一种6氘代丹磺酰肼的制备方法

本发明属于同位素衍生化试剂，具体涉及一种6氘代丹磺酰肼的制备方法。

背景技术：

1、在代谢组学的研究中，样本中所含有的小分子化合物与机体的代谢状态相关联，丹磺酰肼结构中的氨基具有较高的反应活性，能特异性的和小分子化合物的羧基发生缩合反应，叔胺和仲胺等官能团的引入能够有效增强小分子化合物在正离子检测模式下的质谱响应。同位素丹磺酰肼衍生化试剂与丹磺酰肼衍生化试剂配合使用，在发现癌症与健康群体中差异标志物、未知代谢物定性识别等多方面起着重要的作用；如氘代的丹磺酰肼衍生化试剂与标准物质结合，能更方便的获取衍生化后的标准物质的同位素标准品，能够在定量分析中克服共流出引起的基质效应对定量结果的影响，进而得到更为准确的实验结果。由此可见，同位素丹磺酰肼衍生化试剂在代谢组学的研究中有着举足轻重的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种6氘代丹磺酰肼的制备方法，本发明提供的制备方法反应简便，且收率较高。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的制备方法，以包括5-氨基-1-萘磺酸、氢化钠、氘代碘甲烷、三氯氧磷、五氯化磷和水合肼的反应原料，可以制备得到6氘代丹磺酰肼。本发明提供的制备方法原料易得，中间产物少，收率高。实施例结果表明，本发明提供的制备方法的收率能够达到85％以上，相对于现有方法收率有明显提升。

4、本发明提供了一种6氘代丹磺酰肼的制备方法，以包括5-氨基-1-萘磺酸、氢化钠、氘代碘甲烷、三氯氧磷、五氯化磷和水合肼的反应原料，制备得到。

5、在本发明中，所述6氘代丹磺酰肼的反应原料包括5-氨基-1-萘磺酸(1-naphthylamine-5-sulfoaic acid)。在本发明中，所述5-氨基-1-萘磺酸为基础原料，易于得到，可降低6氘代丹磺酰肼的制备成本。在本发明中，所述5-氨基-1-萘磺酸的结构式如a所示：

6、

7、本发明对所述5-氨基-1萘磺酸的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。

8、在本发明中，所述6氘代丹磺酰肼的反应原料还包括氢化钠(nah)、氘代碘甲烷(cd3i)、三氯氧磷(pocl3)、五氯化磷(pcl5)和水合肼(n2h4·h2o)。本发明对上述组分的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。

9、除上述反应原料外，本发明所述6氘代丹磺酰肼的制备方法中，还包括反应所需的溶剂、酸化试剂、碱洗液、水洗液、干燥剂和萃取剂，所述反应溶剂、酸化试剂、碱洗液、水洗液、干燥剂和萃取剂在后续具体步骤中进行说明。

10、在本发明中，所述6氘代丹磺酰肼的制备方法优选包括以下步骤：

11、将5-氨基-1-萘磺酸与氢化钠的分散液混合，然后将所得混合料与氘代碘甲烷混合，进行第一取代反应，酸化后得到氘代固体料；

12、将所得氘代固体料与三氯氧磷和五氯化磷混合，进行第二取代反应，得到6氘代丹磺酰氯；

13、将6氘代丹磺酰氯溶于四氢呋喃中，缓慢滴入水合肼溶液中，进行第三取代反应，得到6氘代丹磺酰肼。

14、本发明将5-氨基-1-萘磺酸与氢化钠的分散液混合，然后将所得混合料与氘代碘甲烷混合，进行第一取代反应，酸化后得到氘代固体料。在本发明中，所述氢化钠的分散液优选包括分散剂，所述分散剂优选包括非水溶剂，所述非水溶剂优选包括n,n-二甲基甲酰胺、乙腈或丙酮。在本发明中，所述氢化钠的分散液的浓度优选为420～475mg/ml，更优选425～470mg/ml，再优选为430～450mg/ml。

15、在本发明中，所述氢化钠与5-氨基-1-萘磺酸的摩尔比优选为(3～5):1，更优选为(3.2～4.8):1。本发明将氢化钠与5-氨基-1-萘磺酸混合，利用氢化钠提供碱性环境，并利用氢化钠与5-氨基-1-萘磺酸上的氨基反应，夺取氨基上的氢，形成含na盐中间体的混合料，为后续氘代碘甲烷的取代反应提供有利条件。在本发明中，所述5-氨基-1-萘磺酸与氢化钠的分散液的混合优选在冰水浴条件下进行，以避免混合料液飞溅。

