專利名稱：一種雙標(biāo)記呋喃西林-(<sup>13</sup>C, <sup>15</sup>N<sub>2</sub>)的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及穩(wěn)定同位素標(biāo)記的有機化合物的制備方法，尤其涉及一種雙標(biāo)記呋喃西林-(13c，15n2)的有機合成方法。
背景技術(shù)：
呋喃西林，屬于人工合成的硝基 呋喃類廣譜抗菌藥物，主要通過干擾細菌體內(nèi)的氧化還原酶系統(tǒng)，使細菌代謝發(fā)生紊亂，從而達到殺菌防腐的效果。早期曾被廣泛用作動物飼料添加劑，后來發(fā)現(xiàn)其具有較強的細胞誘變性和動物致癌毒性(祝偉霞，劉亞風(fēng).動物性食品中硝基呋喃類藥物殘留檢測研究進展[J].動物醫(yī)學(xué)進展，2010 (2) :99-102.),因而在飼料生產(chǎn)中遭到全面禁用(張慶，王超，王星，等.高效液相色譜法同時測定化妝品中的呋喃妥因和呋喃唑酮[J].色譜，2009 (2) :237-239.)。歐盟在1995年就規(guī)定該類藥物禁止在食物中使用，并于2003年確定水產(chǎn)品中硝基呋喃類藥物及其代謝物的檢測限為I μ g/kg。我國農(nóng)業(yè)部也于2002年公布的《食品動物禁用獸藥及其他化合物清単》中規(guī)定呋喃西林抗生素在所有食品動物中禁止使用(何方洋，沈建忠，萬宇平，等.呋喃西林及其代謝物殘留檢測研究進展[J].中國獸藥雜志.2009，43 (4) :51-54. )0檢驗檢疫部門為了對飼料和食物中的呋喃妥因進行檢驗，常使用雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)作為內(nèi)標(biāo)物，采用同位素稀釋質(zhì)譜法(IDMS)進行準確的定量分析(劉衛(wèi)霞，羅勇，楊維成.有機同位素稀釋質(zhì)譜法在食品安全分析中的應(yīng)用[J]，化學(xué)世界，2011(3)184-187.)。同位素標(biāo)記呋喃西林的合成目前沒有相關(guān)文獻，非同位素標(biāo)記呋喃西林主要有以下兩種方法(I)Csaszar J 等(Csaszar J. Study of 5-nitro_2-furfuralderivatives [J]，Acta Phys. Chem.，1984,30 :71 77.)用 5_ 硝基 ~2~ 呋喃糖醒和氨基脲鹽酸鹽縮合反應(yīng)制得。(2)Blain L 等(Blain L, Lucas J. 5-NitrofurfuralSemicarbazone. [P], BP =841635,1960)用2-呋喃糠醛先硝化，再和氨基脲鹽酸鹽縮合反應(yīng)制得。采用上述方法合成雙標(biāo)記的呋喃西林-(13C，15N2)均有不足之處，都很難引入同位素標(biāo)記，并且使用和產(chǎn)生大量的廢酸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以有效而且準確地檢測飼料和食物中的呋喃西林含量，且方法簡單、可行并適合批量生產(chǎn)的雙標(biāo)記呋喃西林-(13c，15n2)的合成方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(I)在反應(yīng)器中加入摩爾比為2 5 I的水合肼和雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2),攪拌，加熱到50 100°C，反應(yīng)4 10小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液；(2)向氨基脲溶液中加入溶剤、5-硝基糠醛ニこ酯和強酸，攪拌，加熱到20 80°C，反應(yīng)I 6小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。步驟⑴所述的水合肼和雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)的摩爾比為2 3 : I。步驟(I)所述的反應(yīng)的溫度為70 80°C，反應(yīng)時間為6 7小時。步驟⑵所述的5-硝基糠醛ニこ酯的加入量為5_硝基糠醛ニこ酯與雙標(biāo)記尿S-(13C715N2)的摩爾比為I 3 I。所述的5-硝基糠醛ニこ酯與雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)的摩爾比為2 : I。
步驟(2)所述的溶劑可以是甲醇、こ醇、異丙醇、丁醇、異丁醇中的ー種或其組合，其用量為使氨基脲的濃度為5-50mol/L。步驟(2)所述的強酸可以是硫酸、鹽酸或氫氟酸中的ー種；用量是強酸與雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)的摩爾比為O. 06 I. 2 I ;所述的強酸的濃度為6 12mol/L。反應(yīng)路線如下
15 13 ク01fi 13 .OJl \ /OCOCH3
H2 N-CT + H2N—NH2-H2O-N上Cメ+ 02N^\r//^/
15. ,15'
NH2NH-NH2OCOCH3
ニ。2Ν^Χ^Ν、ΛΝΗ2與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果采用以雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)為原料，經(jīng)過與水合肼反應(yīng)，反應(yīng)液再與5-硝基糠醛ニこ酯在酸性條件下反應(yīng)，即可得到雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。收率大于60 %，13C和15N豐度都大于98 % (用Thermo的液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀和MAT271同位素質(zhì)譜儀測定)，化學(xué)純度大于99% (Waters液相色譜和Nicole公司的Mahna-IR550紅外光譜儀測定)。