CN103969208A - 邻羰基肟化合物的用途及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及邻羰基肟化合物的用途及制备方法，具体地，本发明涉及邻羰基肟化合物用于检测神经性毒剂特别是G类神经性毒剂的用途，以及用于特异性鉴别G类和V类神经性毒剂的用途。本发明还涉及检测神经性毒剂特别是G类神经毒剂的方法，以及以不同邻羰基醛或二酮化合物为原料，在不同反应条件下还原为邻羰基肟类化合物的制备方法。本发明将邻羰基肟与神经性毒剂的特异性反应与比色法、SERS的检测优势有机结合，实现了神经性毒剂的快速检测和G类与V类神经性毒剂的成功区分。

Description

邻羰基肟化合物的用途及制备方法
技术领域
本发明涉及邻羰基肟化合物的用途及制备方法，具体地，本发明涉及邻羰基肟化合物用于检测神经性毒剂特别是G类神经性毒剂的用途，以及用于特异性鉴别G类和V类神经性毒剂的用途。本发明还涉及检测神经性毒剂特别是G类神经性毒剂的方法，以及邻羰基肟类化合物的制备方法。
背景技术
有机磷毒剂(Organophosphorus agents,OPs)，是一类包含有机磷农药及神经性毒剂在内的高毒性化合物，因其高毒、速杀的特点，自19世纪发现以来，已经引发了诸多关注。神经性毒剂是其中毒性最强的一类化合物，已被列入化学战剂(chemical warfare agents,CWAs)的范畴。沙林(GB)、梭曼(GD)、塔崩(GA)和维埃克斯(VX)是典型的神经性毒剂，除-P＝O键外，分别含有高活性的P-F和P-CN键及活性稍低的P-S键。GB、GD和GA可进一步归属于G类神经性毒剂范畴，而VX则为V类神经性毒剂的典型代表。
针对OPs，目前主要的检测技术方法分为分离分析筛查鉴定及现场化学/生物传感两大类，前者以色谱、色谱-质谱联用为代表，后者则包括比色法、荧光法、酶法、电化学、微悬臂传感法等。气相色谱法(GC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、液相色谱-质谱联用法(LC-MS)等普遍存在操作复杂、检测时间较长、仪器昂贵和易受外界环境干扰等不足，很难实现现场快速检测。现场化学/生物传感方法中，酶学法虽具有检测速度快、过程简便、成本低等优点，已被广泛应用于国内外OPs的快速检测，但在低温或高温条件下不能很好进行检测，易出现假阴性结果，且不能区分神经性毒剂和有机磷农药。比色法则因其具有特异性较 强、灵敏度较高且操作简便，检测速度快优势，已是现场快速检测的主要技术方法之一。
另外，表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectrometry，SERS)可对样品进行无损分析，具有无需样品制备、可鉴别各种材料的结构和特征、特别适合探测液体样品等特点。凭借其高检测灵敏度、高分辨率及稳定性好的优点，在痕量及超痕量OPs检测方面具有较大潜力。而便携式拉曼光谱仪的出现，为实现现场快速、灵敏和可靠的OPs检测提供了物质基础。
肟类化合物是现阶段OPs中毒的常用解毒药物，其解毒机制主要是通过亲核反应进攻磷酰化胆碱酯酶(ChE)，从而脱去结合的磷酰化基团，即去磷酰化，肟类化合物再与磷酰基发生成酯反应，生成低毒的磷酸肟酯化合物，从而恢复ChE的活力。除作为OPs解毒剂之外，肟类化合物还可构建良好的分析体系，但目前尚没有利用肟类化合物通过比色法或SERS方法快速检测并区分G类和V类神经性毒剂的方法。
发明内容
本发明的发明人经过大量探索和实验，将邻羰基肟化合物与神经性毒剂的特异性反应与比色法、SERS的检测优势有机结合，实现了神经性毒剂的快速检测；本发明还提供了邻羰基肟化合物的制备方法。具体地，本发明包括以下几方面：
本发明第一方面涉及一种检测神经性毒剂(例如G类神经性毒剂)的方法，所述方法包括以下步骤：
