CN114380719A - 一种稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法 - Google Patents

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戴玄吏
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C273/18—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/05—Isotopically modified compounds, e.g. labelled

Abstract

本发明涉及一种食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法，属于食品安全检测用标准物质研发领域。本发明以稳定同位素标记对硝基苯胺为原料，经和三光气反应生成稳定同位素标记对氯苯基异氰酸酯、最后和邻氯苯胺一锅法合成得到稳定同位素标记灭幼脲。合成所需原料、中间体简单易得，反应条件温和，目标产物稳定同位素标记灭幼脲化学纯度可达97％以上，同位素丰度可达99％以上，能满足食品安全检测用液相色谱串联质谱法所需内标试剂的技术要求。

Description

一种稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法，属于食品安全检测用标准物质研发领域。
背景技术
灭幼脲(Chlorobenzuron，CAS No.：57160-47-1)属于苯甲酰脲类杀虫剂，是几丁质合成抑制剂，能干扰靶标昆虫体内几丁质合成而导致其死亡，或直接降解昆虫几丁质。因该类杀虫剂对人畜毒性相对较低，并能有效地防治对有机磷、有机氯有抗性的害虫，因而被用于多种农作物的害虫防治。但过量使用该农药其残留对人类存在潜在危险，所以国家卫生健康委员会、农业农村部、国家市场监督管理总局联合与2021年3月3日发布并于2021年9月3日实施的《GB 2763–2021食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》中规定了食品中灭幼脲的最大残留限量。目前，相关的检测标准方法为《GB 23200.121-2021食品安全国家标准植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定液相色谱-质谱联用法》、《SN/T4591-2016出口水果蔬菜中脱落酸等60种农药残留量的测定液相色谱-质谱/质谱法》、《GB/T20769-2008水果和蔬菜中450种农药及相关化学品残留量的测定液相色谱-串联质谱法》。因无相对应的稳定同位素标记内标化合物，目前只能用外标法来进行检测；但是最好是使用该化合物对应的稳定同位素标记的化合物作为内标使用内标法来进行检测定量。因此，本发明所涉及食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲的研制，填补了此化合物残留检测领域的空白。目前全球尚未发现有稳定同位素标记灭幼脲的化合物结构及其制备文献报导。
因此，研制稳定同位素标记灭幼脲内标试剂对我国乃至全球相关的食品安全监管检测工作具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法。该制备方法所需原料及中间体简单易得，目标产物稳定同位素标记灭幼脲化学纯度可达97％以上，同位素丰度可达99％以上，并且最终产品收率高，同位素丰度不稀释，有效降低了产品成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲的制备方法，该稳定同位素标记的灭幼脲的化学结构如式(Labeled Chlorobenzuron)所示：
Figure BDA0003458125410000021
其中，R为H或D，*为12C或13C，其合成步骤总路线为：
Figure BDA0003458125410000022
其中，R为H或D，*为12C或13C
(1)将稳定同位素标记4-氯苯胺溶于有机溶剂中，加入三光气，在氮气保护下，在-10℃～30℃条件下，反应1～10小时。TLC跟踪反应原料反应完全后，反应混合物直接旋转蒸发除去溶剂，无需处理，所得的稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯直接进行下一步反应；
该步骤反应如下所示：
Figure BDA0003458125410000023
其中稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯的化学结构如式(II)所示，其中，R为H或D，*为12C或13C；
(2)将步骤(1)所得稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯溶于有机溶剂中，加入2-氯苯甲酰胺，在氮气保护下，在80℃～150℃条件下继续反应1～8小时。TLC跟踪反应原料反应完全后，反应混合溶液用水淬灭，用有机溶剂萃取，合并有机相，依次用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，饱和氯化钠溶液洗涤，加入干燥剂干燥。减压蒸馏除去溶剂，残留物经柱层析得到纯品稳定同位素标记灭幼脲。
该步骤反应如下所示：
Figure BDA0003458125410000031
其中稳定同位素标记灭幼脲的化学结构如式(Labeled Chlorobenzuron)所示，其中，R为H或D，*为12C或13C。
所述步骤(1)中，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯等中的一种或几种；反应温度为-10℃～30℃；反应时间为1～10小时。
