一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，该方法是以稳定同位素D或13C标记的溴苯，经氨化、磺化合成稳定同位素D或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠，或以溴苯为原料，与稳定同位素15N标记的氨化试剂经氨化、磺化合成稳定同位素15N标记的中间体对氨基苯磺酸钠，再经重氮化、偶合，即合成得到稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素。与现有技术相比，本发明专利技术工艺路线简单，易于合成，产品易分离提纯，产品化学纯度在99.0％以上，同位素丰度在98.0％atom以上，可充分满足食品安全领域痕量检测的需求，具有很好的经济性和使用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法
本专利技术属于同位素标记
，涉及一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法。
技术介绍
酸性橙Ⅱ属于化工染料，通常是金黄色粉末，故俗称金黄粉，溶于水呈红光黄色，加入盐酸产生棕黄色沉淀，加入氢氧化钠溶液呈深棕色，溶于乙醇呈橙色，溶于浓硫酸中呈品红色，稀释后产生棕黄色沉淀，主要用于羊毛、蚕丝、锦纶的染色及其织物的直接印花，色泽鲜艳，匀染性好，但坚牢度较差，也可用于皮革、纸张及生物制品的着色。同时，它又是一种指示剂，医学上常用于组织切片的染色。食品工业中，酸性橙Ⅱ属非食用色素，食品中禁止加入。这些物质如果在食品加工中使用，人食用后可能会引起食物中毒，长期食用甚至会致癌。柠檬黄又称酒石黄，化学名称为1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三钠盐，为水溶性合成色素，呈鲜艳的嫩黄色，溶于水、甘油和丙二醇，微溶于乙醇，不溶于油脂。其具有较好的耐热性、耐酸性、耐光性及耐盐性，对柠檬酸和酒石酸稳定，但耐氧化性较差，遇碱变红，还原时褪色，曾作为食品色素，广泛应用于于食品、饮料、药品、化妆品、饲料等行业，但因其具有致癌性，现已经禁止用于肉类及其加工品(包括内脏加工品)、鱼类及其加工品、水果及其制品。但目前，有部分不法厂商，仍将酸性橙Ⅱ、柠檬黄加入食品中，这严重危害消费者的身体健康。因此，为防止酸性橙Ⅱ、柠檬黄进入食品领域造成危害，卫生相关部门需要一种能够迅速、准确并且较小误差的技术来检出它，这对人民的身体健康有着极其重要的现实意义。稳定同位素稀释质谱法IDMS(IsotopeDilutionMassSpectrometry)是采用与被测物质具有相同分子结构的稳定同位素标记的化合物作为内标物质，用高分辨液相色谱－质谱联用仪(LC/MS)进行检测，通过质谱仪测量相应质量数的离子的比值，并与标准的比值进行比较，进而达到准确定量的目的。采用同位素内标可以有效消除样品在化学和物理的前处理步骤中，所引起的回收率差异，从而避免因为样品处理过程的损失对检测结果造成的偏差。稳定同位素稀释质谱法的这种特性与LC/MS的高灵敏度和处理复杂样品的能力结合起来，使得色谱/同位素稀释质谱技术被公认为是一种测量微量及痕量有机物的基准方法。而稳定同位素标记酸性橙Ⅱ、柠檬黄内标的开发成功，将为更为更准确定量酸性橙Ⅱ、柠檬黄提供标准试剂，完善我国食品安全检测技术体系，满足我国食品安全发展的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺步骤简单，反应条件温和，易于操作的稳定同位素标记违禁色素的合成方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，该方法是以稳定同位素D或13C标记的溴苯，经氨化、磺化合成稳定同位素D或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠，或以溴苯为原料，与稳定同位素15N标记的氨化试剂经氨化、磺化合成稳定同位素15N标记的中间体对氨基苯磺酸钠，再经重氮化、偶合，即合成得到稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素。一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，该方法具体包括以下步骤：(1)氨化反应：将稳定同位素D或13C标记的溴苯与氨化试剂混合或以溴苯与稳定同位素15N标记的氨化试剂混合，再加入氨化催化剂，并于30-150℃条件下，反应1-20h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺；(2)磺化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺加入到有机溶剂中，再加入磺化试剂，并于30-200℃条件下，反应1-24h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠；(3)重氮化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠加入到酸性溶剂中，再加入亚硝酸盐，并于0-15℃条件下，反应0.5-5h，即制得含有稳定同位素D或15N或13C标记对氨基苯磺酸钠重氮盐的重氮液；(4)偶合反应：向步骤(3)的重氮液中加入2-萘酚，并于-30-100℃条件下，反应0.5-8h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素酸性橙Ⅱ。所述的稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素酸性橙Ⅱ的分子结构式为：其中，*表示该处碳原子为13C原子。所述的氨化试剂为氨水、液氨、氨基钠或氨基钾中的一种或几种，所述的氨化催化剂为三氯化铁、氯化铜、氧化铜、氧化铁、硫酸铁、硫酸铜中的一种或几种，所述的磺化试剂为发烟硫酸、硫酸或三氧化硫中的一种或几种，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚、乙腈、乙酸酐、乙二醇、邻二氯苯中的一种或几种，所述的酸性溶剂为硫酸、乙酸、硝酸、甲酸、盐酸中的一种或几种。优选的，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或邻二氯苯中的一种或几种。