本发明专利技术涉及食品和农业安全检测领域，具体涉及一种结构新颖的咔唑类荧光衍生试剂的设计合成及其在氟虫腈和氟虫腈代谢物检测中的应用。经试验证明，本发明专利技术所设计合成的咔唑类荧光衍生试剂，具有很强的荧光强度，基于该衍生试剂所建立的柱前衍生化测定氟虫腈及其代谢物氟虫腈亚砜的HPLC‑FLD(高效液相色谱‑荧光检测)方法灵敏度高、检测限和定量限低、稳定性和重现性好，将该方法应用于鸡蛋中残留氟虫腈及其代谢物氟虫腈亚砜检测，结果准确、可靠，优于目前报道的HPLC‑MS/MS、GC‑MS方法。本发明专利技术所设计合成的咔唑类荧光衍生试剂性能优良，基于其所建立的氟虫腈及其代谢物柱前衍生化检测方法灵敏、可靠、准确，具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种咔唑类荧光衍生试剂的设计合成及其在氟虫腈和氟虫腈代谢物检测中的应用
本专利技术涉及食品和农业安全检测领域，具体涉及一种咔唑类荧光衍生试剂的设计合成及其在氟虫腈和氟虫腈代谢物检测中的应用。
技术介绍
2017年8月，欧洲市场惊现氟虫腈含量超标的“毒鸡蛋”，引起了人们对食品安全的高度关注。同年，在中国香港和台湾等多个地区也出现了这种“毒鸡蛋”。随着事件的发展，形势愈发严峻，“毒鸡蛋”事件波及全球，使人们陷入恐慌之中，该事件敲响预防和控制氟虫腈残留量超标的警钟，氟虫腈残留检测方法的相关研究也因此备受关注。氟虫腈(英文名：fipronil)，是法国普朗克公司于1987年研制的一种新型含氟、氯的苯基吡唑类杀虫剂，我国于1994年将其应用于农业中防治害虫。氟虫腈导致昆虫死亡的主要方式为触杀、胃毒和一定的内吸作用，其作用机制为能与害虫体内一种重要的抑制性神经递质-γ-氨基丁酸(GABA)受体结合，使其中枢神经系统中氯离子通道关闭，从而影响中枢神经系统正常发挥作用，神经和肌肉过度兴奋，最终麻痹甚至死亡。但氟虫腈半衰期较长，难降解，对环境不友好，可在动物和人体内富集而产生毒副作用，因此对氟虫腈残留进行检测和控制是非常必要的。目前，食品中氟虫腈及其代谢物的检测方法有高效液相色谱法(HPLC)、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)、气相色谱法(GC)以及气相色谱-质谱联用法(GC-MS)，这些检测方法各有优缺点，尚存在一定的不足，如检测灵敏度高的方法会伴有样品测前处理复杂、检验成本高、需要借助昂贵、精密的仪器、操作较为繁琐等不足，而低成本、方便、快速的检测方法则检测的灵敏度又不太好。因此，开发稳定、灵敏、选择性强、干扰小的氟虫腈及其代谢物残留的检测方法是很有必要的。研究表明，氟虫腈结构中吡唑环上3位腈基、4位三氟甲基亚砜基及5位游离的氨基可被修饰和改造，可利用这一点来进行荧光衍生试剂的设计和合成。相比较而言，吡唑环上5位氨基更易修饰，因此针对该基团进行特异性反应生成较强荧光强度的氟虫腈衍生物是可行的。根据上述分析，本专利技术合成了荧光较强、结构新颖的咔唑类荧光衍生试剂，并基于该衍生试剂建立了的柱前衍生化检测氟虫腈及其代谢物的HPLC-FLD方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构新颖的咔唑类荧光衍生试剂(4-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)-1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)丁酸，编号为L2)，并提供该荧光衍生试剂的制备方法，其是以9-乙基咔唑为主要原料，通过化学合成制备得到。本专利技术还提供了基于上述荧光衍生试剂(L2)所建立的柱前衍生化检测氟虫腈及其代谢物的HPLC-FLD方法。由于本专利技术所设计合成的咔唑类荧光衍生试剂性能优良，基于其所建立的氟虫腈及其代谢物柱前衍生化检测方法灵敏、可靠、准确，因此具有很好的应用前景。本专利技术的上述目的采用以下技术方案来实现：本专利技术提供一种咔唑类荧光衍生试剂(L2)，包括4-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)-1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)丁酸，其结构式如下：本专利技术还提供一种制备上述咔唑类荧光衍生试剂的方法，包括以下步骤：(1)甲酰化反应：将式(II)化合物9-乙基咔唑与三氯氧磷进行反应制备得到中间体式(Ⅲ)化合物，其反应式如下：(2)环合反应：将中间体式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物菲醌反应制备得到中间体式(Ⅴ)化合物，其反应式如下：(4)卤代反应：中间体式(Ⅴ)化合物与式(Ⅵ)化合物4-溴丁酸乙酯反应制备得到式(Ⅶ)化合物，反应式如下：(4)水解反应：式(Ⅶ)化合物与氢氧化钠反应制备得到式(I)化合物，反应式如下：本专利技术的一个优选方案，步骤(1)所述反应的反应溶剂为DMF，反应温度为98℃。本专利技术的一个优选方案，步骤(2)所述反应的反应溶剂为冰醋酸，加入乙酸铵，反应温度为130℃。本专利技术的一个优选方案，步骤(3)所述反应的反应溶剂为DMF，催化剂为碳酸铯，反应温度为48℃。本专利技术的一个优选方案，步骤(4)所述反应的反应溶剂为甲醇水溶液，加入氢氧化钠，反应温度为30℃。本专利技术还提供了一种咔唑类荧光衍生试剂在检测氟虫腈及其代谢物中的应用。本专利技术的一个优选方案，所述应用具体为：采用基于具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂建立的柱前衍生化检测氟虫腈及其代谢物的HPLC-FLD方法实现。