專利名稱：一種同位素¹⁵N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，更具體地，特指15N標(biāo)記(部分標(biāo)記或全部標(biāo)記)三聚氰胺、15N標(biāo)記(部分標(biāo)記或全部標(biāo)記)2-氯-4，6-二氨基-l,3,5-三嗪、15N標(biāo)記(部分標(biāo)記或全部標(biāo)記)2，4-二氯-6-氨基-1,3,5-三嗪的合成方法。
背景技術(shù)：
氮-15 (簡稱"N，下同)是氮元素的穩(wěn)定同位素，比普通的"N多一個質(zhì)
量單位，且其核自旋1=1/2，具有核磁共振信號，借助質(zhì)譜等測試技術(shù)，可以獲
得寶貴的結(jié)構(gòu)信息?？梢宰鳛槭聚檮?，廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)等領(lǐng)域。
三聚氰胺別名又稱蜜胺、氰尿酰胺、三聚氰酰胺。是一種重要的氮雜環(huán)有機化工原料。由于三聚氰胺分子中含有大量氮元素。飼料中非法添加化工原料，可以提高蛋白質(zhì)檢測數(shù)值，而用全氮測定法測飼料和食品中的蛋白質(zhì)含時，根本不會區(qū)分這種偽蛋白氮。2007年3 4月份，美國發(fā)生美國發(fā)生多起貓、狗等寵物中毒死亡事件，美國食品藥品管理局在隨后的調(diào)査發(fā)現(xiàn)寵物食品所用的小麥麩蛋白添加物中有較高濃度的三聚氰胺存在。而2008年，中國三鹿"毒奶粉"事件爆發(fā)，隨后又相繼在液態(tài)奶、以及其他奶制品，甚至雞蛋中檢測出三聚氰胺，而引起全國的食品安全問題。因此，三聚氰胺檢測、以及三聚氰胺在生物體內(nèi)代謝機理的研究，引起人們的重視。
質(zhì)譜作為目前發(fā)展最快的檢測技術(shù)，在各類殘留檢測中應(yīng)用逐漸普及，成為分析和確證實驗室必備的檢測儀器。由于質(zhì)譜能夠同時提供定性和定量信息，因此發(fā)達國家對于食品、詞料中的殘留均要求用質(zhì)譜法來進行檢測，并對相關(guān)判定標(biāo)準(zhǔn)進行了詳細(xì)的規(guī)定如歐盟的2002/657/EC指令。
為了避免由于食品和飼料檢測中復(fù)雜的基質(zhì)效應(yīng)、前處理和質(zhì)譜檢測器等因素對分析方法測定結(jié)果的影響，目前80%以上的各類農(nóng)殘檢測方法均使用同 位素內(nèi)標(biāo)，能夠有效地校正方法中出現(xiàn)的誤差，顯著提高目標(biāo)化合物的回收率
和方法穩(wěn)定性。而"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的開發(fā)成功將為更準(zhǔn)確的定量
檢測三聚氰胺及其衍生物提供標(biāo)準(zhǔn)試劑。但是現(xiàn)有的標(biāo)記方法工藝復(fù)雜、原料 利用率低、產(chǎn)品分離難。

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工藝簡
單、原料利用率高的同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) 一種同位素"N標(biāo)記三聚氰 胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，該方法是按化學(xué)計量比將無機原料與
三嗪類化合物在液相環(huán)境中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍 生物，反應(yīng)溫度為0 300°C，反應(yīng)時間為l 20h，所述的無機原料或三嗪類 化合物含有"N標(biāo)記同位素。
所述的無機原料包括硫酸銨、硫酸氫銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氨 水或氨氣。
所述的無機原料為氯化銨或氨水。
所述的三嗪類化合物為三聚氰氯或三聚氰酸。
所述的三嗪類化合物為三聚氰氯。
所述的液相環(huán)境為含有縛酸劑的液相溶劑，所述的縛酸劑為無機堿，包括 氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，所述的液相溶 劑包括二氧六環(huán)、丙酮、乙腈、甲苯、四氫呋喃、甲醇或乙醇。
所述的縛酸劑為氫氧化鈉或碳酸鈉，所述的液相溶劑為二氧六環(huán)或丙酮。
所述的反應(yīng)溫度為60 20(TC，反應(yīng)時間為4 10h。
所述的"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的結(jié)構(gòu)式如下
"N三聚氰胺結(jié)構(gòu)式
5H2N丫N^^ NH2 H2N' N丫N NH2
H2N\ ，\ z冊2
，、，
N、、 .N N、\ 一N
麗2
H2N;N NH2
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四
15 "N、 ？NH2
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l5NH2 五
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六
'NH2 七
15
N三聚氰胺衍生物結(jié)構(gòu)式
Rl\^N\ ^NH2
Rl\々N\ 7NH2
NH
R2
R2可以相同也可以不同；
R2代表下列原子或基團中的一種鹵素原子、氨基、仲胺基、季胺
基;
結(jié)構(gòu)式中的氮元素可以是N,標(biāo)記，或N2標(biāo)記，或N3標(biāo)記，或N4標(biāo)記， 或N5標(biāo)記。