所述的溴苯与氨化试剂的摩尔比为1：1-40，优选1：1-15，所述的苯胺与磺化试剂的摩尔比为1：1-6，优选1：2-4，所述的中间体对氨基苯磺酸盐与亚硝酸盐的摩尔比为1：1-6，优选1：1-3，所述的重氮液中对氨基苯磺酸钠重氮盐与2-萘酚的摩尔比为1：1-6，优选1：1-4。一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，该方法具体包括以下步骤：(A)氨化反应：将稳定同位素D或13C标记的溴苯与氨化试剂混合或以溴苯与稳定同位素15N标记的氨化试剂混合，再加入氨化催化剂，并于30-150℃条件下，反应1-20h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺；(B)磺化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺加入到有机溶剂中，再加入磺化试剂，并于30-200℃条件下，反应1-24h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠；(C)重氮化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠加入到酸性溶剂中，再加入亚硝酸盐，并于0-15℃条件下，反应0.5-5h，即制得含有稳定同位素D或15N或13C标记对氨基苯磺酸钠重氮盐的重氮液；(D)偶合反应：向步骤(C)的重氮液中加入乙酰丁二酸二甲酯，调节pH值至5，于90-150℃条件下，反应2-4h，制得中间体溶液，再另取一份步骤(C)的重氮液，并将其滴加到中间体溶液中，于0℃条件下，反应4-5h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素柠檬黄。所述的稳定同位素D或13C或15N标记的违禁色素柠檬黄的分子结构式为：其中，*表示该处碳原子为13C原子。所述的氨化试剂为氨水、液氨、氨基钠或氨基钾中的一种或几种，所述的氨化催化剂为三氯化铁、氯化铜、氧化铜、氧化铁、硫酸铁、硫酸铜中的一种或几种，所述的磺化试剂为发烟硫酸、硫酸或三氧化硫中的一种或几种，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚、乙腈、乙酸酐、乙二醇、邻二氯苯中的一种或几种，所述的酸性溶剂为硫酸、乙酸、硝酸、甲酸、盐酸中的一种或几种。优选的，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或邻二氯苯中的一种或几种。所述的溴苯与氨化试剂的摩尔比为1：1-40，优选1：1-15，所述的苯胺与磺化试剂的摩尔比为1：1-6，优选1：2-4，所述的中间体对氨基苯磺酸盐与亚硝酸盐的摩尔比为1：1-6，优选1：1-3，所述的重氮液中对氨基苯磺酸钠重氮盐与乙酰丁二酸二甲酯的摩尔比为1：1-6，优选1：1-4。本专利技术合成稳定同位素D或15N或13C标记的酸性橙Ⅱ及柠檬黄可采用以下工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，其特征在于，该方法是以稳定同位素D或13C标记的溴苯，经氨化、磺化合成稳定同位素D或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠，或以溴苯为原料，与稳定同位素15N标记的氨化试剂经氨化、磺化合成稳定同位素15N标记的中间体对氨基苯磺酸钠，再经重氮化、偶合，即合成得到稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素。

【技术特征摘要】
1.一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)氨化反应：将稳定同位素D或13C标记的溴苯与氨化试剂混合或以溴苯与稳定同位素15N标记的氨化试剂混合，再加入氨化催化剂，并于30-150℃条件下，反应1-20h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺；(2)磺化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的苯胺加入到有机溶剂中，再加入磺化试剂，并于30-200℃条件下，反应1-24h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠；(3)重氮化反应：将稳定同位素D或15N或13C标记的中间体对氨基苯磺酸钠加入到酸性溶剂中，再加入亚硝酸盐，并于0-15℃条件下，反应0.5-5h，即制得含有稳定同位素D或15N或13C标记对氨基苯磺酸钠重氮盐的重氮液；(4)偶合反应：向步骤(3)的重氮液中加入2-萘酚，并于-30-100℃条件下，反应0.5-8h，即制得稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素酸性橙Ⅱ；所述的氨化试剂为氨水、液氨、氨基钠或氨基钾中的一种或几种，所述的氨化催化剂为三氯化铁、氯化铜、氧化铜、氧化铁、硫酸铁、硫酸铜中的一种或几种，所述的磺化试剂为发烟硫酸、硫酸或三氧化硫中的一种或几种，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚、乙腈、乙酸酐、乙二醇、邻二氯苯中的一种或几种，所述的酸性溶剂为硫酸、乙酸、硝酸、甲酸、盐酸中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，其特征在于，所述的稳定同位素D或15N或13C标记的违禁色素酸性橙Ⅱ的分子结构式为：其中，*表示该处碳原子为13C原子。3.根据权利要求1所述的一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，其特征在于，所述的溴苯与氨化试剂的摩尔比为1：1-40，所述的苯胺与磺化试剂的摩尔比为1：1-6，所述的中间体对氨基苯磺酸盐与亚硝酸盐的摩尔比为1：1-6，所述的重氮液中对氨基苯磺酸钠重氮盐与2-萘酚的摩尔比为1：1-6。4.一种稳定同位素标记违禁色素的合成方法，其特征在于，该方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨维成，王浩然，罗勇，杨超，方超，李美华，盛立彦，潘洁，孙雯，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31