一种拟除虫菊酯类半抗原化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种拟除虫菊酯类半抗原化合物的合成方法，以二甲基菊酰氯、γ－氨基丁酸乙酯和间苯氧基苯甲醛为主要原料，包括以下步骤：１）生成３－（２，２－二甲基－３－（２’－甲基丙烯基）环丙碳酰氨基）丙酸乙酯；２）生成３－（３－乙氧基－３－氧代丙烷碳酰基）－２，２－二甲基环丙烷甲酸；３）生成２－羟基－２－（３－苯氧苯基）乙腈；４）生成氰基－（３－苯氧基苯基）甲基Ｎ－２－乙氧基碳酰乙基－２，２－二甲基环丙碳酸甲酯；５）生成３－（３－（（氰基（３－苯氧基苯基）甲氧基）碳酰基）－２，２－二甲基环丙酰氨）丙酸。采用该方法制备的半抗原包含了大多数拟除虫菊酯类农药的三个共性结构部分：双苯氧环、带－ＣＮ的酯和三元环结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及选择一种具有-COOH的、又最大可能包含拟除虫菊酯类杀虫剂结构的拟除 虫菊酯类半抗原化合物的合成方法。
技术介绍
本专利技术属于农药小分子化合物(分子量小于1000道尔顿)免疫化学和残留分析
，涉及有机合成，免疫化学及生物化学等，依靠免疫学、免疫化学基本原理和生物技 术手段，设计、合成小分子目标分析物半抗原，并与载体蛋白质偶联，制备有效人工抗原， 免疫动物制备对小分子分析物特异性抗体，利用抗原抗体的特异性免疫学反应和易被检测 识别的标记物的放大作用，定量地检测样本中超微量小分子目标分析物，具有特异、灵敏、 准确、快速、方便、廉价等特点，该技术研究的关键是半抗原的分子设计、合成和人工全 抗原及抗体的制备。农药小分子必须与大分子物质连接后才能刺激动物产生特异性抗体，这已成为小分子 免疫分析的基本模式。因此，半抗原的合成与鉴定试验是产生特异性抗体和建立农药残留 快速检测技术研究最基础和最关键的步骤。理想的半抗原一方面应具备待测物的特征结 构，特别是立体化学特征，另一方面半抗原与载体连接后应保证待测物的特征结构能最大 程度地为免疫活性细胞识别和结合，以制备出具有预期选择性的抗体。①半抗原通常由待测物衍生化制备，或由原料合成，待测物的代谢或降解产物往往是有用的半抗原；②除待 测物特征结构外，在半抗原的未端需有可直接或间接与载体蛋白质偶联的活性基团；③在 活性基团与载体之间，必须有一定长度的间隔臂，以便使半抗原突出于载体表面，易为有 机免疫系统识别；④间隔臂应远离待测物的特征结构部分和官能团；⑤半抗原的设计应考 虑到农药原药和有毒理学意义的代谢物，以及测定对象是单一的农药或某一类农药；⑥机 体的免疫应答是个十分复杂的生化过程，半抗原诱导的抗体的选择性和亲合性尚难预测， 多数情况下宜合成几种结构的半抗原进行研究。 关于农药多残留免疫检测技术 .1967年Centeno等制备了杀虫剂马拉硫磷的抗血清，并证明了抗血清与马拉硫磷的可反应性，标志着免疫化学技术在农药残留检测中正式应用。20世纪80年代以后，免疫化学分析技术己成为优先研究、开发和利用的农药残留快速检测技术，美国化学学会将免疫分析方法与GC、 HPLC方法一起列为化学农药残留分析的三大支柱技术，是21世纪最具 竞争性和挑战性的超微量检测技术。美国环境保护署(EPA)、农业部食品安全检验司 FSIS^USDA和AOAC还分别制定了有关农药残留检测ELISA试剂盒的评定和许可准则。 目前最常用的免疫检测技术是酶联免疫吸附测定方法(ELISA)，其次为金标免疫试纸 条测定、放射免疫测定(RIA)和荧光免疫等方法。利用ELISA方法不仅可以定性而且可以定 量检测样品中的农药残留，这种分析方法具有对仪器设备要求不高，快速简便， 一般无需 对样品进行复杂的预处理，灵敏度高，特异性强，而且价格便宜，易于标准化、自动化和 适于大容量样本分析等优点。