将邻羰基肟化合物溶于水中得到溶液，将该溶液调节至碱性，加入不同浓度的待测样品，得到反应液，检测反应液的紫外可见吸光度，记录特征吸收峰强度随神经性毒剂加入量变化的情况。
根据本发明第一方面任一项的方法，其特征在于以下几项中的一项或数项：
(1)所述邻羰基肟化合物为通式Ⅰ或Ⅱ所示的化合物，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；优选地，R1 为芳基，R2和/或R3为芳基；
(2)将邻羰基肟化合物溶于水中得到的溶液的浓度为200ppb(ng/ml)-20ppm(μg/ml)，例如为1-10ppm、5-10ppm；
(3)所述碱性是指pH值为8～12，优选为9.5～10.5；
(4)加入待测样品1-5min，例如1-2min后检测紫外可见吸收光谱(以吸光度表示)；
(5)所述特征吸收峰的位置选自约261nm、约273nm或约223nm处；
(6)随着待测样品加入浓度的增大，当其在约261nm和约273nm处的特征吸收峰强度逐渐下降，或者同时伴有约223nm处的特征吸收峰强度逐渐上升时，则待测样品中含有G类神经毒剂。
本发明第二方面涉及本发明第一方面任一项的方法用于检测和区分G类神经性毒剂和V类神经性毒剂的用途。
随着待测样品加入浓度的增大，当其在约261nm和约273nm处的特征吸收峰强度逐渐下降，或者同时伴有约223nm处的特征吸收峰强度逐渐上升时，则待测样品中含有G类神经性毒剂；而随着待测样品加入浓度的增大，当其在约261nm和约273nm处的特征吸收峰强度不发生改变时，该待测样品中不含有G类神经性毒剂时，例如只含有V类神经性毒剂或其它有机磷毒剂。
本发明第三方面涉及一种检测G类神经性毒剂的方法，所述方法包括以下步骤：
a)制备金纳米粒子(AuNPs)溶液；
b)将邻羰基肟化合物溶于水中得到溶液，将该溶液调节至碱性；
c)取待测样品，加入步骤b)得到的邻羰基肟化合物碱性溶液， 反应一段时间，取反应液与弃去水相的步骤a)制备的金纳米粒子混合，弃去水相，吸取团聚的金纳米粒子滴于硅片上，挥干后进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测；
d)任选地，移取适量步骤a)制备的金纳米粒子溶液，弃去水相，再取步骤b)得到的邻羰基肟化合物碱性溶液与金纳米粒子混合均匀，弃去水相，吸取剩余的金纳米粒子滴到硅片上，挥干后进行SERS检测，得到反应体系的空白对照；
e)具有特征性CN-拉曼峰的待测样品含有G类神经性毒剂。
根据本发明第三方面任一项的方法，其特征在于以下几项中的一项或数项：
(1)所述邻羰基肟化合物为通式Ⅰ或Ⅱ所示的化合物，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
(2)将邻羰基肟化合物溶于水中得到的溶液的浓度为200ppb-20ppm，例如为1-10ppm、5-10ppm；
(3)步骤b)中所述碱性是指pH值为8～12，优选为9.5～10.5；
(4)步骤c)中所述反应一段时间是指1-5min，例如1-2min；
(5)采用离心的方法弃去水相；
(6)在约2132cm-1处的拉曼峰为特征性CN-峰；
(7)所述金纳米粒子的平均粒径为45-65nm，例如55nm。
在本发明的实施方案中，预先吸取大约500μl(0.05nM)金纳米粒子，离心弃去水相后，再加入大约500μl的邻羰基肟化合物碱性溶液和待测样品反应液与金纳米粒子混合均匀，再次离心，尽量吸出水溶液，吸取0.3～0.5μl团聚的金纳米粒子滴于硅片上，待自然风干后，进行SERS检测。
本发明第四方面涉及本发明第三方面任一项的方法用于检测和区 分G类神经性毒剂和V类神经性毒剂的用途。