所述步骤(2)中，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯等中的一种或几种；反应温度为80℃～150℃；反应时间为1～8小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲的制备，方法所使用的原料简单易得，产品的同素丰度不稀释，该稳定同位素标记灭幼脲的化合物结构、制备路线及方法全球均未有文献报道，制备所得的稳定同位素标记灭幼脲化学纯度大于97％，同位素丰度大于99％。本制备方法得到的食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲对全球相关的食品安全监管检测工作具有重要意义。
附图说明：
图1：灭幼脲-D4的1H NMR图
图2：灭幼脲-D4的13C NMR图
图3：灭幼脲-D4的HRMS图
图4：灭幼脲-D4的UPLC图
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但它并不是对本发明的范围的任何限制。
实施例1：
4-氯苯基异氰酸酯-D4的制备
Figure BDA0003458125410000032
在100mL三口瓶中，加入4-氯苯胺-D4(0.31g，2.36mmol)、三光气(0.28g，0.95mmol)和甲苯(20mL)；充入氮气，在20℃条件下反应5小时；TLC跟踪反应原料反应完全后，将反应混合溶液过滤，滤液直接减压蒸馏除去溶剂，得到粗品稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯-D4(572mg，未分离提纯)。
实施例2：灭幼脲-D4的制备
Figure BDA0003458125410000041
在50mL三口瓶中，加入实施例2所得的粗品稳定同位素标记粗品稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯-D4(572mg，未分离提纯)，2-氯苯甲酰胺(367mg，2.36mmol)和甲苯(20ml)；在氮气保护下，加热至回流，并在该温度反应6小时；TLC跟踪反应原料反应完全后，减压蒸馏除去溶剂，残留物加入20mL水，用乙酸乙酯(3×20mL)萃取；合并有机相，依次用饱和碳酸氢钠溶液洗涤(3×10mL)，饱和氯化钠溶液洗涤(3×10mL)，加入无水硫酸钠干燥；减压蒸馏除去溶剂，残留物经柱层析得到稳定同位素标记灭幼脲-D4(530mg，两步收率72％)。1H NMR(DMSO-D6,600M)：δ11.25(s，1H)，10.46(s，1H)，7.62(dd，J＝12Hz，1H)，7.53～7.53(m，2H)，7.48～7.45(m，1H)，详见附图1；13C NMR(DMSO-D6,150M)：δ168.98，150.86，136.80，135.06，132.48，130.23，130.17，129.54，127.79，127.68，121.76，121.60，详见附图2；HRMS(ESI+)313.0444[M+H]，详见附图3；UPLC测得化学纯度＝97.05％，详见附图4。同位素丰度＝99.59％D，详见表1。
表1灭幼脲-D4的同位素丰度
Figure BDA0003458125410000042
质量标准满足食品安全检测用液相色谱串联质谱法所需同位素内标试剂要求。
13C标记和氘和13C双标记的灭幼脲合成步骤同上述实施例中灭幼脲-D4合成路线。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种食品安全检测用稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法，其特征在于该稳定同位素标记灭幼脲的化学结构如下式所示：
Figure FDA0003458125400000011
其中，R为H或D，*为12C或13C，其合成步骤总路线为：
Figure FDA0003458125400000012
其中，R为H或D，*为12C或13C；
其制备方法具体按照以下步骤进行：
(1)将稳定同位素标记4-氯苯胺溶于有机溶剂中，加入三光气，在氮气保护下，在-10℃～30℃条件下，反应1～10小时，TLC跟踪反应原料反应完全后，反应混合物直接旋转蒸发除去溶剂，所得的稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯直接进行下一步反应；
该步骤反应如下所示：
Figure FDA0003458125400000013
其中稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯的化学结构如式(II)所示，其中，R为H或D，*为12C或13C；
(2)将步骤(1)所得稳定同位素标记4-氯苯基异氰酸酯溶于有机溶剂中，加入2-氯苯甲酰胺，在氮气保护下，在80℃～150℃条件下继续反应1～8小时；TLC跟踪反应原料反应完全后，反应混合溶液用水淬灭，用有机溶剂萃取，合并有机相，依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤，加入干燥剂干燥；减压蒸馏除去溶剂，残留物经柱层析得到纯品稳定同位素标记灭幼脲；
该步骤反应如下所示：
Figure FDA0003458125400000021
其中稳定同位素标记灭幼脲的化学结构如上式Labeled Chlorobenzuron所示，其中，R为H或D，*为12C或13C。
2.根据权利要求1所述的稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法，其特征在所述步骤(1)中，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚或甲苯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的稳定同位素标记灭幼脲内标试剂的制备方法，其特征在所述步骤(2)中，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯中的一种或几种。
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