本发明专利技术公开了一种2,4,4′‑三溴联苯醚半抗原的制备方法及其用途，以2,4‑二溴苯酚与对氟硝基苯为原料，进行亲电取代反应合成4‑硝基‑2′,4′‑二溴联苯醚，然后通过加氢还原反应制备2,4,4′‑三溴联苯醚半抗原，克服2,4,4′‑三溴联苯醚不具备与载体蛋白偶联的活性基团问题，方法简单、速度快、产率较高，合成的2,4,4′‑三溴联苯醚半抗原可用于2,4,4′‑三溴联苯醚人工包被原的制备及2,4,4′‑三溴联苯醚免疫分析方法的建立。
Preparation and application of hapten of 2,4,4 '- three brominated diphenyl ethers
The invention discloses a preparation method of 2,4,4'tribromodiphenyl ether hapten and its application. Using 2,4' dibromophenol and p-Fluoronitrobenzene as raw materials, 4', 4'Dibromobiphenyl ether is synthesized by electrophilic substitution reaction, and then 2,4,4' tribromodiphenyl ether hapten is prepared by hydrogenation reduction reaction to overcome 2,4,4'tribromodiphenyl ether hapten. Tribrominated diphenyl ether has no active group coupling with carrier protein. The method is simple, rapid and high yield. The synthesized 2,4,4'108
【技术实现步骤摘要】
一种2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法及其用途
本专利技术属于生物化学领域，涉及一种三溴联苯醚半抗原的制备方法及其用途，具体涉及2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法及其用途。
技术介绍
多溴联苯醚(PBDEs)属于溴系阻燃剂的一种，因其阻燃效率高，热稳定性好，添加量少，对材料性能影响小，价格便宜而被作为阻燃剂大量生产并应用于聚合物中，尤其在电器制造(电视机、计算机线路板和外壳等)、建筑材料、室内装潢家具、汽车内层、装饰织物、泡沫、纤维等。2,4,4′-三溴联苯醚(BDE-28)是多溴联苯醚同系物中的一种，广泛存在于大气、水体及土壤等环境介质中，同时BDE-28在食品领域中也常有检出如农作物和海洋鱼类产品等，BDE-28是检出率较高的多溴联苯醚同系物之一，对人体具有严重危害，其亲脂性强，化学性质较为稳定，可以通过食物链的传递到达人体内，并可能在体内富集到很高的浓度，具有生物蓄积性和高致毒性，是一种典型的持久性有机污染物。虽然商业多溴联苯醚中没有三溴联苯醚同系物，但在环境及富含多溴联苯醚的设备中，高溴联苯醚在高温及紫外线照射的情况下易于分解转化为三溴联苯醚，导致BDE-28在环境介质中分布广泛且含量较高。目前，有很多关于环境及食品领域中BDE-28及其他多溴联苯醚同系物检测方法的报道，如气相色谱-质谱联用技术、高效液相色谱法等仪器分析方法，但其检测速度及灵敏度均有待于进一步提高。气相色谱法是目前最常用的多溴联苯醚同系物的检测方法，也是大多数国家检测PBDEs所采用的标准方法，但其耗时长且成本高，同时色谱分析方法对操作人员的专业性要求很高，不适合推广应用，也不利于环境事故现场的快速检测。近年来，利用酶联免疫吸附法(ELISA)测定多溴联苯醚的研究成为其快速监测方法的研究方向。ELISA方法是基于抗原与专一抗体的特异性识别和可逆性结合的原理来检测抗原或抗体的痕量分析检测技术，污染物人工抗原及特异性强的高效价多克隆抗体是ELISA方法建立的基础。如Feng等以BDE-121为研究对象，设计合成了BDE-121人工抗原及多克隆抗体，建立了间接竞争ELISA免疫分析方法，检测限为0.644ng/mL；Wang等通过在5-OH-BDE-47引入丁酸衍生物，再与钥孔血蓝蛋白偶联形成BDE-47人工全抗原，获得相应的人工BDE-47多克隆抗体，建立一种快速ELISA方法检测环境介质中的BDE-47，最低检测限为0.1ng/mL。但是，由于PBDEs的同系物较多，在环境样品中浓度极低，且会受到其他有机化合物干扰，需要更为精确的免疫分析方法来检测环境样品中的PBDEs，有关三溴联苯醚免疫BDE-28免疫分析方法的研究比较少见，也很少有关于制备BDE-28半抗原及人工全抗原的研究和应用报道。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人在前期研究的基础上发现，以2,4-二溴苯酚与对氟硝基苯为原料，进行亲电取代反应合成4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚，然后通过加氢还原反应制备含氨基活性基团的BDE-28半抗原4-氨基-2′,4′-二溴联苯醚(BDE-28-NH2)，可以克服BDE-28分子不具备能够与载体蛋白偶联的活性基团的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种2,4,4′-三溴联苯醚(BDE-28)半抗原的制备方法，用于制备BDE-28人工包被原，和建立2,4,4′-三溴联苯醚的相关免疫分析方法。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种2,4,4′-三溴联苯醚半抗原，分子式为C12H9NOBr2，结构式如式(Ⅰ)所示，本专利技术的第二方面，上述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法，合成路线如式(Ⅱ)所示，具体地，包括以下步骤：(1)以2,4-二溴苯酚和对氟硝基苯为反应物，通过所述2,4-二溴苯酚中苯环上的羟基与所述对氟硝基苯中苯环上的氟原子进行亲电取代反应，生成中间产物；其中，所述亲电取代反应的反应温度为90℃，反应时间为2h；将上述中间产物经旋转蒸发浓缩、硅胶层析柱分离纯化，得橘黄色油状产物4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚；(2)以铂碳为催化剂、甲酸为还原剂进行加氢还原反应，将步骤(2)中纯化后的4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚苯环上的硝基还原为氨基，生成粗产物；其中，所述加氢还原反应的反应温度为90℃，反应时间为2h；将上述粗产物经过滤、干燥、硅胶层析柱分离纯化，得黄色固体产物4-氨基-2′,4′-二溴联苯醚，即得。