鄰苯二甲酸二丁酯半抗原及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半抗原及其制備方法，具體涉及一種鄰苯二甲酸二丁酯半抗原及其制 備和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 鄰苯二甲酸酯類塑化劑（縮寫為PAEs)，又稱酞酸酯類，是一類由鄰苯二甲酸與含 有4-15個(gè)碳的醇發(fā)生費(fèi)歇爾（Fischer)酯化反應(yīng)所形成的酯的重要衍生物的統(tǒng)稱。這類物 質(zhì)有特殊性氣味，毒性較大，一般情況下狀態(tài)為粘稠液體；液態(tài)條件下溫度范圍寬，流動(dòng)性 大，揮發(fā)性低，不溶于水，易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。這類物質(zhì)用途廣泛，它不僅可作為食品包 裝材料、玩具、農(nóng)藥載體、驅(qū)蟲劑、潤(rùn)滑劑、乙烯地板和壁紙、去泡劑、清潔劑、醫(yī)用材料（如 人工心臟瓣膜等人工器官、血袋、注射器和膠管）和個(gè)人護(hù)理用品（主要有化妝品、香味品、 指甲油、頭發(fā)噴霧劑、香皂和洗發(fā)液）等近千種產(chǎn)品的生產(chǎn)原材料，還常作為塑料增塑劑被 用于改造塑料制品性能。
[0003] 鄰苯二甲酸二丁酯（英文名稱：0讓1^71口11讓313七6，簡(jiǎn)稱08?)，又名酞酸二丁酯、 驅(qū)蚊叮等，CAS號(hào)為84-74-2,分子式為C 16H22O4，分子量為278. 34,無(wú)色油狀液體，芳香性氣 味，可燃，易溶于正丁醇、乙醚、丙酮和苯。該物質(zhì)有較強(qiáng)毒性，反復(fù)接觸皮膚有嚴(yán)重的刺激， 可引起輕度致敏；在生物體內(nèi)能中等程度的蓄積，可導(dǎo)致中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生功 能性變化；作為可疑致畸物，可致細(xì)胞畸形，可能導(dǎo)致胎兒存活率降低，有削弱生育能力的 危險(xiǎn)。該物質(zhì)主要用于纖維素聚合物、粘合劑、油墨和堵縫材料的制造中，少量應(yīng)用于化妝 品及指甲油的制造中。近些年來(lái)，兒童玩具及護(hù)理用品（如：橡膠奶嘴、沐浴液等）中檢測(cè) 到該物質(zhì)含量較高從而危及兒童健康，由此該物質(zhì)含量的檢測(cè)非常重要。
[0004] 目前對(duì)鄰苯二甲酸二丁酯的檢測(cè)手段主要為氣相色譜和高效液相色譜等儀器檢 測(cè)方法，這些方法雖然準(zhǔn)確可靠，但對(duì)樣品的預(yù)處理方法和操作人員的專業(yè)性有很高的要 求。正因?yàn)檫@些方法的處理復(fù)雜、耗時(shí)、儀器價(jià)格昂貴而不適合推廣使用，也不利于在環(huán)境 污染事故現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。為克服這些缺點(diǎn)，尋求一種快速、簡(jiǎn)便、靈敏且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的分析方 法就成為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的主要研究方向。
[0005] 20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的免疫分析（Immunoassay, IA)是基于抗原和抗體的特 異性、可逆性結(jié)合反應(yīng)的分析技術(shù)。免疫分析具有常規(guī)理化分析技術(shù)無(wú)可比擬的選擇性和 高靈敏性，非常適合復(fù)雜介質(zhì)中痕量組分的分析。因此免疫分析具有的特異性強(qiáng)、靈敏度 高、方法快捷簡(jiǎn)單、分析通量大、檢測(cè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，使得該類方法可以滿足簡(jiǎn)單、快速、靈 敏地檢測(cè)持久性有機(jī)污染物的要求。