所述的"N三聚氰胺結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式一 (Ni標(biāo)記)、結(jié)構(gòu)式二 (N2標(biāo)記)、
結(jié)構(gòu)式三(N3標(biāo)記)或結(jié)構(gòu)式七(N6標(biāo)記)；所述的R1， R2為氯原子或氨基；
所述的結(jié)構(gòu)式中的氮元素為三嗪環(huán)上取代的氨基中氮元素的N！標(biāo)記或N2標(biāo) 記。
該反應(yīng)可以根據(jù)需要，采用分步法反應(yīng)或一步反應(yīng)法控制合成產(chǎn)物同位素 "N標(biāo)記的位置及其標(biāo)記"N原子的個數(shù)。
按照本發(fā)明，無機原料中的氨基與三聚氰氯發(fā)生取代反應(yīng)而制備同位素 15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物。本發(fā)明特別適用于制備同位素"N標(biāo)記三聚氰 胺、同位素15N標(biāo)記2-氨基-4,6-二氯-l,3,5-三嗪、同位素15N標(biāo)記2,4-二氨基-6-氯-l,3,5-三嗪。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、 本發(fā)明采用方法過程簡單，"N利用率高。
2、 本發(fā)明產(chǎn)品易分離提純，產(chǎn)品純度在99%以上，豐度在98%atom15N以上。
3、 本發(fā)明具有良好經(jīng)濟性和使用價值。
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(xì)說明。
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于在三聚氰胺 及其衍生物為"N部分標(biāo)記或全標(biāo)記。 "N三聚氰胺及其衍生物結(jié)構(gòu)式如圖 "N三聚氰胺結(jié)構(gòu)式
H2N^^N^^NH2 H2N' NH2
N丫N NH2
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，、
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NH2
五
5NH2
15
六
NH2
七
優(yōu)選結(jié)構(gòu)式一 (N,標(biāo)記)或結(jié)構(gòu)式二 (N2標(biāo)記)或結(jié)構(gòu)式三(N3標(biāo)記)
或結(jié)構(gòu)式七(N6標(biāo)記)。
"N三聚氰胺衍生物結(jié)構(gòu)式
Ri-
.N、 々
,NH2
Rl、
.N、 々
.麗2
NH
R2
Rl, R2可以相同也可以不同；
Rl， R2代表下列原子或基團中的一種鹵素原子、氨基、仲胺基、季胺基，優(yōu)選氯原子、氨基等。
結(jié)構(gòu)式中的氮元素可以是Nj標(biāo)記，或N2標(biāo)記，或N3標(biāo)記，或N4標(biāo)記，
或Ns記，優(yōu)選三嗪環(huán)上取代的氨基中氮元素的N,標(biāo)記或N2標(biāo)記。 實施例1
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺(結(jié)構(gòu)式三)的合成方法
將7.38g三聚氰酸、72ml二氧六環(huán)加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封。放入冰水 浴中攪拌10min后，從反應(yīng)釜加料閥加入40ml稀氨水(含17.31g濃度25%15N-氨水)溶液，密封。放入油浴中加熱至130°C，反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng) 液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得5.10g白色固體15&-三聚氰胺(取代基 中"N標(biāo)記，如結(jié)構(gòu)式三所示)，回收NH4C1后，以"N原料計收率98o/。。HPLC 檢測，純度》99%;質(zhì)譜檢測，豐度》98。/。atom"N。
實施例2
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺(結(jié)構(gòu)式四)的合成方法
將7.50g"N3-三聚氰酸、72ml 二氧六環(huán)加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封。放入 冰水浴中攪拌10min后，從反應(yīng)釜加料閥加入40ml稀氨水(含18.g濃度25% 氨水)溶液，密封。放入油浴中加熱至130°C，反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng) 液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得5.19g白色固體15&-三聚氰胺(三嗪環(huán) 中"N標(biāo)記，如結(jié)構(gòu)式四)，以"N原料計收率99.8。/。。HPLC檢觀K，純度》99%; 質(zhì)譜檢測，豐度》98。/。atom"N。
實施例3
同位素15N標(biāo)記三聚氰胺衍生物一一2-"N-氨基-4,6-二氯-l,3,5-三嗪的合成 方法