迄今为止，对于农药多残留分析，免疫学方法通常有两种途径， 一种是先针对不同的农药化合物， 分别制备相应的特异性抗体，然后将这些抗体一起使用，可同时检测多种农药。例如Skerritt J.等人采用该方法同时测定了样品中三种有机磷杀虫剂杀螟硫磷、甲基毒死蜱和甲基嘧啶 磷残留。另一种方法，也是目前主要采用的方法，是针对一类农药同系物的共性结构来设 计和合成通用半抗原，从而得到对于特定的一类(或其中几种)化合物都具有识别和检测 能力的通用结构抗体，即具有宽谱特异性(broad specificity)。例如，在有机磷农药方面， Johnson等人针对常用的含共有结构的一大亚类有机磷农药，用O， O-二 乙基-0-共有化学结构的另一大亚类有机磷农药，采用 作为通半抗原，制备出对杀螟硫磷、乙丁烯酰磷、 胺丙畏和敌敌畏有较高亲和力的多克隆抗体，间接竞争ELISA方法分析表明该抗体对以上4 种农药的ICso分别达4.8、 8.2、 36.2、 91.1吗/mL。 Alcocer等人则又针对有机磷农药中的另 一含[(C2H50)2-P(0)-0-讲有结构的亚类农药，采用O， 0-二乙基-2-丁烯酸磷酸酯作半抗原， 制备出具有广谱性的多克隆抗体，间接竞争ELISA方法分析表明该多克隆抗血清对在磷酸 酯基团侧链含有不饱和键的10种磷酸酯有机磷农药具有较高的选择性和亲和力，检测限 (LOD)在0.3 23ng/孔之间，并得出半抗原结构中至少3个部分(磷酸酯基团、二乙酯和磷酸酯基团侧链的不饱和键)构成了抗原的决定簇。韩丽君等设计并合成了三种具有某些 有机磷酸酯类农药共性结构的半抗原，分别获得了对甲基对硫、杀螟硫磷和倍硫磷以及对 乙酰甲胺磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果有较高的亲和性的抗体。拟除虫菊酯类农药是一类广谱性杀虫剂，具有高效、低毒、低残留等优点，拟除虫菊 酯类农药在我国尤其是浙江省内应用非常广泛，是目前农产品和食品中农残检测的重要对 象。拟除虫菊酯类农药又分为I型、II型和III型三个类型I型拟除虫菊酯类农药为a位碳 原子上不含氰基的含环丙基三元环特征结构的农药。国内应用较多的主要有苯醚菊酯和氯 菊酯。H型拟除虫菊酯类农药为a位碳原子上含氰基的又含环丙基三元环特征结构的农药， 主要品种有甲氰菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、功夫菊酯。III型拟除虫菊酯类农药a位碳原 子上含有氰基，分子结构中用苯基支链羧酸结构来取代环丙基三元环，由于其化学结构与 三元环拟除虫菊酯具有类似的平面构型，因而在靶标作用部位上的杀虫毒理也类同，主要 品种有氰戊菊酯、顺式氰戊菊酯。II型和III型拟除虫菊酯类农药现已广泛用于茶园和其他 作物上(粮食、蔬菜和水果及经济作物)虫害的防治。 '但是拟除虫菊酯类农药在农作物尤其茶叶上的残留问题已经日益突出，尤其是茶叶出 口到欧洲的，很多因为菊酯类农药残留超标而被罚款、退货。因此开发一种简单、快速， 适用于现场测定和监控食品、茶叶和环境样品中拟除虫菊酯类农药多残留痕量分析方法具 有重要的现实意义。.本专利技术中设计的半抗原I包含了大多数拟除虫菊酯类农药的三个共性结构部分双苯氧环、带-CN的酯、三元环结构，所以用其作为半抗原与蛋白质偶联制备抗原、免疫动物 制备抗体，开发快速检测菊酯类农药多残留的ELISA方法，具备独特的优点。澳大利亚文献J.Agric.Food.Chem. 1998,46,520-534报道了半抗原I的合成路线如下所<formula>formula see original document page 7</formula>但是此种制备方法只是给出了理论的知识；本专利技术人按照此文献方法反复试验，都无 法得到目标化合物I。