專利名稱：一種雙標(biāo)記呋喃西林-(¹³C, ¹⁵N₂)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(jī)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(jī)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(xì)菌體內(nèi)的氧化還原酶系統(tǒng)，使細(xì)菌代謝發(fā)生紊亂，從而達(dá)到殺菌防腐的效果。早期曾被廣泛用作動(dòng)物飼料添加劑，后來發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的細(xì)胞誘變性和動(dòng)物致癌毒性(祝偉霞，劉亞風(fēng).動(dòng)物性食品中硝基呋喃類藥物殘留檢測研究進(jìn)展[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(jìn)展[J].中國獸藥雜志.2009，43 (4) :51-54. )0檢驗(yàn)檢疫部門為了對(duì)飼料和食物中的呋喃妥因進(jìn)行檢驗(yàn)，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(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析(劉衛(wèi)霞，羅勇，楊維成.有機(jī)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(xiàn)，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(zhǔn)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(shí)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(shí)，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(qiáng)酸，攪拌，加熱到20 80°C，反應(yīng)I 6小時(shí)，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(shí)，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(shí)間為6 7小時(shí)。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(qiáng)酸可以是硫酸、鹽酸或氫氟酸中的ー種；用量是強(qiáng)酸與雙標(biāo)記尿素-(13C，15N2)的摩爾比為O. 06 I. 2 I ;所述的強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)雙標(biāo)記呋喃西林-(13CZ5N2)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I在裝有溫度計(jì)、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(shí)。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(shí)，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(jì))，13C 豐度 98. 1%, 15N 豐度 98. 5%,純度 99. 3%0實(shí)施例2在裝有溫度計(jì)、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(shí)。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(shí)，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(jì))，13C豐度98. 2%, 15N豐度98. 3%,純度99. 2%。實(shí)施例3在裝有溫度計(jì)、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(shí)。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(shí)。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(shí)，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(jì))，13C 豐度 98. 3%, 15N 豐度 98. 2%,純度 99.1%.實(shí)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(jì))，13C豐度98. 5%, 15N 豐度 98. 3%，純度 99. 4%。實(shí)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(jì))，13(豐度98.7%，％豐度98.4%，純度99. 1% o實(shí)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(jì))，13C 豐度 98. 6%, 15N 豐度 98. 8%,純度 99. 2%0實(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(qiáng)酸，攪拌，加熱到20 80°C，反應(yīng)I 6小時(shí)，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(shí)，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(shí)間為6 7小時(shí)。
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(qiáng)酸可以是硫酸、鹽酸或氫氟酸中的一種；用量是強(qiáng)酸與雙標(biāo)記尿素_(13C，15N2)的摩爾比為0. 06 I. 2 I ;所述的強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)酸，攪拌，加熱到20～80℃，反應(yīng)1～6小時(shí)，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(shí)，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(zhǔn)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(hào)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>