此方法標(biāo)記13C，15N同位素エ藝簡單，收率較高，同位素豐度未稀釋，適合實驗室生產(chǎn)雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I在裝有溫度計、回流冷凝管的250ml三ロ燒瓶中，加入6. 3克雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)和20克水合肼，攪拌，加熱至70°C，反應(yīng)4小吋。過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液。向氨基脲溶液中加入50mlこ醇，再依次加入24. 3克5_硝基糠醛ニこ酯和6mol/L硫酸5ml，攪拌，加熱至50。で，反應(yīng)6小時。冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶。精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即12. 5克得雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。反應(yīng)總收率為62. 2% (以雙標(biāo)記尿素-(13C, 15N2)計)，13C 豐度 98. 1%, 15N 豐度 98. 5%,純度 99. 3%0實施例2在裝有溫度計、回流冷凝管的250ml三ロ燒瓶中，加入6. 3克雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)和50克水合肼，攪拌，加熱至50°C，反應(yīng)10小吋。過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液。向氨基脲溶液中加入200ml甲醇，再依次加入72. 9克5_硝基糠醛ニこ酯和12mol/L濃鹽酸1ml，攪拌，加熱至20°C，反應(yīng)I小時。冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶。精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即13. 5克得雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)。反應(yīng)總收率為67. 2% (以雙標(biāo)記尿素-(13C, 15N2)計)，13C豐度98. 2%, 15N豐度98. 3%,純度99. 2%。實施例3在裝有溫度計、回流冷凝管的250ml三口燒瓶中，加入6. 3克雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)和30克水合肼，攪拌，加熱至10(TC，反應(yīng)6小時。過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液。
向氨基脲溶液中加入20ml 丁醇，再依次加入48. 6克5_硝基糠醛二乙酯和8mol/L氫氟酸8ml，攪拌，加熱至80°C，反應(yīng)3小時。冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶。精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即13. 2克得雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。反應(yīng)總收率為65. 7% (以雙標(biāo)記尿素-(13C, 15N2)計)，13C 豐度 98. 3%, 15N 豐度 98. 2%,純度 99.1%.實施例4基本步驟同例3，反應(yīng)溶劑改為異丁醇，酸改為12mol/L硫酸10ml，得12. 4克得雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。反應(yīng)總收率為61. 7% (以雙標(biāo)記尿素-(13CZ5N2)計)，13C豐度98. 5%, 15N 豐度 98. 3%，純度 99. 4%。實施例5基本步驟同例3，反應(yīng)溶劑改為異丙醇，用量為100ml，得12. 7克得雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。反應(yīng)總收率為63. 2% (以雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)計)，13(豐度98.7%，％豐度98.4%，純度99. 1% o實施例6基本步驟同例3，反應(yīng)溶劑改為甲醇50ml和乙醇50ml的混合溶劑，反應(yīng)溫度為450C，得13. 7克得雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。反應(yīng)總收率為68. I % (以雙標(biāo)記尿素-(13C,15N2)計)，13C 豐度 98. 6%, 15N 豐度 98. 8%,純度 99. 2%0實施例7一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，該方法包括以下步驟(I)在反應(yīng)器中加入摩爾比為2 I的水合肼和雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2),攪拌，力口熱到50°C，反應(yīng)10小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液；(2)向氨基脲溶液中加入溶劑甲醇、5-硝基糠醛二乙酯和濃度為6mol/L硫酸，攪拌，加熱到20°C，反應(yīng)6小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF(二甲基甲酰胺)重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。所述的5-硝基糠醛二乙酯的加入量為5_硝基糠醛二乙酯與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為I : I。所述的溶劑的用量為使氨基脲的濃度為5mol/L。硫酸的用量是硫酸與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為0.06 I。實施例8一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，該方法包括以下步驟(I)在反應(yīng)器中加入摩爾比為5 I的水合肼和雙標(biāo)記尿素-(13CZ5N2)，攪拌，力口熱到100°C，反應(yīng)4小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液；(2)向氨基脲溶液中加入溶劑異丙醇、5-硝基糠醛二乙酯和濃度為12mol/L鹽酸，攪拌，加熱到80°C，反應(yīng)I小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)。所述的5-硝基糠醛二乙酯的加入量為