当待测样品在约2132cm-1处有特征性拉曼峰时，则含有G类神经性毒剂；而当待测样品在约2132cm-1处没有特征性拉曼峰时，则不含有G类神经性毒剂，例如只含有V类神经性毒剂或其它有机磷毒剂。当待测样品在886cm-1处有特征性拉曼峰时，则含有V类神经性毒剂。
本发明第五方面涉及通式Ⅰ或Ⅱ所示的邻羰基肟化合物用于检测神经性毒剂的用途，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
根据本发明第五方面任一项的用途，其中所述的神经性毒剂为G类或V类神经性毒剂，优选为G类神经性毒剂。
本发明第六方面涉及通式Ⅰ或Ⅱ所示的邻羰基肟化合物用于特异性检测G类神经性毒剂并且将G类神经性毒剂与其它有机磷毒剂(例如V类神经性毒剂)区分的用途，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
本发明第七方面涉及通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物的制备方法，其中R1为C1-6烷基或芳基，
其包括以下步骤：
a)将通式Ⅲ所示的酮醛化合物水溶液溶于有机溶剂(例如四氢呋喃(THF)、无水乙醚、二氯甲烷、氯仿)中，加入适量盐酸羟胺和碳酸盐(例如Na2CO3、NaHCO3、K2CO3、KHCO3)固体粉末混合均匀，其中R4为C1-6烷基或芳基；
b)反应一段时间后(例如TLC监测至原料点消失)，反应液用步骤a)中的有机溶剂提取，弃去水相，有机相经干燥后去除溶剂获得通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物粗产物，任选地，粗产物经柱层析纯化后获得纯化产物。
根据本发明第七方面任一项的制备方法，其中所述的酮醛化合物为甲基乙二醛或苯基乙二醛。
根据本发明第七方面任一项的制备方法，其中所述去除溶剂的方法为减压蒸馏。
本发明第八方面涉及通式Ⅱ所示的邻羰基肟化合物的制备方法，其中R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
其包括以下步骤：
a)将通式Ⅳ所示的1,3-二酮化合物溶于水中，加入适量乙酸和NaNO2，其中R5、R6各自独立地为C1-6烷基或芳基；
b)反应一段时间后(例如TLC监测至原料点消失)，反应液用无水乙醚或四氢呋喃萃取，洗至中性，弃去水相，有机相经干燥后去除溶剂获得通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物粗产物，任选地，粗产物经 重结晶，获得纯化产物。
根据本发明第八方面任一项的制备方法，其中所述的1,3-二酮化合物选自1-苯基-1,3-丁二酮、1,3-二苯基-1,3-戊二酮或乙酰丙酮。
根据本发明第八方面任一项的制备方法，其中乙酸和NaNO2的加料顺序为先加入乙酸，后缓慢滴加NaNO2水溶液；滴加NaNO2水溶液时，先采用冰浴，维持反应液温度范围为8-10℃，滴加完毕后，恢复反应至室温。
根据本发明第八方面任一项的制备方法，其中所述去除溶剂的方法为减压蒸馏。
根据本发明第八方面任一项的制备方法，其中用饱和NaHCO3溶液洗至中性。
在本发明的具体实施方案中，通式Ⅰ或Ⅱ所示的邻羰基肟化合物的制备方法如下所示：
在本发明中，所述有机磷毒剂(Organophosphorus agents,OPs)，是一类包含有机磷农药及神经性毒剂在内的高毒性化合物，例如包括沙林(GB)、梭曼(GD)、塔崩(GA)、维埃克斯(VX)、马拉硫磷、辛硫磷、甲基对硫磷、对氧磷、乙基甲基磷酸(EMPA)、异丙基甲基磷酸(IMPA)、甲基磷酸(MPA)等。