將3.69g三聚氰酸、36ml丙酮加入帶冷凝管的250ml兩口燒瓶中，放入冰 水浴中劇烈攪拌下，滴加5ml濃度2.88g濃度25n/。的"N-氨水。滴加完畢維持 溫度0'C反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，產(chǎn)品經(jīng)抽濾、去離子水洗滌、烘干后，得到2.99g 白色固體2-"N-氨基-4，6-二氯-l,3,5-三嗪，回收NH4C1后，以"N原料計，收 率90%。 HPLC檢測，純度》99%;質(zhì)譜檢測，豐度》98。/oatom"N。
實施例4
同位素15N標(biāo)記三聚氰胺衍生物一一2，4-"N2-氨基-6-氯-l,3,5-三嗪的合成方法
將3.69g三聚氰酸、36ml丙酮加入帶冷凝管的250ml兩口燒瓶中，放入冰 水浴中劇烈攪拌下，滴加10ml濃度5.77g濃度25。/。的"N-氨水。滴加完畢維持 溫度45'C反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，產(chǎn)品經(jīng)抽濾、去離子水洗滌、烘干后，得到 2.71g白色固體2,4-"N2-氨基-6-氯-l，3,5-三嗪，回收NH4C1后，以15N原料計 收率92°/0。 HPLC檢領(lǐng)U，純度》99%;質(zhì)譜檢測，豐度》98。/oatom"N。
實施例5
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺(結(jié)構(gòu)式一)的合成方法
將按實施例3制備的6.63g2-"N-氨基-4,6-二氯-l,3，5-三嗪、72ml 二氧六環(huán) 加入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封。放入冰水浴中攪拌10min后，從反應(yīng)釜加料閥加 入20ml稀氨水(含10.卯g濃度25%的氨水)溶液，密封。放入油浴中加熱至 13(TC，反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得4.84g 白色固體"N3-標(biāo)記三聚氰胺(取代基中"N標(biāo)記，如結(jié)構(gòu)式三所示)，以15N 原料計收率95.1%。 HPLC檢領(lǐng)扎純度》99%;質(zhì)譜檢測，豐度》98。/oatom"N。
實施例6
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺(結(jié)構(gòu)式二)的合成方法
將按實施例4制備的5.90g2,4-"N2-氨基-6-氯-l，3,5-三嗪、72ml 二氧六環(huán)加 入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封。放入冰水浴中攪拌10min后，從反應(yīng)釜加料閥加入 10ml稀氨水(含5.45g濃度25n/。的氨水)溶液，密封。放入油浴中加熱至130 。C，反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得4.93g 白色固體"N3-三聚氰胺(取代基中"N標(biāo)記，如結(jié)構(gòu)式三所示)，以"N原 料計收率96.2%。 HPLC檢測，純度>99%;質(zhì)譜檢測，豐度^98。/。atom"N。
實施例7
同位素"N標(biāo)記三聚氰胺(結(jié)構(gòu)式三)的合成方法
將7.38g三聚氰酸、72ml二氧六環(huán)、6.54g15N-NH4Cl、 20ml水加入不銹鋼 反應(yīng)釜中，密封，放入冰水浴中攪拌。將5gNaOH溶于20ml水中，冷卻后通 過加料閥加入反應(yīng)釜，密閉。放入油浴中加熱至130°C，反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后， 將反應(yīng)液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得4.94g白色固體15&-三聚氰胺(取 代基中"N標(biāo)記，如結(jié)構(gòu)式三所示)以"N原料計收率95.0。/。。 HPLC檢測，純度>99%;質(zhì)譜檢測，豐度》98。/。atom"N。 實施例8
一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，該方法是將氯化銨 與15N三聚氰氯按化學(xué)計量比在含有氫氧化鈉的丙酮中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位 素"N標(biāo)記三聚氰胺，反應(yīng)溫度為30。C，反應(yīng)時間為20h，反應(yīng)完畢后，將反 應(yīng)液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得"N-三聚氰胺。HPLC檢測，純度>99%; 質(zhì)譜檢測，豐度》98Q/。atom"N。
實施例9
一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，該方法是將硫酸氫 銨與"N三聚氰氯按化學(xué)計量比在四氫呋喃中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位素"N標(biāo) 記三聚氰胺，反應(yīng)溫度為30(TC，反應(yīng)時間為lh，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液蒸干 后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘千得"N-三聚氰胺。HPLC檢測，純度》99%;質(zhì)譜 檢測，豐度》98。/。atom15N。