5-硝基糠醛二乙酯與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為3 I。所述的溶劑的用量為使氨基脲的濃度為50mol/L。鹽酸的用量是鹽酸與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為I. 2 I。實施例9
一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，該方法包括以下步驟(I)在反應(yīng)器中加入摩爾比為3 I的水合肼和雙標(biāo)記尿素-(13CZ5N2)，攪拌，力口熱到70 80°C，反應(yīng)6 7小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液；(2)向氨基脲溶液中加入溶劑丁醇、5-硝基糠醛二乙酯和濃度為8mol/L氫氟酸，攪拌，加熱到50 60°C，反應(yīng)3 4小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。所述的5-硝基糠醛二乙酯的加入量為5_硝基糠醛二乙酯與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為2 I。所述的溶劑的用量為使氨基脲的濃度為20mol/L。氫氟酸的用量是氫氟酸與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為0. I I。
權(quán)利要求
1.一種雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)的合成方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)在反應(yīng)器中加入摩爾比為2 5 I的水合肼和雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2),攪拌，力口熱到50 100°C，反應(yīng)4 10小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液； (2)向氨基脲溶液中加入溶劑、5-硝基糠醛二乙酯和強酸，攪拌，加熱到20 80°C，反應(yīng)I 6小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，步驟⑴所述的水合肼和雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為2 3 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，步驟(I)所述的反應(yīng)的溫度為70 80°C，反應(yīng)時間為6 7小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，步驟⑵所述的5-硝基糠醛二乙酯的加入量為5_硝基糠醛二乙酯與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為I 3 I。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，所述的5-硝基糠醛二乙酯與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為2 I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林_(13C，15N2)的合成方法，其特征在于，步驟(2)所述的溶劑可以是甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇中的一種或其組合，其用量為使氨基脲的濃度為5-50mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)的合成方法，其特征在于，步驟(2)所述的強酸可以是硫酸、鹽酸或氫氟酸中的一種；用量是強酸與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為0. 06 I. 2 I ;所述的強酸的濃度為6 12mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)的合成方法，該方法包括以下步驟(1)在反應(yīng)器中加入摩爾比為2～5∶1的水合肼和雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)，攪拌，加熱到50～100℃，反應(yīng)4～10小時，過濾除去不溶物，得到的氨基脲溶液；(2)向氨基脲溶液中加入溶劑、5-硝基糠醛二乙酯和強酸，攪拌，加熱到20～80℃，反應(yīng)1～6小時，冷卻后過濾，得到白色固體，用DMF重結(jié)晶，精制后產(chǎn)物真空干燥固體4小時，即得雙標(biāo)記呋喃西林-(13C，15N2)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以有效而且準確地檢測飼料和食物中的呋喃西林含量，且方法簡單、可行并適合批量生產(chǎn)。
文檔編號C07D307/73GK102766121SQ201210282719
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者張彰, 徐建飛, 杜曉寧, 王偉, 鄭波 申請人:上?；ぱ芯吭?br>