优选地，步骤(1)中，所述硅胶层析柱中的淋洗液为正己烷：乙醚＝2:3(v/v)。优选地，步骤(1)中，所述4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚的分子式为C12H6O3NBr3，产率为66.1％。优选地，步骤(2)中，所述硅胶层析柱的淋洗液为正己烷:乙酸乙酯＝2:3(v/v)。优选地，步骤(2)中，所述4-氨基-2′,4′-二溴联苯醚的分子式为C12H9ONBr2，产率为61.7％。本专利技术的优选实施方案中，2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备过程为：(1-1)将1.04g2,4-二溴苯酚溶于8mL干燥的DMF中，冰浴中降温至0℃；再分批次加入0.199g氢化钠，冰浴中搅拌20min后，反应混合液室温下放置10min；然后缓慢加入0.583g对氟硝基苯，90℃加热搅拌反应2h；再向反应混合液中加入10mL超纯水，轻微震荡数次后，用25mLCH2Cl2萃取三次，合并上述萃取液，用无水MgSO4干燥并经旋转蒸发浓缩、硅胶层析柱分离净化，得橘黄色油状产物4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚；(2-1)取0.485g上述4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚溶解于8mL正丁胺，依次加入0.770g碳负载量为5％的铂金碳催化剂、0.4mL甲酸，混合溶液在90℃下搅拌反应2h；待反应液冷却后加入2mLCH2Cl2，经过滤、无水MgSO4干燥、硅胶层析柱分离，得黄色固体产物BDE-28半抗原，即得。本专利技术的第三方面，上述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原在制备2,4,4′-三溴联苯醚人工包被原和2,4,4′-三溴联苯醚人工多克隆抗体中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术以2,4-二溴苯酚与对氟硝基苯为原料，依次通过亲电取代反应和加氢还原反应成功制得BDE-28半抗原，合成方法简单、速度快、产率较高，合成的BDE-28半抗原可用于制备BDE-28人工包被原和BDE-28人工多克隆抗体，及建立痕量BDE-28的免疫分析检测方法。附图说明图1为本专利技术中BDE-28半抗原的红外光谱图；图2为本专利技术中BDE-28半抗原的核磁共振氢谱图；图3为本专利技术中BDE-28半抗原、载体蛋白和偶联物的紫外光谱图；图4为本专利技术中GNPs-iPCR方法检测BDE-28标准溶液的扩增曲线；图5为本专利技术中GNPs-iPCR方法检测BDE-28的标准曲线；图6为本专利技术中直接竞争GNPs-iPCR和GC-MS方法检测样品中BDE-28结果的比较。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，以下实施例中的实验方法如无特殊说明均为常规方法，试剂与材料无特殊说明均市售可得。实施例1BDE-28半抗原的制备取1.04g2,4-二溴苯酚(4.13mmol)溶于8mL干燥的DMF中，置于冰浴中降温至0℃，分批次加入0.199g氢化钠(8.2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种2,4,4′‑三溴联苯醚半抗原，结构式如式(Ⅰ)所示，
【技术特征摘要】
1.一种2,4,4′-三溴联苯醚半抗原，结构式如式(Ⅰ)所示，2.如权利要求1所述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法，其特征在于，合成路线如式(Ⅱ)所示，包括以下步骤：(1)以2,4-二溴苯酚和对氟硝基苯为反应物，通过所述2,4-二溴苯酚中苯环上的羟基与所述对氟硝基苯中苯环上的氟原子进行亲电取代反应，反应温度为90℃，反应时间为2h，生成中间产物，将上述中间产物经旋转蒸发浓缩、硅胶层析柱分离纯化，得4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚；(2)以铂碳为催化剂、甲酸为还原剂进行加氢还原反应，反应温度为90℃，反应时间为2h，将步骤(1)中4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚苯环上的硝基还原为氨基，生成粗产物，再将上述粗产物经过滤、干燥、硅胶层析柱分离纯化，得4-氨基-2′,4′-二溴联苯醚，即得。3.如权利要求2所述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述硅胶层析柱中的淋洗液为正己烷：乙醚＝2:3(v/v)。4.如权利要求2所述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述4-硝基-2′,4′-二溴联苯醚的分子式为C12H7O3NBr2，产率为66.1％。5.如权利要求2所述2,4,4′-三溴联苯醚半抗原的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述硅胶层析柱的淋洗液为正己烷:乙酸乙酯＝2:3(v/v)。6.如权利要求2所述2,4,4′-...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄惠生，马振，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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