實施例10
一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，該方法是將碳酸氫 銨與15N三聚氰氯按化學(xué)計量比在含有碳酸鉀的甲醇中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位 素"N標(biāo)記三聚氰胺，反應(yīng)溫度為6(TC，反應(yīng)時間為10h，反應(yīng)完畢后，將反 應(yīng)液蒸干后，經(jīng)重結(jié)晶、過濾、烘干得"N-三聚氰胺。HPLC檢測，純度》99%; 質(zhì)譜檢測，豐度》98。/。atom"N。
10
權(quán)利要求
1. 一種同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，該方法是按化學(xué)計量比將無機原料與三嗪類化合物在液相環(huán)境中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物，反應(yīng)溫度為0～300℃，反應(yīng)時間為1～20h，所述的無機原料或三嗪類化合物含有15N標(biāo)記同位素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的無機原料包括硫酸銨、硫酸氫銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氨水或氨氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的無機原料為氯化銨或氨水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的三嗪類化合物為三聚氰氯或三聚氰酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的三嗪類化合物為三聚氰氯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的液相環(huán)境為含有縛酸劑的液相溶劑，所述的縛酸劑為無機堿，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，所述的液相溶劑包括二氧六環(huán)、丙酮、乙腈、甲苯、四氫呋喃、甲醇或乙醇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的縛酸劑為氫氧化鈉或碳酸鈉，所述的液相溶劑為二氧六環(huán)或丙酮。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的反應(yīng)溫度為60 200°C，反應(yīng)時間為4 10h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同位素"N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的結(jié)構(gòu)式如下15N三聚氰胺結(jié)構(gòu)式<formula>formula see original document page 3</formula>Rl， R2代表下列原子或基團中的一種鹵素原子、氨基、仲胺基、季胺結(jié)構(gòu)式中的氮元素可以是N,標(biāo)記，或N2標(biāo)記，或N3標(biāo)記，或N4標(biāo)記，或N5標(biāo)記。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種同位素15N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述的"N三聚氰胺結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式一 (Ni標(biāo)記)、結(jié)構(gòu)式二 (N2標(biāo)記)、結(jié)構(gòu)式三(N3標(biāo)記)或結(jié)構(gòu)式七(N6標(biāo)記)；所述的R1，R2為氯原子或氨基；所述的結(jié)構(gòu)式中的氮元素為三嗪環(huán)上取代的氨基中氮元素的K標(biāo)記或N2標(biāo)記。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同位素¹⁵N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物的合成方法，該方法是按化學(xué)計量比將無機原料與三嗪類化合物在液相環(huán)境中發(fā)生取代反應(yīng)生成同位素¹⁵N標(biāo)記三聚氰胺及其衍生物，反應(yīng)溫度為0～300℃，反應(yīng)時間為1～20h，所述的無機原料或三嗪類化合物含有¹⁵N標(biāo)記同位素。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法避免了常規(guī)化學(xué)合成方法中¹⁵N原料的大大過量，穩(wěn)定同位素利用率低的問題，本發(fā)明使¹⁵N無機原料和三嗪類化合物或¹⁵N標(biāo)記的三嗪類化合物可以按化學(xué)計量比進行反應(yīng)。最終¹⁵N原料的利用率可以達到95％以上，¹⁵N標(biāo)記三聚氰胺經(jīng)提純后，純度達99％以上，豐度在98％atom ¹⁵N以上。
文檔編號C07D251/00GK101497587SQ20091004727
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者盧偉京, 楊維成, 勇 羅 申請人:上?；ぱ芯吭?br>