在本发明中，所述神经性毒剂由于分子中含磷原子，又称含磷毒剂。主要分两类：(1)将含有P-CN键和P-F键的称为G类毒剂：如沙林(GB)、梭曼(GD)和塔崩(GA),易于挥发，以呼吸道为主要中毒途径，毒性大，潜伏期短，作用快；(2)将含有P-SCH2CH2N(R)2键 的化合物称为V类毒剂：如VX和RVX等，油状液滴，挥发度小，皮肤吸收为主要中毒途径，其气溶胶态也可致呼吸道中毒，毒性比G类大。
在本发明中，所述C1-6烷基是指含1-6个碳原子的直链、支链或环状烷基，包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
在本发明中，所述芳基是指苯基或萘基。
在本发明中，所述纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法或其它方法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
在本发明的具体实施方案中，金纳米粒子的平均粒径约为45-65nm，例如为55nm。
在本发明的具体实施方案中，所述金纳米粒子的制备方法为：三口瓶中(经王水浸泡洗净)加入100ml氯金酸水溶液(0.1mg/mL)，油浴升温至回流，快速加入0.85ml柠檬酸钠(1％，w/v)水溶液，溶液立刻变为酒红色，继续搅拌回流反应约1h后冷却至室温即得到金纳米粒子，其平均粒径为55nm，浓度约为0.05nM，金纳米粒子离心后使用(参照文献8制备)。
在本发明中，所述表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectrometry，SERS)技术是指吸附在粗糙化金属表面的化合物由于表面局域等离子激元被激发所引起的电磁增强(即物理增强)，以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子构成拉曼增强的活性点(即化学增强)，这两者的作用使被测定物的拉曼散射产生极大的增强效应。其增强因子可达103～107，已发现能产生SERS的金属有Ag，Au，Cu和Pt等少数金属，以Ag的增强效应为最佳，最为常用。此技术具有选择性好和灵敏度高的优点，实际检测限可达10-12克级。可以区分同分异构体、表面上吸附取向不同的同种分子等，是研究表面和界面过程的重要工具，是定性鉴定化学结构相近化合物的有力手段。可用作液相色谱分析的检 测器。在环境化学、生物化学中有机化合物的分析已有广泛应用。
在本发明中，将邻羰基肟化合物溶液调节为弱碱性，一方面是由于肟化合物在碱性条件下方能与G类神经性毒剂发生特异性反应，另一方面是由于神经性毒剂的水解速率适中。
在本发明中，所述“约”的范围根据不同的仪器、检测方法以及本领域技术人员的判断而确定，例如是指≤±5nm，例如±4nm、±3nm、±2nm、±1nm。
本发明发现，邻羰基肟化合物仅与G类神经性毒剂发生特异性反应，不与V类神经性毒剂或其它有机磷毒剂反应，建立的SERS和紫外可见光谱法可用于G类和V类神经性毒剂快速区分检测。本发明提供的邻羰基肟化合物的合成路线步骤简明、条件温和、纯化步骤简单、且产率较高。
附图说明：
图1丙酮醛肟(PAO)的红外光谱(Nicolet380spectrometer，Thermo，USA)图；
图22,4-二羰基-3-肟戊烷(PTO)的红外光谱图；
图32,4-二羰基-3-肟-1-苯基-丁烷(PBO)的红外光谱图；
图4丙酮醛肟(PAO)的气相色谱-质谱法(GC-MS)的色谱图和质谱图(Agilent6890N GC-5975MS)；
图52,4-二羰基-3-肟戊烷(PTO)的GC-MS色谱图和质谱图；
图62,4-二羰基-3-肟-1-苯基-丁烷(PBO)的GC-MS色谱图和质谱图；
图7分别为不同浓度的GD(浓度范围20ppb-10ppm)、VX(浓度范围50ppb-10ppm)与10ppm PBO在碱性水溶液中(pH9.6)反应数分钟后的紫外可见光谱图；A图中的1和2分别表示5ppm和10ppm苯甲酸的UV-Vis谱图；
