專利名稱：碳-13標記ddt的合成與純化方法
技術領域：
本發(fā)明屬于同位素標記化合物的合成領域，特別涉及到碳-13標記DDT的合成與
純化方法。
背景技術：
同位素標記化合物作為示蹤原子廣泛應用于農業(yè)、醫(yī)學、藥物學、生物學、化學和 環(huán)境研究領域，可用作核反應的染料和核武器的原材料。特別是碳-13標記物碳-13的存 在，使其易于被檢測和跟蹤，以及在研究反應機理、反應動力學、生理生化以及醫(yī)藥衛(wèi)生等 方面都有及其重要的用途。本發(fā)明目的在于自主合成同位素標記物，不再依賴于進口，降低 成本，有利于提高我國科研效率。穩(wěn)定同位素標記化合物的合成方法有化學合成法和生物合成法?；瘜W合成法是制 備穩(wěn)定同位素標記化合物最重要、最常用的方法，生物合成法是穩(wěn)定同位素標記方法中最 省時最經濟的方法。碳-13標記化合物的合成技術國內外鮮見報道，通常碳-13標記的化 合物要從最基本的有機物質開始合成，逐漸增加碳鏈的長度，形成期望目標化合物。本發(fā)明研究合成路線短、標記元素利用率高、適合穩(wěn)定同位素標記的專用合成技 術，合成的碳-13標記DDT可作為環(huán)境監(jiān)測用同位素標記化合物，在研究反應機理、反應動 力學、生理生化、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)藥衛(wèi)生等方面都有及其重要的用途。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)合成路線短、標記元素利用率高的有機穩(wěn)定同位素碳-13 標記DDT的合成方法和檢測方法。所述的碳-13標記DDT的合成方法，以碳-13標記的無水乙醇、氯氣與氯苯為原 料，經過兩步反應包括碳-13標記的無水乙醇在光照條件下發(fā)生氯化反應，得到碳-13 標記的氯油，以及碳-13標記的氯油在催化劑條件下于0-40°C與氯苯縮合反應，最終得到 碳-13標記DDT。所述的光照條件為紫外燈光照(波長365nm)。所述的催化劑為酸，特別是氫氟酸、濃硫酸、氯磺酸或發(fā)煙硫酸。所述的氯化反應，反應溫度分為為三個階段，反應溫度低于30°C，反應時間1-3小 時；40-60°C，反應時間2-4小時；60-100°C，反應時間9-24小時。所述的氯油折射率1. 46-1. 48 ；比重1. 45-1. 50。所述的縮合反應溫度0-40°C，特別是10°C。所述的催化劑用量，氯苯與酸用量的體積比為1 5-12. 5，特別是氯苯與酸用量 的體積比為1 7.5。所述的縮合反應時間2-10小時，特別是8小時；碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾 比為1 2。所述產物碳-13標記DDT，其處理步驟為先進行水洗滌，再用1-3% Na2CO3或3-6% NaHCO3溶液中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得到碳-13標記 DDT，熔點 106-109°C。通過一系列的表征，如紅外表征，核磁氫譜，核磁碳譜，差式掃描量熱法表征以及 質譜表征，證明產物是碳-13標記DDT，且化學純度達到90 %以上，穩(wěn)定同位素豐度達到 90%以上。其反應為兩步反應，合成路線簡單。
具體實施例方式實施例1反應一將6ml碳-13標記無水乙醇放入25ml反應瓶中，通入氯氣，紫外燈照射， 回流冷凝，氯化反應溫度分為三個階段反應溫度低于30°C，反應時間1小時；60°C，反應時 間2小時；80°C，反應時間12小時，得到氯油的折射率1. 4699，比重1. 453。反應二 將產物 氯油移取到50ml的圓底燒瓶，碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾比為1 2，催化劑用量氫 氟酸用量與氯苯的體積比為5 1。反應溫度10°C，反應時間2小時。反應后粗產物先進 行水洗洗，再用1 % Na2CO3中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得到碳-13 標記DDT，產物熔點106.874°C。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。其純度達到93 %，并通過GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知 碳-13豐度達到96%。實施例2反應一將8ml碳-13標記無水乙醇放入25ml反應瓶中，通入氯氣，紫外燈照射， 回流冷凝，氯化反應溫度分為三個階段反應溫度低于30°C，反應時間2小時；60°C，反應時 間2小時；90°C，反應時間15小時，得到氯油的折射率1. 4612，比重1. 474。反應二 將產物 氯油移取到50ml的圓底燒瓶，碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾比為1 2，催化劑用量氯 磺酸用量與氯苯的體積比為5 1。反應溫度10°C，反應時間2小時。反應后粗產物先進 行水洗洗，再用1 % Na2CO3中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得到碳-13 標記DDT，產物熔點108.832°C。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物碳-13標記DDT的純度達到95%，其紅外和核磁分析結構正確，并且通過 GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知碳-13豐度達到98%。實施例3反應一將3ml碳-13標記無水乙醇放入25ml反應瓶中，通入氯氣，紫外燈照射， 回流冷凝，氯化反應溫度分為三個階段反應溫度低于30°C，反應時間1小時；60°C，反應時 間2小時；90°C，反應時間18小時，得到氯油的折射率1. 4734，比重1. 486。反應二 將產物 氯油移取到50ml的圓底燒瓶，碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾比為1 2，催化劑用量濃 硫酸用量與氯苯的體積比為10 1。反應溫度10°C，反應時間2小時。反應后粗產物先進 行水洗洗，再用1 % Na2CO3中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得到碳-13 標記DDT，產物熔點107.756°C。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物碳-13標記DDT的純度達到94 %，其紅外和核磁分析結構正確，并且通過 GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知碳-13豐度達到99%。實施例4