1971年Engvail, Van Weerman等報(bào)道了檢測(cè)體液中 微量物質(zhì)的固相免疫分析技術(shù)，即酶聯(lián)免疫吸附分析法（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)。目前，ELISA方法已經(jīng)成為免疫分析方法中重要的組成部分。ELISA方法是 將抗原-抗體之間的免疫反應(yīng)與酶的高效催化特性有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種免疫分析 方法。其中，以親和素-生物素信號(hào)放大系統(tǒng)為基礎(chǔ)的親和素-生物素化酶聯(lián)免疫吸附分 析法，以生物素標(biāo)記抗體（抗原），并以酶標(biāo)親和素代替ELISA方法中酶標(biāo)抗體。親和素是 卵白蛋白中的一種堿性糖蛋白，分子量約為68kDa。一個(gè)親和素分子由4個(gè)亞單位組成，每 個(gè)亞單位都可以與一個(gè)生物素分子（分子量為244)特異性結(jié)合。生物素與親和素結(jié)合特 異性強(qiáng)，其親和力比抗原抗體反應(yīng)大得多，親和常數(shù)高達(dá)1015M 1。由于一個(gè)親和素能與4個(gè) 生物素分子結(jié)合，因此在檢測(cè)中可提高被固相結(jié)合酶的數(shù)量，進(jìn)而提高檢測(cè)方法的靈敏度。 [0006]目前尚沒有親和素-生物素化酶聯(lián)免疫吸附分析方法檢測(cè)鄰苯二甲酸二丁酯的 相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的在于首次提供一種步驟簡(jiǎn)單，速度快，產(chǎn)率 高的鄰苯二甲酸二丁酯半抗原及其制備方法和用途。
[0008] 本發(fā)明的研究機(jī)理在于：對(duì)于鄰苯二甲酸二丁酯免疫監(jiān)測(cè)方法的建立，高純度合 適的半抗原是制備具有高靈敏度和特異性免疫原和高效價(jià)抗體的根本，更是建立鄰苯二甲 酸二丁酯免疫檢測(cè)方法的關(guān)鍵。因此，本發(fā)明的鄰苯二甲酸二丁酯半抗原的制備是采用免 疫方法測(cè)定鄰苯二甲酸二丁酯的基礎(chǔ)，對(duì)于建立塑化劑單體的監(jiān)測(cè)方法，具有重要的應(yīng)用 價(jià)值和理論研究意義。
[0009] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 第一方面，本發(fā)明涉及一種鄰苯二甲酸二丁酯半抗原，其結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
二丁酯半抗原）為淡黃色針狀結(jié)晶體，分子式：C16H23NO 4，分子量293. 35 ;熔點(diǎn)：68~69°C。
[0012] 第二方面，本發(fā)明涉及一種鄰苯二甲酸二丁酯半抗原的制備方法，所述方法包括 如下步驟：
下回流反應(yīng)，生成4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯；
[0014] S2、以非質(zhì)子性有機(jī)溶劑為溶劑，4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯和鋅粉、強(qiáng)酸B發(fā)生還 原反應(yīng)，生成帶有氨基活性基團(tuán)的4-氨基鄰苯二甲酸二丁酯，即所述鄰苯二甲酸二丁酯半 抗原。所引入的氨基基團(tuán)可與載體蛋白偶聯(lián)。
[0015] 優(yōu)選的，步驟Sl具體為：將4-硝基鄰苯二甲酸溶解在正丁醇溶液中，得溶液A，逐 漸升溫，隨后逐漸加入強(qiáng)酸A溶液并保持恒溫回流反應(yīng)，直至原料點(diǎn)消失為止。
[0016] 優(yōu)選的，步驟S2具體為：4_硝基鄰苯二甲酸二丁酯溶于非質(zhì)子性有機(jī)溶劑環(huán)境 中，然后分批次鋅粉，再逐滴加入強(qiáng)酸B逐漸升溫，隨后保持恒溫反應(yīng)，直至原料點(diǎn)消失為 止。
[0017] 更優(yōu)選地，所述鋅粉等量分為兩份，分別在強(qiáng)酸B加入前后加入。本發(fā)明研究發(fā) 現(xiàn)，該鋅粉的分批加入方式，可顯著提高產(chǎn)品得率。