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，采用该 方法制备的半抗原包含了大多数拟除虫菊酯类农药的三个共性结构部分双苯氧环、带-CN 的酯和三元环结构。为了解决上述技术问题，本专利技术提供，以 二甲基菊酰氯、Y-氨基丁酸乙酯和间苯氧基苯甲醛为主要原料，包括以下步骤1)、生成3-(2，2-二甲基-3-(2，-甲基丙烯基)环丙碳酰氨基两酸乙酯，其结构式如II所示: 在反应瓶中加入Y-氨基丁酸乙酯盐酸盐、催化剂I、缚酸剂及氯仿，然后滴加由二甲 基菊酰氯和氯仿组成的混合液，滴加温度为-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拟除虫菊酯类半抗原化合物的合成方法，其特征在于，以二甲基菊酰氯、γ－氨基丁酸乙酯和间苯氧基苯甲醛为主要原料，包括以下步骤：１）、生成３－（２，２－二甲基－３－（２’－甲基丙烯基）环丙碳酰氨基）丙酸乙酯：在反应瓶中加入γ－氨基丁酸乙酯盐酸盐、催化剂Ⅰ、缚酸剂及氯仿，然后滴加由二甲基菊酰氯和氯仿组成的混合液，滴加温度为－１０～６０℃，滴加完毕后在－１０～６０℃下反应２～８小时；二甲基菊酰氯∶γ－氨基丁酸乙酯盐酸盐∶催化剂Ⅰ∶缚酸剂的摩尔比为１∶０．５～２∶０．２～１．２∶１．０～４．０；２）、生成３－（３－乙氧基－３－氧代丙烷碳酰基）－２，２－二甲基环丙烷甲酸：在反应瓶中加入３－（２，２－二甲基－３－（２’－甲基丙烯基）环丙碳酰氨基）丙酸乙酯、催化剂Ⅱ、高碘酸钠以及由体积比为１０∶１０∶１５的四氯化碳、乙腈和水混合而成的配液进行回流反应，反应时间为１２～２４ｈ；所述３－（２，２－二甲基－３－（２’－甲基丙烯基）环丙碳酰氨基）丙酸乙酯与高碘酸钠的摩尔比为１∶３～４，催化剂Ⅱ的用量为３－（２，２－二甲基－３－（２’－甲基丙烯基）环丙碳酰氨基）丙酸乙酯用量的０．０２～０．１摩尔当量；３）、生成２－羟基－２－（３－苯氧苯基）乙腈：在反应瓶中加入重硫酸钠和水后滴加间苯氧基苯甲醛进行反应，滴加温度在１０～３０℃；滴加完后继续在１０～３０℃下反应２～４ｈ，所述重硫酸钠和间苯氧基苯甲醛的摩尔比为１∶１～１．２；上述反应结束后，再滴加氰化钠水溶液，滴加完毕，继续搅拌反应，反应温度控制在０～２０℃，搅拌反应时间１～５ｈ，所述氰化钠的摩尔量是间苯氧基苯甲醛的１．５～２倍；反应完毕用二氯甲烷提取反应产物，并用水洗涤后无水Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］干燥，得产物２－羟基－２－（３－苯氧苯基）乙腈的二氯甲烷溶液，不经纯化直接用于下一步反应；４）、生成氰基－（３－苯氧基苯基）甲基Ｎ－２－乙氧基碳酰乙基－２，２－二甲基环丙碳酸甲酯：在反应瓶中加入上述步骤３）制备的２－羟基－２－（３－苯氧苯基）乙腈的二氯甲烷溶液、步骤２）制备的３－（３－乙氧基－３－氧代丙烷碳酰基）－２，２－二甲基环丙烷甲酸、Ｎ，Ｎ′－二环己基碳二亚胺和４－二甲氨基吡啶进行反应；反应温度控制在０～２０℃，反应时间为１２～２４ｈ；２－羟基－２－（３－苯氧基苯基）乙腈∶３－（３－乙氧基－３－氧代丙烷碳酰基）－２，２－二甲基环丙烷甲酸∶Ｎ，Ｎ′－二环己基碳二亚胺∶４－二甲氨基吡啶的摩尔比...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程敬丽，赵金浩，王春梅，朱国念，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]