反應一將6ml碳-13標記無水乙醇放入25ml反應瓶中，通入氯氣，紫外燈照射， 回流冷凝，氯化反應溫度分為三個階段反應溫度低于30°C，反應時間1小時；60°C，反應時 間2小時；100°C，反應時間24小時，得到氯油的折射率1. 4786，比重1. 4919。反應二 將產 物氯油移取到50ml的圓底燒瓶，碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾比為1 2，催化劑用量 發(fā)煙硫酸用量與氯苯的體積比為12.5 1。反應溫度20°C，反應時間2小時。反應后粗產 物先進行水洗洗，再用Na2CO3中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得 到碳-13標記DDT，產物熔點108. 541°C。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物碳-13標記DDT的純度達到95 %，其紅外和核磁分析結構正確，并且通過 GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知碳-13豐度達到99. 4%。實施例5反應一將5ml碳-13標記無水乙醇放入25ml反應瓶中，通入氯氣，紫外燈照射， 回流冷凝，氯化反應溫度分為三個階段反應溫度低于30°C，反應時間1小時；60°C，反應時 間2小時；100°C，反應時間24小時，得到氯油的折射率1. 4689，比重1. 4962。反應二 將產 物氯油移取到50ml的圓底燒瓶，碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾比為1 2，催化劑用量 發(fā)煙硫酸用量與氯苯的體積比為12.5 1。反應溫度30°C，反應時間2小時。反應后粗產 物先進行水洗洗，再用Na2CO3中和，再以水洗滌，然后用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得 到碳-13標記DDT，產物熔點107. 613°C。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物碳-13標記DDT的純度達到97 %，其紅外和核磁分析結構正確，并且通過 GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知碳-13豐度達到95. 2%。實施例6反應二的反應時間為8小時，其余條件同實施例5。產物經過紅外、核磁、氣相分析確認結構正確。產物碳-13標記DDT的純度達到95 %，其紅外和核磁分析結構正確，并且通過 GC-MS分析碎片離子以及根據質譜峰強度計算可知碳-13豐度達到98. 7%。
權利要求
碳-13標記DDT的合成方法，以碳-13標記的無水乙醇、氯氣與氯苯為原料，經過兩步反應包括碳-13標記的無水乙醇在光照條件下發(fā)生氯化反應，得到碳-13標記的氯油，以及碳-13標記的氯油在催化劑條件下于0-40℃與氯苯縮合反應，最終得到碳-13標記DDT。
2.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的光照條件為紫外燈光照(波長 365nm)。
3.根據權利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的催化劑為酸。
4.根據權利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述的催化劑為氫氟酸、濃硫酸、氯 磺酸或發(fā)煙硫酸。
5.根據權利要求1所述的氯化反應，其特征在于，所述的反應溫度分為為三個階段， 反應溫度低于30°C，反應時間1-3小時；40-60°C，反應時間2_4小時；60-100°C，反應時間 9-24小時。
6.根據權利要求5所述的氯化反應，其特征在于，氯氣的通入量過量，氯化反應產物為氯油。
7.根據權利要求6所述的氯化反應，其特征在于，氯油為醇合三氯乙醛、水合三氯乙醛 和三氯乙醛的混合物，折射率1. 46-1. 48 ；比重1. 45-1. 50。
8.根據權利要求1所述的縮合反應，其特征在于，所述的反應溫度為0-40°C;催化劑用 量氯苯與酸用量的體積比為1 5-12. 5;反應時間2-10小時；碳-13標記的氯油與氯苯 的摩爾比為1:2。
9.根據權利要求8所述的縮合反應，其特征在于，所述的反應溫度為10°C；催化劑用 量氯苯與酸用量的體積比為1 7. 5;反應時間8小時；碳-13標記的氯油與氯苯的摩爾 比為1 2。
10.根據權利要求9所述的合成方法，其特征在于，所述產物碳-13標記DDT，其純化步 驟為先進行水洗滌，再用1_3%妝20)3或3-5%妝!10)3溶液中和，再以去離子水洗滌，然后 用無水乙醇洗滌，抽濾，干燥后得到碳-13標記DDT，產物熔點106-109°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于同位素標記化合物合成領域，特別涉及到碳-13標記DDT的合成與純化方法。以碳-13標記的無水乙醇、氯氣和氯苯為原料，包括碳-13標記的無水乙醇在光照的條件下與氯氣反應生成碳-13標記的氯油，合成的氯油在催化劑的條件下與氯苯在0-40℃反應，最終得到碳-13標記DDT；所述的催化劑為酸。通過一系列的表征，證明產物是碳-13標記DDT，且化學純度達到90％以上，穩(wěn)定同位素豐度達到90％以上。本發(fā)明目的在于開發(fā)合成路線短、標記元素利用率高的有機穩(wěn)定同位素碳-13標記DDT的合成方法，本發(fā)明反應為兩步反應，合成路線簡單，解決了合成路線繁瑣問題。由本發(fā)明得出的碳-13標記DDT可作為環(huán)境監(jiān)測用同位素標記化合物，在研究反應機理、反應動力學、生理生化、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)藥衛(wèi)生等方面都有及其重要的用途。
文檔編號C07C17/38GK101880215SQ200910083619
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權日2009年5月7日
發(fā)明者俞瑋瑄, 李紅梅, 李蕾, 柳洪巖, 管紹亮, 陳大舟 申請人:北京化工大學;中國計量科學研究院