图8SERS间接检测神经性毒剂的原理示意图；
图91ppm不同神经性毒剂与10ppm PBO碱性水溶液(pH9.6)反应数分钟后的SERS检测图，曲线从上到下依次为塔崩、梭曼、沙林、VX和空白对照；
图10不同有机磷化合物与肟溶液混合后的SERS谱图；1—10分别对应：梭曼、甲基二氯氧磷、VX、马拉硫磷、辛硫磷、甲基对硫磷、对氧磷、甲基膦酸单乙酯(EMPA)、甲基膦酸单异丙酯(IMPA)、甲基磷酸(MPA)。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
金纳米粒子的制备方法：三口瓶中(经王水浸泡洗净)加入100ml氯金酸水溶液(0.1mg/mL)，油浴升温至回流，快速加入0.85ml柠檬酸钠(1％，w/v)水溶液，溶液立刻变为酒红色，继续搅拌回流反应约1h后冷却至室温即得到金纳米粒子，其平均粒径为55nm，浓度约为0.05nM。金纳米粒子离心后使用。
实施例1：
将2g(30mmol)甲基乙二醛水溶液、2g(28.5mmol)盐酸羟胺、0.2g(1.9mmol)Na2CO3和4mL THF在100mL三颈圆底烧瓶中混合均匀，室温下磁力搅拌反应，反应过程中用薄层色谱(TLC)监测原料甲基乙二醛(展开剂为正己烷/乙酸乙酯＝10:1,v/v)，大约反应3h后，TLC显示原料点接近消失，停止搅拌，将反应液倒入250mL烧杯中，用THF萃取三次，弃去水相，合并有机相，用无水Na2SO4干燥有机相过夜，旋转蒸发除去溶剂后，得到棕色油状液体，用硅胶柱层析进一步纯化(300目，洗脱剂为乙酸乙酯：二氯甲烷＝1:1)，得到 淡黄色油状液体，即为丙酮醛肟其纯度高于97％(GC-MS法)。
实施例2：
将10g(100mmol)乙酰丙酮、30mL乙酸和10mL超纯水在250mL三颈圆底烧瓶中混合均匀，三颈瓶中置磁子搅拌、温度计，氮气保护和冰浴条件下，搅拌10min后，将8g(160mmol)NaNO2溶于10mL去离子水中，用恒压加液器滴加至乙酰丙酮的乙酸溶液中，控制滴加速度，使反应温度维持在8～10℃，待滴加完毕后，撤除冰浴，室温下再反应1h，GC-MS法监测原料和产物。停止反应后，用无水乙醚提取3次有机相，用饱和NaHCO3溶液洗至中性后，再用蒸馏水洗有机相两次，静置分层弃去水相，有机相用无水Na2SO4干燥后，旋转蒸发除去乙醚，真空干燥后，用四氢呋喃重结晶纯化粗产物即得到2,4-二羰基-3-肟戊烷 其纯度高于99％(GC-MS法)。
实施例3：
将2g(12.3mmol)1-苯基-1,3-丁二酮、15mL乙酸和10mL超纯水在100mL三颈圆底烧瓶中混合均匀，三颈瓶中置磁子搅拌、温度计，氮气保护和冰浴条件下，搅拌10min后，将0.93g(13.5mmol)NaNO2溶于10mL去离子水中，用恒压加液器滴加至1-苯基-1,3-丁二酮的乙酸溶液中，注意控制滴加速度，使反应温度维持在8～10℃，待滴加完毕后，撤除冰浴，室温下再反应1h，GC-MS监测原料和产物。停止反应后，用无水乙醚提取3次有机相，用饱和NaHCO3溶液洗至中性后，再用蒸馏水洗有机相两次，静置分层弃去水相，有机相用无水Na2SO4干燥后，减压除去乙醚，真空干燥得2,4-二羰基-3-肟-1-苯基-丁烷 其纯度高于97％(GC-MS法)。
实施例1、2、3的制备产物通过图1-图3所示的红外光谱(Nicolet 380spectrometer，Thermo，USA)和图4-图6气相色谱-质谱法(GC-MS)的质量色谱图(Agilent6890N GC-5975MS)予以证实。图1-图3分别为丙酮醛肟(PAO)、2,4-二羰基-3-肟戊烷(PTO)、2,4-二羰基-3-肟-1-苯基-丁烷(PBO)的红外光谱图。其中，O-H和N-H伸缩振动体现为3000cm-1以上的宽峰，C＝N双键的振动体现为1680～1630cm-1吸收带和960～930cm-1处出现的尖峰；1400～1450cm-1为C-N伸缩，1155cm-1为C-N伸缩振动，1040cm-1附近为数个N-O振动的分裂峰，1450,1500,1580和1600cm-1处为苯环骨架振动特征峰。