[0018] 其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
[0019]
[0020] 優(yōu)選的，所述4-硝基鄰苯二甲酸、正丁醇、強(qiáng)酸A的摩爾比為1:6~7:0. 5~0. 7 ; 所述4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯、強(qiáng)酸B、非質(zhì)子性有機(jī)溶劑和純鋅粉的摩爾比為1:21~ 22:560~570:18~19,其中非質(zhì)子性有機(jī)溶劑作為基質(zhì)溶液并不參與反應(yīng)。
[0021] 理想狀態(tài)下4-硝基鄰苯二甲酸、正丁醇的摩爾比是1:2,但為了反應(yīng)順利進(jìn)行，一 般正丁醇的用量是4-硝基鄰苯二甲酸的摩爾量的6倍以上，但不能超過(guò)4-硝基鄰苯二甲 酸的摩爾量的7倍；此外，強(qiáng)酸A作為酯化反應(yīng)的催化劑，所用量一般是原料4-硝基鄰苯二 甲酸摩爾量的〇. 5倍以上，但不超過(guò)原料4-硝基鄰苯二甲酸摩爾量的0. 7倍。
[0022] 理想狀態(tài)下4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯、強(qiáng)酸B和鋅粉的摩爾比是1:10:10,為確 保反應(yīng)順利向右進(jìn)行，一般純鋅粉的用量是原料4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯摩爾量的18倍 以上，但不能超過(guò)原料4-硝基鄰苯二甲酸二丁酯摩爾量的19倍；此外，強(qiáng)酸B作為還原反 應(yīng)的強(qiáng)氧化劑，所用量一般是原料純鋅粉摩爾數(shù)的1倍以上，但不超過(guò)原料純鋅粉摩爾數(shù) 的1. 2倍，而非質(zhì)子性有機(jī)溶劑的摩爾數(shù)需要是強(qiáng)氧化劑的摩爾數(shù)的25倍以上，但不超過(guò) 強(qiáng)氧化劑摩爾數(shù)的28倍。
[0023] 優(yōu)選的，步驟Sl中，所述回流反應(yīng)的溫度為120~130°C，反應(yīng)時(shí)間為6~6. 5小 時(shí)；步驟S2中，所述還原反應(yīng)的溫度為25~30°C，反應(yīng)時(shí)間為10~12小時(shí)。
[0024] 優(yōu)選的，所述強(qiáng)酸A選自濃硫酸或濃鹽酸；所述強(qiáng)酸B選自濃硫酸或濃鹽酸。
[0025] 優(yōu)選的，步驟S2中的非質(zhì)子性有機(jī)溶劑選自苯或甲苯。
[0026] 優(yōu)選的，步驟Sl還包括回流反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾除去未反應(yīng)的正丁醇和生成的水， 再趁熱將液體倒入冰水中，下層的黃色油狀粗品用10% Na2OV^液洗滌至水層呈無(wú)色（pH 7. 0-8. 0)，最后，固體粗品用無(wú)水正丁醇重結(jié)晶，得淺黃色針狀晶體，即得到純化后的4-硝 基鄰苯二甲酸二丁酯。
[0027] 優(yōu)選的，步驟S2還包括還原反應(yīng)結(jié)束后用冰水和強(qiáng)堿溶液以終止反應(yīng)，向反應(yīng)液 中加入苯，分離并干燥有機(jī)相，將干燥后的有機(jī)相去溶劑，層析柱分離純化，得到純化后的 鄰苯二甲酸二丁酯半抗原的步驟。
[0028] 具體而言，包括以下步驟：
[0029] B、反應(yīng)結(jié)束后用冰水和強(qiáng)堿溶液以終止反應(yīng)；
[0030] C、向反應(yīng)液中加入苯，分離并用水多次洗滌，再用苯萃取水層后合并萃取液，有機(jī) 相用無(wú)水Na 2SO4干燥有機(jī)相以除去多余的水分；
[0031] D、將干燥后的有機(jī)相去溶劑，得到的淺黃色固體再用無(wú)水正丁醇重結(jié)晶，過(guò)層析 柱分離純化，最終得到純化后的淡黃色針狀結(jié)晶體鄰苯二甲酸二丁酯半抗原4-氨基鄰苯 二甲酸二丁酯，即式