CN105037344A - 一种噻虫啉半抗原的合成方法 - Google Patents

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程燕
焦少俊
姜锦林
卜元卿
周军英
单正军
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings
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Abstract

本发明公开了一种噻虫啉半抗原的合成方法，它包括如下步骤：(1)在氮气保护下将噻虫啉、巯基丙酸和氢氧化钾混合，然后加入二甲亚砜，搅拌至全部溶解；(2)缓慢升温至95～100℃，在95～100℃保温反应2～3h；(3)将步骤(2)得到的反应体系降温至20～25℃，向该反应体系中加水，随后使用盐酸调节反应体系的pH值至3～4；(4)向步骤(3)得到的反应体系中加三氯甲烷进行萃取，收集下层有机层；(5)用盐酸调节步骤(4)得到的有机层液体的pH值至5～6，抽滤，滤液减压脱干得到的固体用甲醇打浆溶解，过滤，滤液减压脱干得到产物；(6)过硅胶柱，旋蒸，得到噻虫啉半抗原纯品。

Description

一种噻虫啉半抗原的合成方法
技术领域
本发明涉及一种噻虫啉半抗原的合成方法，用于进一步合成噻虫啉抗原、诱导生成噻虫啉抗体，从而建立噻虫啉的酶联免疫分析方法。
背景技术
酶联免疫分析法(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)作为新兴的农药残留检测方法，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、检测快速、投入少、测定结果可靠等优点。美国化学学会(AOAC)已将免疫分析与气相色谱、液相色谱同列为农药残留检测的三大支柱技术。美国环境保护署(USEPA)、美国农业部食品安全检验司(FSIS-USDA)和美国化学学会制定了农药残留免疫检验商品试剂盒评定和认可的建议准则，明确了测定结果的法律效应。自从Hammock等首次将免疫技术用于农药残留分析以来，已有几十余种农药建立了酶联免疫分析方法，几乎包括了杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物(昆虫)生长调节剂等所有农药类别，其中杀虫剂有对硫磷、亚胺硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷、甲基毒死蜱、三唑磷、毒死蜱、甲胺磷、西维因、呋喃丹、氰戊菊酯、灭多威等；杀菌剂有三唑酮、噻菌灵、克菌丹、异菌眯、硝苯唑、福美双等；除草剂有草甘膦、百草枯、2,4-D、阿特拉津、麦草畏、西玛津、吡草胺、扑草净、精喹禾灵、氯磺隆等；植物(昆虫)生长调节剂有抑芽丹、氟虫脲、甲氧保幼激素等。
噻虫啉是德国拜耳农用化学品公司开发的新型氯代烟碱类杀虫剂，主要作用于昆虫神经接合后膜，通过与烟碱乙酰胆碱受体结合，干扰昆虫神经系统正常传导，引起神经通道的阻塞，造成乙酰胆碱的大量积累，从而使昆虫异常兴奋，全身痉挛、麻痹而死。该种农药作用特点是：具有较强的内吸、触杀和胃毒作用，既可用于茎叶处理，也可用于土壤、种子处理。能够防治水稻、蔬菜、果树、棉花和马铃薯等作物上的大多数害虫，对稻蓟马、稻飞虱等害虫有较好的防治效果。随着噻虫啉使用范围和用量的增大，其在水体、土壤乃至农产品中检出频率和检出浓度越来越高。发展环境中痕量噻虫啉的分析方法，是研究噻虫啉的环境行为和科学评估噻虫啉环境风险的前提。目前对噻虫啉的分析主要使用高效液相色谱法(HPLC)，如韩振泰等采用HPLC法检测白蜡枝叶中噻虫啉的含量方法回收率达到95.7～97.8％，检测限为0.01mgmL-1，该方法具有很强的代表性，可行性很强；胡敏等使用反向HPLC测定蔬果中的噻虫啉含量，该方法稳定，变异系数小于0.201％，回收率高达99.89％。但是，仪器检测方法还存在诸多不足，如测试成本高、分析时间长及前处理步骤繁琐等，不能满足环境水体、土壤、农产品等中噻虫啉残留的快速检测的需要。鉴于ELISA具有灵敏、快速、高通量等优点，本发明以噻虫啉、巯基丙酸(3-MPA)、氢氧化钾(KOH)及二甲亚砜(DMSO)为主要原料，合成噻虫啉半抗原，用于进一步合成噻虫啉抗原、诱导生成噻虫啉抗体，从而建立噻虫啉的酶联免疫分析方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种噻虫啉半抗原的合成方法，为建立噻虫啉的酶联免疫分析方法提供条件。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种噻虫啉半抗原的合成方法，它包括如下步骤：
(1)在氮气保护下将噻虫啉、巯基丙酸(3-MPA)和氢氧化钾(KOH)混合，然后加入二甲亚砜(DMSO)，搅拌至全部溶解；
(2)缓慢升温至95～100℃，在95～100℃保温反应2～3h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系降温至20～25℃，向该反应体系中加水，随后使用盐酸调节反应体系的pH值至3～4；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加三氯甲烷进行萃取，收集下层有机层；