图4-图6分别为PAO、PTO、PBO三种化合物的GC-MS色谱图，在实验条件下，上述三种酮肟化合物的保留时间分别为5.1min、6.9min和6.7min；以及分别为上述三种化合物的质谱图，其质谱图中的分子离子峰分别为m/z87.0,129.0和190.7(MWcacld＝87.0、129.0和191.18)。
实施例4：
精密称取20mg的PBO，用少量乙腈溶解超声后，再用pH约为9.6的蒸馏水(以NaOH调节)稀释至10ppm。将GD用乙腈稀释至1000ppm，取不同量的上述GD乙腈母液加入到5mL碱性苯二酮肟溶液中，使GD终浓度分别为20ppb、50ppb、100ppb、200ppb、500ppb、1ppm、2ppm、5ppm和10ppm，将各混合液摇匀1min后，取1mL反应液加入比色皿中，使用紫外-可见分光光度(紫外可见分光光度计,美国Varianinc，Cary300Conc)法，以pH为9.6的NaOH水溶液为空白，扫描200-400nm间的紫外吸收强度。PBO在261nm和约273nm处的特征吸收峰随着梭曼加入浓度的增加依次降低，而在223nm处的吸收峰随着梭曼加入量的增加呈上升趋势(参见图7)。
注意：GD为剧毒性神经性毒剂，所有操作必须在通风橱内进行。操作完毕后的溶液需要以醇碱溶液进行洗消处理。
实施例5：
精密称取PBO20mg，用少量乙腈溶解超声后，再用pH约为9.6的溶液稀释至10ppm。将VX用乙腈稀释至1000ppm，取不同量的上述VX乙腈母液加入到5ml碱性PBO溶液中，使VX终浓度分别为20ppb、50ppb、100ppb、200ppb、500ppb、1ppm、5ppm和10ppm，将各混合液摇匀1min后，取1mL反应液加入比色皿中，使用紫外-可见分光光度法，扫描200-400nm间的紫外吸收强度。PBO在261nm和约273nm处的特征吸收峰随着VX加入量的增加无显著变化(参见图7)。
由图7A可知，PBO的紫外-可见吸收光谱强度随着GD加入浓度的增大，其在261nm和约273nm处的特征吸收峰强度逐渐下降，当GD加入浓度大于1ppm后，在223nm处有新吸收峰生成，该峰与苯甲酸(BA)溶液的紫外吸收特征峰位置吻合(如图7A中的1，2所示)，从另一角度证明苯二酮肟与梭曼反应生成了苯甲酸，且接近定量反应。图7B表明，PBO的UV-Vis谱图随着VX的加入量增大，在261nm和约273nm处的特征峰紫外吸收强度却未发生改变。因此，用所合成的PBO化合物为反应试剂，结合紫外可见分光光度技术，可用于G类神经性毒剂的快速检测。
注意：VX为剧毒性神经性毒剂，所有操作必须在通风橱内进行。操作完毕后的溶液需要以醇碱溶液进行洗消处理。
本发明制备的邻羰基肟化合物中，选用具有较强紫外吸收的PBO作为传感分子，在碱性条件下，其特征紫外吸收强度随着G类神经性毒剂加入量的增加逐渐降低，而V类神经性毒剂对其特征紫外吸收强度无显著影响。因此邻羰基化合物可用于快速区分G类和V类神经性毒剂。
实施例6：
精密称取PBO固体20mg，用少量乙腈溶解超声后，再用pH约为9.6的蒸馏水稀释至10ppm。将GA、GD、GB、VX等毒剂用乙腈分别稀释至1000ppm，取适量上述神经性毒剂分别加入到碱性PBO溶液中， 使每种毒剂终浓度均约为1ppm，混合均匀1min后，取500μl反应液加入到离心后的金纳米粒子中，再次离心后，移去水相，吸取团聚的金纳米粒子并滴于硅片，自然挥干后测量其拉曼特征峰(拉曼光谱为i-Raman型便携式拉曼光谱仪(美国B&W TEK公司)，激光波长785nm，分辨率4.5cm-1)。三种G类神经性毒剂在2132cm-1处有特征拉曼信号，但VX(V类神经性毒剂)在该处无特征峰，而在886cm-1处有特征拉曼峰。因此该方法可以用来区分G类和V类神经性毒剂。