本专利技术的优选方案，基于具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂柱前衍生化氟虫腈的方法为：DCC/DMAP为催化缩合剂，二氯甲烷为溶剂，氟虫腈与荧光衍生试剂L2的摩尔浓度比为1:11，55℃水浴反应60min。本专利技术的优选方案，基于具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂柱前衍生化氟虫腈所形成的产物的HPLC-FLD主要检测条件为：C18色谱柱；等度洗脱；流动相：乙腈/水(85:15)；流速：1.0mL/min；λex＝310nm，λem＝398nm；进样量10μL；柱温40℃。本专利技术的优选方案，基于具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂柱前衍生化氟虫腈代谢物的方法为：EDC/DMAP为催化缩合剂，二氯甲烷为溶剂，氟虫腈代谢物与咔唑类荧光衍生试剂L2的摩尔浓度比为1:8，在45℃水浴中反应75min。本专利技术的优选方案，基于具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂柱前衍生化氟虫腈代谢所形成的产物的HPLC-FLD主要检测条件为：C18色谱柱；等度洗脱；流动相：乙腈/水＝80:20；流速：1.0mL/min；λex＝310nm，λem＝404nm；进样量20μL；柱温40℃。本专利技术的有益效果：本专利技术所设计合成的具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂，结构新颖，具有很强的荧光强度，基于该衍生试剂所建立的柱前衍生化测定氟虫腈及其代谢物氟虫腈亚砜的HPLC-FLD(高效液相色谱-荧光检测)方法灵敏度高、检测限和定量限低、稳定性和重现性好，将该方法应用于鸡蛋中残留氟虫腈及其代谢物氟虫腈亚砜检测，结果准确、可靠，优于目前报道的HPLC-MS/MS、GC-MS方法。本专利技术所设计合成的咔唑类荧光衍生试剂性能优良，基于其所建立的氟虫腈及其代谢物柱前衍生化检测方法灵敏、可靠、准确，具有很好的应用前景。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术的己知的起始原料可以采用或按照本领域已知的方法来合成。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1：具有式(I)结构的咔唑类荧光衍生试剂L2(4-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)-1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)丁酸)的制备(1)具有式(Ⅲ)结构的中间体的制备称取9-乙基咔唑(5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种咔唑类荧光衍生试剂，其特征在于，包括4-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)-1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)丁酸，其结构式如下图式(I)所示：/n
【技术特征摘要】
1.一种咔唑类荧光衍生试剂，其特征在于，包括4-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)-1H-菲并[9,10-d]咪唑-1-基)丁酸，其结构式如下图式(I)所示：
2.根据权利要求1所述的一种咔唑类荧光衍生试剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)甲酰化反应：将式(II)化合物9-乙基咔唑与三氯氧磷进行反应，制备得到中间体式(Ⅲ)化合物，其反应式如下：
(2)环合反应：将中间体式(Ⅲ)化合物与式(Ⅳ)化合物菲醌反应，制备得到中间体式(Ⅴ)化合物，其反应式如下：
(3)卤代反应：中间体式(Ⅴ)化合物与式(Ⅵ)化合物4-溴丁酸乙酯反应，制备得到式(Ⅶ)化合物，反应式如下：
(4)水解反应：式(Ⅶ)化合物与氢氧化钠反应，制备得到式(I)化合物，反应式如下：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的反应溶剂为DMF，反应温度为98℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的溶剂为冰醋酸，加入乙酸铵，反应温度为130℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述反应的溶剂为DMF，催化剂为碳酸铯，反应温度为48℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述反应的溶剂为甲醇水溶液，加入氢氧化钠，反应温度为30...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠平，彭大勇，刘佳，上官新晨，李冬文，陈继光，蒋艳，张清峰，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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