(5)用盐酸调节步骤(4)得到的有机层液体的pH值至5～6，抽滤，滤液减压脱干得到的固体用甲醇打浆溶解，过滤，滤液减压脱干得到产物；
(6)产物过硅胶柱，旋蒸，得到噻虫啉半抗原纯品。
步骤(1)中，噻虫啉、巯基丙酸和氢氧化钾的摩尔比为1:1:1～3，优选1:1:2。
步骤(1)中，二甲亚砜与噻虫啉的用量比为5～6mL：1mol，优选5mL：1mol。
步骤(1)和(2)中，搅拌速度为100～130转/分钟，优选120转/分钟。
步骤(2)中，缓慢升温的速率为1～2℃/分钟。
步骤(3)中，向反应体系中加入水的体积量为步骤(2)得到的反应体系体积的2～3倍。
步骤(3)或(5)中，盐酸的浓度为1～2mol/L。
步骤(4)中，向反应体系中加入三氯甲烷的体积量为步骤(3)得到的反应体系体积的40％～50％；萃取2～3次，合并萃取液。
步骤(5)中，滤液减压脱干温度为40～50℃；甲醇的加入量为固体体积的2～3倍。
步骤(6)中，过柱时，洗脱剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比1:5的混合物，展开剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比为1：1的混合物；旋蒸温度为30～50℃。
有益效果：目前尚无噻虫啉半抗原的合成方法，本发明以噻虫啉、巯基丙酸(3-MPA)、氢氧化钾(KOH)及二甲亚砜(DMSO)为主要原料，合成噻虫啉半抗原，合成步骤方便、易行，产品合成收率可达80％，为建立噻虫啉酶联免疫分析方法提供了良好的基础。
附图说明
图1为本发明方法的合成反应式。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1：
一种噻虫啉半抗原的合成方法，它包括如下步骤：
(1)在氮气保护下向一个洁净干燥的150ml锥形瓶中分别加入4mmol噻虫啉(1.000g)，4mmol3-MPA(0.425g)，8mmolKOH(0.450g)，然后加入20mlDMSO，120转/分钟缓慢搅拌至全部溶解；
(2)120转/分钟搅拌条件下，2℃/分钟缓慢升温至100℃，保持该温度反应2小时；
(3)上述反应结束后，体系温度降至25℃，向该反应体系(20ml)中加入50ml水，随后使用2mol/L的盐酸溶液调节反应体系的pH值至3；
(4)向上述反应体系(70ml)中加入30ml三氯甲烷进行萃取，共萃取三次，收集下层有机层，合并萃取液；
(5)使用2mol/L的盐酸溶液调节萃取液的pH值至5，抽滤，滤液减压45℃下脱干得到的固体用甲醇(3倍于固体体积)打浆溶解，过滤，滤液减压45℃下脱干得到产物；
(6)产物先用少量展开剂溶解后上硅胶柱，洗脱剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比1:5的混合物，展开剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比为1：1的混合物；过柱后，45℃旋蒸，得到纯品，收率为78.0％，纯度为86.5％。
采用核磁共振氢谱(1H-NMR)及电喷雾质谱对合成的半抗原结构进行验证。1H-NMR表征结果：1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)；δ,2.72–2.74(t,2H,CH2COO)，3.37–3.41(t,2H,SCH2)，3.53–3.57(t,2H,SCH2)，4.00–4.04(t,2H,NCH2)，4.66(s,2H,CH2N)，7.27–7.29(d,J08.0,1H,CH)，7.61–7.63(d,J08.4,1H,CH)，8.45(s,1H,N＝CH)。结果显示噻虫啉半抗原的合成是成功的。电喷雾质谱检测结果显示，由母离子(m/z)253.0及定性离子对253.0>90.0，253.0>99.2可判断成功制备了噻虫啉半抗原。
实施例2：
一种噻虫啉半抗原的合成方法，它包括如下步骤：
(1)在氮气保护下向一个洁净干燥的150ml锥形瓶中分别加入4mmol噻虫啉，4mmol3-MPA，12mmolKOH，然后加入24mlDMSO，100转/分钟缓慢搅拌至全部溶解；
(2)100转/分钟搅拌条件下，1℃/分钟缓慢升温至95℃，保持该温度反应3小时；
(3)上述反应结束后，体系温度降至20℃，向该反应体系(20ml)中加入60ml水，随后使用1mol/L的盐酸溶液调节反应体系的pH值至4；
(4)向上述反应体系(70ml)中加入35ml三氯甲烷进行萃取，共萃取三次，收集下层有机层，合并萃取液；
(5)使用1mol/L的盐酸溶液调节萃取液的pH值至6，抽滤，滤液减压50℃下脱干得到的固体用甲醇(2倍于固体体积)打浆溶解，过滤，滤液减压50℃下脱干得到产物；
(6)产物先用少量展开剂溶解后上硅胶柱，洗脱剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比1:5的混合物，展开剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比为1：1的混合物；过柱后，35℃旋蒸，得到纯品，收率为76.1％，纯度为85.7％。