SERS间接检测神经性毒剂的原理示意图参见图8，该图表明G类神经性毒剂可与碱性肟溶液发生快速反应，生成与AuNPs有较强结合力和特征拉曼峰的氰根离子，同时自身降解为低毒的磷酸化合物，即在实现毒剂检测的同时，还具有减毒的作用。
详细拉曼图见图9，由图9可以看出，G类神经性毒剂沙林、塔崩、梭曼由于其分子中含有高活性的P-F和P-CN键，均可与PBO碱性水溶液反应生成氰根离子，在2132cm-1处有CN-1特征拉曼峰；而V类神经性毒剂VX，由于其分子中无上述活性基团，在该处无特征拉曼峰，但VX分子中含有的硫原子与AuNPs也具有较强的作用力，使其在886cm-1附近有一特征拉曼峰，可归属为C-S-C键的拉曼峰。
注意：VX为剧毒性神经性毒剂，所有操作必须在通风橱内进行。操作完毕后的溶液需要以醇碱溶液进行洗消处理。
实施例7:
精密称取PBO固体20mg，加入少量乙腈超声溶解后，用蒸馏水稀释至10ppm，再用稀NaOH溶液调节pH至9.5～10.5。将马拉硫磷、辛硫磷、甲基对硫磷、对氧磷、EMPA、IMPA、MPA等有机磷化合物用乙腈分别稀释至1000ppm，取适量上述有机磷化合物加入到碱性1-苯基-1,3-丁二酮-3-肟溶液中，使终浓度约为1ppm，混合均匀1min后，取500μl反应液加入到离心后的金纳米粒子(取500μL金纳米粒子离心)中，再次离心后，移去水相，吸取团聚的金纳米粒子并滴于硅片，自然挥干后测量其拉曼特征峰。除GD在2132cm-1处有特征拉曼信号外，其 它有机磷化合物在该处均无明显拉曼峰。因此常用的有机磷农药和神经性毒剂水解产物对G类神经性毒剂的间接SERS检验无明显干扰。详细拉曼图见图10。
尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。
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Claims (14)

1.一种检测神经性毒剂(例如G类神经性毒剂)的方法，所述方法包括以下步骤：
将邻羰基肟化合物溶于水中得到溶液，将该溶液调节至碱性，加入不同浓度的待测样品，得到反应液，检测反应液的紫外可见吸光度，记录特征吸收峰强度随神经性毒剂加入量变化的情况。
2.权利要求1的方法，其特征在于以下几项中的一项或数项：
(1)所述邻羰基肟化合物为通式Ⅰ或Ⅱ所示的化合物，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；优选地，R1为芳基，R2和/或R3为芳基；
(2)将邻羰基肟化合物溶于水中得到的溶液的浓度为3-20ppm(μg/ml)，例如为5-10ppm；
(3)所述碱性是指pH值为8～12，优选为9.5～10.5；
(4)加入待测样品1-5min，例如1-2min后检测紫外可见吸光度；
(5)所述特征吸收峰的位置选自约261nm、约273nm或约223nm处；
(6)随着待测样品加入浓度的增大，当其在约261nm和约273nm处的特征吸收峰强度逐渐下降，或者同时伴有约223nm处的特征吸收峰强度逐渐上升时，则待测样品中含有G类神经毒剂。
3.权利要求1或2的方法用于检测和区分G类神经性毒剂和V类神经性毒剂的用途。
4.一种检测G类神经性毒剂的方法，所述方法包括以下步骤：
a)制备金纳米粒子(AuNPs)溶液；
b)将邻羰基肟化合物溶于水中得到溶液，将该溶液调节至碱性；
