一种同位素标记的N-(1,3-二甲基丁基)-N`-苯基对苯醌的制备方法技术

本发明专利技术公开一种同位素标记的N

【技术实现步骤摘要】
一种同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌的制备方法


[0001]本专利技术涉及环境分析领域，尤其涉及一种同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌(6ppd
‑
醌)的制备方法。

技术介绍

[0002]6ppd，即N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯二胺，CAS号为793
‑
24
‑
8，是化工产业中一种常用的橡胶抗老化剂。该化合物因具有较好的抗氧化和抗臭氧特性，目前被广泛地应用于橡胶产业用来提高轮胎的抗高温疲劳与抗屈挠性能。据统计，每辆家用小轿车的轮胎中约含有140
‑
700克的6ppd；而一辆重型卡车轮胎中的6ppd含量可高达3600
‑
18000克。随着轮胎的磨损和老化，6ppd会随着轮胎碎屑进入到环境中。现有研究表明在不同的环境介质中，包括土壤、湖泊、城市径流和大气粉尘中均有不同浓度6ppd的存在。然而由于6ppd的生物毒性较低，长期以来其在自然界的广泛存在并未引起足够的重视。
[0003]2021年1月，有Science的文章指出，6ppd在自然环境中经光照及臭氧催化产生氧化产物N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌，即6ppd
‑
醌，具有极强的生物毒性；该化合物的产生机理和分子结构式如图1所示。该研究证实6ppd
‑
醌会随着雨水冲刷进入到城市径流，并引起太平洋西海岸等多个地区洄游产卵银鲑鱼的大量死亡。通过对比数据显示，6ppd
‑
醌对银鲑鱼的半数致死量为0.8
‑
1.5μg/L，远低于其母体6ppd的半数致死量(250
±
60μg/L)。此外研究发现6ppd
‑
醌具有较高的化学稳定性，即使在长时间的高温加热条件下(80℃，72小时)，其生物毒性也没有明显降低。
[0004]上述现象引起了世界各个国家的环境及毒理学家的广泛关注。可以预见的是，今后几年有关6ppd
‑
醌在不同环境介质中的含量测定、生物毒性检测以及人体健康风险评估将成为研究热点。然而无论是对于环境样品6ppd
‑
醌的含量测定，亦或是针对细胞和动物实验的毒性机理研究，均需制备或购买同位素标记的6ppd
‑
醌分析标准品，从而极大程度地降低样品测定时的背景干扰、减少基质效应，并用于毒理研究的同位素示踪等相关实验中。然而目前缺乏简便、高效可用于制备同位素标记的6ppd
‑
醌的方法。在上述Science的文章中，其作者利用紫外光照射以及通入臭氧的方式催化工业级的6ppd粉末，使得部分6ppd转化为6ppd
‑
醌，随后利用酸洗和多次柱分离技术(包括离子交换色谱、C18固相萃取柱和制备型高效液相)分离纯化得到6ppd
‑
醌标准品。该方法同样也可用于制备同位素标记的6ppd
‑
醌，但是具有转化效率低、成本高以及对环境不友好等缺点，不适用于工业化生产。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌(6ppd
‑
醌)的制备方法，旨在解决现有缺乏简单高效地制备同位素标记的6ppd
‑
醌标准品的方法的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌的制备方法，其中，包括步骤：
[0009]对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺进行反应，得到氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺；
[0010]所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺进行反应，得到同位素D标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌。
[0011]可选地，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺在水溶剂中进行反应。
[0012]可选地，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺进行反应的温度为50
‑
60℃，反应的时间为20
‑
40分钟。
[0013]可选地，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺按摩尔比(2
‑
2.4):1进行反应。
[0014]可选地，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺在甲醇水溶液或乙醇水溶液中进行反应，所述甲醇占甲醇水溶液的体积分数为90％
‑
100％，所述乙醇占乙醇水溶液的体积分数为90％
‑
100％。
[0015]可选地，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺进行反应的温度为室温，反应的时间为3.5
‑
4.5h。
[0016]可选地，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺按摩尔比(2
‑
2.4):1进行反应。
[0017]可选地，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺的反应结束之后，还包括步骤：将反应后的体系进行硅胶柱层析分离或重结晶处理，得到所述同位素D标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N
’‑
苯基对苯醌。
[0018]可选地，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺进行反应，得到氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺的步骤具体包括：
[0019]将对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺溶解于水溶剂中，得到第一反应溶液；
[0020]在所述第一反应溶液中加入酸至pH在6.5
‑
7.0之间，进行反应，得到所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺；
[0021]和/或，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺进行反应，得到同位素D标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同位素标记的N
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(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，包括步骤：对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺进行反应，得到氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺；所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺进行反应，得到同位素D标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌。2.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺在水溶剂中进行反应。3.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺进行反应的温度为50
‑
60℃，反应的时间为20
‑
40分钟。4.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，所述对苯醌与苯环氢质子全部氘代的苯胺按摩尔比(2
‑
2.4):1进行反应。5.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
‑
二甲基丁胺在甲醇水溶液或乙醇水溶液中进行反应，所述甲醇占甲醇水溶液的体积分数为90％
‑
100％，所述乙醇占乙醇水溶液的体积分数为90％
‑
100％。6.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
‑
二甲基丁基)
‑
N'
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苯基对苯醌的制备方法，其特征在于，所述氘代的对苯醌
‑2‑
苯胺与1,3
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二甲基丁胺进行反应的温度为室温，反应的时间为3.5
‑
4.5h。7.根据权利要求1所述的同位素标记的N
‑
(1,3
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二甲基丁基)
‑
N'
‑
苯基对苯醌的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宗苇，曹国栋，
申请(专利权)人：北京师范大学香港浸会大学联合国际学院，
类型：发明
国别省市：