鄰苯二甲酸二甲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甲酯半抗原及其制 備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 鄰苯二甲酸酯類(lèi)塑化劑（縮寫(xiě)為PAEs)，又稱(chēng)酞酸酯類(lèi)，是一類(lèi)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(chēng)。這類(lèi)物 質(zhì)有特殊性氣味，毒性較大，一般情況下?tīng)顟B(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(lèi)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(chóng)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] 鄰苯二甲酸二甲酯（英文名稱(chēng)：Dimethyl phthalate，簡(jiǎn)稱(chēng)DMP)，又名酞酸二甲 酯、避蚊酯、驅(qū)蚊油等，CAS號(hào)為131-11-3,分子式為C1idH1idO4，分子量為194. 19,無(wú)色透明微 黃色油狀液體，稍具芳香味，能與乙醇、乙醚等一般有機(jī)溶劑混溶，不溶于水和石油醚；高度 易燃，遇明火、高熱、氧化劑有燃燒的危險(xiǎn)。該物質(zhì)微毒，對(duì)眼睛粘膜有較強(qiáng)的刺激性；可能 對(duì)胎兒造成傷害，對(duì)水生生物有極高毒性；有損害生育能力的危險(xiǎn)性；吸入、皮膚接觸及吞 食有毒；人體組織內(nèi)可蓄積，從而抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)。由于其具備良好的塑膜性、粘著性和 防水性，故常被用于制作醋酸纖維素的薄膜、清漆涂料、透明紙和成模塑料粉等；還可用作 驅(qū)蚊油、聚氟乙烯涂料以及殺蟲(chóng)劑的溶劑]。近些年來(lái)，由于頻頻發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)在食品、水體中 的含量過(guò)高，因此，該物質(zhì)含量的檢測(cè)便備受關(guān)注。
[0004] 目前對(duì)鄰苯二甲酸二甲酯的檢測(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(zhuān)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(lèi)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, VanWeerman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)IO 15M i。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(méi)有親和素-生物素化酶聯(lián)免疫吸附分析方法檢測(cè)鄰苯二甲酸二甲酯的 相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述現(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甲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)于鄰苯二甲酸二甲酯免疫監(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 酸二甲酯免疫檢測(cè)方法的關(guān)鍵。因此，本發(fā)明的鄰苯二甲酸二甲酯半抗原的制備是采用免 疫方法測(cè)定鄰苯二甲酸二甲酯的基礎(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)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 第一方面，本發(fā)明涉及一種鄰苯二甲酸二甲酯半抗原，其結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
原）為淡黃色針狀結(jié)晶體，分子式：CiqH11NO4,分子量209. 20 ;恪點(diǎn)：79~81°C。
[0012] 第二方面，本發(fā)明涉及一種鄰苯二甲酸二甲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-硝基鄰苯二甲酸二甲酯；
[0014] S2、以非質(zhì)子性有機(jī)溶劑為溶劑，4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯和鋅粉、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-氨基鄰苯二甲酸二甲酯，即所述鄰苯二甲酸二甲酯半 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：將鄰苯二甲酸二甲酯溶解在甲醇溶液中，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_硝基鄰苯二甲酸二甲酯溶于非質(zhì)子性有機(jī)溶劑環(huán)境 中，然后分批次加入鋅粉，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、甲醇、強(qiáng)酸A的摩爾比為1:5~6. 5:0. 5~ 0. 7 ;所述4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯、強(qiáng)酸B、非質(zhì)子性有機(jī)溶劑和鋅粉的摩爾比為1:20~ 22:550~570:20~22,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)4-硝基鄰苯二甲酸、甲醇的摩爾比是1:2,但為了反應(yīng)順利進(jìn)行，一般甲 醇的用量是4-硝基鄰苯二甲酸的摩爾量的5倍以上，但不能超過(guò)4-硝基鄰苯二甲酸的摩 爾量的6. 5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0. 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-硝基鄰苯二甲酸二甲酯、強(qiáng)酸B和純鋅粉的摩爾比是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20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22倍；此外，強(qiáng)酸作為還原反應(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. 1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29倍。
[0023] 優(yōu)選的，步驟Sl中，所述回流反應(yīng)的溫度為80~100°C，反應(yīng)時(shí)間為5~6小時(shí)； 步驟S2中，所述還原反應(yīng)的溫度為25~28°C，反應(yīng)時(shí)間為12~15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。上述 強(qiáng)酸均可是其他強(qiáng)酸，只要不參與反應(yīng)就可以。
[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。苯或甲苯均屬于極性有機(jī) 溶劑，不易于參與反應(yīng)，粘度相當(dāng)，沸點(diǎn)不是很高且不是非常容易揮發(fā)，使用這樣的有機(jī)溶 劑作為介質(zhì)比較穩(wěn)定，利用反應(yīng)的完成。
[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)的甲醇和生成的 水，再趁熱將液體倒入冰水中，析出的固體粗品用10% Na2OV^液洗滌至水層呈無(wú)色 (pH7. 0-8.0)，最后，固體粗品用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得淺黃色針狀晶體，即得到純化后的 4-硝基鄰苯二甲酸二甲酯。
[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 鄰苯二甲酸二甲酯半抗原的步驟。
[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