Claims (10)

1.一种噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)在氮气保护下将噻虫啉、巯基丙酸和氢氧化钾混合，然后加入二甲亚砜，搅拌至全部溶解；
(2)缓慢升温至95～100℃，在95～100℃保温反应2～3h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系降温至20～25℃，向该反应体系中加水，随后使用盐酸调节反应体系的pH值至3～4；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加三氯甲烷进行萃取，收集下层有机层；
(5)用盐酸调节步骤(4)得到的有机层液体的pH值至5～6，抽滤，滤液减压脱干得到的固体用甲醇打浆溶解，过滤，滤液减压脱干得到产物；
(6)过产物硅胶柱，旋蒸，得到噻虫啉半抗原纯品。
2.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，噻虫啉、巯基丙酸和氢氧化钾的摩尔比为1:1:1～3。
3.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，二甲亚砜与噻虫啉的用量比为5～6mL：1mol。
4.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，搅拌速度为100～130转/分钟。
5.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，缓慢升温的速率为1～2℃/分钟。
6.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(3)中，向反应体系中加入水的体积量为步骤(2)得到的反应体系体积的2～3倍。
7.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(3)或(5)中中，盐酸的浓度为1～2mol/L。
8.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(4)中，向反应体系中加入三氯甲烷的体积量为步骤(3)得到的反应体系体积的40％～50％；萃取2～3次，合并萃取液。
9.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(5)中，滤液减压脱干温度为40～50℃；甲醇的加入量为固体体积的2～3倍。
10.根据权利要求1所述的噻虫啉半抗原的合成方法，其特征在于，步骤(6)中，过柱时，洗脱剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比1:5的混合物，展开剂为甲醇与乙酸乙酯按体积比为1：1的混合物；旋蒸温度为30～50℃。
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