手套箱内。

在氮气流下使溶剂蒸发，得到白色晶体沉淀物DMMTA。称量并记录结晶DMMTA的质量，然后将固体溶解于50毫升经N2 purge的去离子水中。用0.2微米注射器滤膜过滤溶液，并将溶液置于4摄氏度避光保存。

开始DMDTA合成时，先在去离子水中配制DMA、硫化钠和硫酸的溶液。将DMA溶液与硫化钠溶液加入一个250毫升的烧瓶中。用10毫升去离子水冲洗DMA溶液的容器，并将洗涤液一并加入烧瓶。

逐滴将硫酸溶液缓慢加入混合物中，每次加入四到五毫升。观察混合物逐渐变为白色至黄色并出现浑浊的现象。将混合物敞口静置过夜。

然后，将反应混合物通过C18硅基固相萃取柱，使DMDTA吸附在树脂上。用约一升10毫摩尔、pH 6.3的醋酸铵溶液将DMDTA洗脱至玻璃结晶皿中。将洗脱液转移至充满氮气的手套箱内。

在流动的氮气氛围下使溶剂蒸发，得到呈白色沉淀的结晶 DMDTA。称量并记录结晶 DMDTA 的质量。将固体溶于 50 毫升去离子水中，并通过 0.2 微米针筒滤器过滤溶液。

将溶液置于 4 摄氏度避光保存。采用电喷雾电离质谱法验证了由二甲胺（DMA）成功合成了二甲基甲砷酸（DMMTA）和二甲基硫代砷酸（DMDTA），并确认二甲基砷酸并非主要产物。高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS）分析也显示，起始原料二甲胺（DMA）已被消耗，且已生成二甲基甲砷酸（DMMTA）和二甲基硫代砷酸（DMDTA）。

在避光、4摄氏度条件下储存13周后，DMMTA和DMDTA溶液的物种分布分别仅发生了2.2%和5.8%的变化。在进行该实验前，请务必阅读相关参考文献和安全数据资料。了解DMMTA和DMDTA合成的反应机理对于成功完成本实验至关重要。