c)取待测样品，加入步骤b)得到的邻羰基肟化合物碱性溶液，反应一段时间，取反应液与弃去水相的步骤a)制备的金纳米粒子混合，弃去水相，吸取团聚金纳米粒子滴于硅片上，挥干后进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测；
d)任选地，移取适量步骤a)制备的金纳米粒子溶液，弃去水相，再取步骤b)得到的邻羰基肟化合物碱性溶液与金纳米粒子混合均匀，弃去水相，吸取剩余的金纳米粒子滴到硅片上，挥干后进行SERS检测，得到反应体系的空白对照；
e)具有特征性CN-拉曼峰的待测样品含有G类神经性毒剂。
5.权利要求4的方法，其特征在于以下几项中的一项或数项：
(1)所述邻羰基肟化合物为通式Ⅰ或Ⅱ所示的化合物，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
(2)将邻羰基肟化合物溶于水中得到的溶液的浓度为3-20ppm，例如为5-10ppm；
(3)步骤b)中所述碱性是指pH值为8～12，优选为9.5～10.5；
(4)步骤c)中所述反应一段时间是指1-5min，例如1-2min；
(5)采用离心的方法弃去水相；
(6)在约2132cm-1处的拉曼峰为特征性CN-峰；
(7)所述金纳米粒子的平均粒径为45-65nm，例如55nm。
6.权利要求4或5的方法用于检测和区分G类神经性毒剂和V类神经性毒剂的用途。
7.通式Ⅰ或Ⅱ所示的邻羰基肟化合物用于检测神经性毒剂的用途，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
8.权利要求7的用途，其中所述的神经性毒剂为G类或V类神经性毒剂，优选为G类神经性毒剂。
9.通式Ⅰ或Ⅱ所示的邻羰基肟化合物用于特异性检测G类神经性毒剂并且将G类神经性毒剂与其它有机磷毒剂(例如V类神经性毒剂)区分的用途，其中R1为C1-6烷基或芳基，R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
10.通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物的制备方法，其中R1为C1-6烷基或芳基，
其包括以下步骤：
a)将通式Ⅲ所示的酮醛化合物水溶液溶于有机溶剂(例如四氢呋喃(THF)、无水乙醚、二氯甲烷、氯仿)中，加入适量盐酸羟胺和碳酸盐(例如Na2CO3、NaHCO3，K2CO3、KHCO3)固体粉末混合均匀，其中R4为C1-6烷基或芳基；
b)反应一段时间后(例如TLC监测至原料点消失)，反应液用步骤a)中的有机溶剂提取，弃去水相，有机相经干燥后去除溶剂获得通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物粗产物，任选地，粗产物经柱层析纯化后获得纯化产物。
11.权利要求10的制备方法，其中所述的酮醛化合物为甲基乙二醛或苯基乙二醛。
12.通式Ⅱ所示的邻羰基肟化合物的制备方法，其中R2、R3各自独立地为C1-6烷基或芳基；
其包括以下步骤：
a)将通式Ⅳ所示的1,3-二酮化合物溶于水中，加入适量乙酸和NaNO2，其中R5、R6各自独立地为C1-6烷基或芳基；
b)反应一段时间后(例如TLC监测至原料点消失)，反应液用无水乙醚或四氢呋喃萃取，洗至中性，弃去水相，有机相经干燥后去除溶剂获得通式Ⅰ所示的邻羰基肟化合物粗产物，任选地，粗产物经重结晶，获得纯化产物。
13.权利要求12的制备方法，其中所述的1,3-二酮化合物选自1-苯基-1,3-丁二酮、1,3-二苯基-1,3-戊二酮或乙酰丙酮。
14.权利要求12或13的制备方法，其中乙酸和NaNO2的的加料顺序为先加入乙酸，后缓慢滴加NaNO2水溶液；滴加NaNO2水溶液时，先采用冰浴，维持反应液温度范围为8-10℃，滴加完毕后，恢复反应至室温。
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