16、得到混合料液后，本发明将所述混合料液与氘代碘甲烷混合，进行第一取代反应，酸化后得到氘代固体料。混合料的用量以5-氨基-1-萘磺酸的含量计，所述氘代碘甲烷与5-氨基-1-萘磺酸的摩尔比优选为(4～6):1，再优选为(4.2～5.7):1，更优选为(4.5～5.5):1。

17、在本发明中，所述第一取代反应的温度优选为30～40℃，更优选为32～37℃，再优选为34～36℃；所述第一取代反应的时间优选为1.5～4h，更优选为2～3.5h，再优选为2～3h；所述第一取代反应的时间以升温至反应温度后开始计。本发明对所述升温的具体方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。

18、在本发明中，所述酸化的ph值优选为3～4，更优选为3～3.5，再优选为3。在本发明中，所述酸化用酸化试剂优选包括盐酸、硫酸、甲酸或乙酸，本发明对所述酸化试剂的浓度没有特殊要求，能使第一取代反应后的物料体系的ph值达到上述范围即可。

19、酸化后，本发明优选对酸化后的物料进行固液分离，然后对所得固体进行干燥，得到氘代固体料。在本发明中，所述固液分离的方式优选包括抽滤；所述干燥的方式优选包括烘干，所述烘干的温度优选为100～120℃，更优选为120℃；所述烘干的时间优选为2～3h，更优选为2h。

20、在本发明中，所述氘代固体料具有如式i所示的结构：

21、

22、得到氘代固体料后，本发明将所述氘代固体料与三氯氧磷和五氯化磷混合，进行第二取代反应，得到6氘代丹磺酰氯。

23、在本发明中，所述三氯氧磷、五氯化磷与氘代固体料的摩尔比优选为(1.5～3):(0.25～0.35):1，更优选为(1.7～2.5):(0.27～0.30):1。

24、在本发明中，所述混合优选为先将氘代固体料与三氯氧磷混合，然后再与五氯化磷混合；所述混合优选在搅拌条件下进行，进一步优选在磁力搅拌下进行。本发明对所述搅拌的速度没有特殊要求，能使各组分充分接触即可。在本发明中，所述五氯化磷优选采用分批加入的方式进行混合，以避免一次性加入引起的局部过热。本发明对所述五氯化磷分批的方式没有特殊要求，能使混合体系的各组分物料不产生飞溅为宜。

25、在本发明中，所述第二取代反应的温度优选为室温；所述第二取代反应的时间优选为20～25h，再优选为21～24h，更优选为24h。

26、进行第二取代反应后，本发明优选还包括对所述第二取代反应后的物料进行后处理，得到6氘代丹磺酰氯。在本发明中，所述后处理优选包括：

27、将反应后物料与冰水混合，然后用二乙醚进行萃取，得到有机相；

28、将所述有机相依次进行碱洗、干燥和去溶剂，得到油状液体；

29、将所述油状液体溶于热正己烷中，过滤后冷却，得到橙黄色晶体，即为6氘代丹磺酰氯。

30、本发明优选将反应后物料与冰水混合，然后用二乙醚进行萃取，得到有机相。混合前，本发明优选将反应后物料降温至0℃，然后与冰水混合。在本发明中，所述反应后物料以氘代固体料的投入质量计，氘代固体料与冰水的质量比优选为0.5:(180～210)，更优选为0.5:(185～205)，再优选为0.5:200。本发明优选将所述反应后物料与冰水混合，以去除未反应的三氯氧磷和五氯化磷。

31、将反应物料与冰水混合后，本发明用二乙醚进行萃取，得到有机相。本发明对所述萃取的具体方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的萃取方式即可。在本发明具体实施例中，所述萃取用二乙醚的用量优选为70～80ml/次，更优选为72～77ml/次，再优选为75ml/次；萃取的次数优选为3～4次，更优选为4次。在本发明中，所述有机相指多次萃取后所得有机相的总和。

32、得到有机相后，本发明将所述有机相依次进行碱洗、干燥和去溶剂，得到油状液体。在本发明中，所述碱洗能进一步去除未反应的三氯氧磷和五氯化磷。在本发明中，所述碱洗用碱洗液优选包括氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度优选为0.08～0.12m，更优选为0.1m。本发明对所述氢氧化钠溶液的用量和碱洗的具体方式没有特殊要求，能够去除有机相中未反应的三氯氧磷和五氯化磷即可。在本发明具体实施例中，所述氢氧化钠溶液的用量优选为45～60ml，更优选为48～55ml，再优选为50ml。

33、碱洗后，本发明优选对所述碱洗后所得物料进行干燥，所述干燥用试剂优选包括固体干燥剂，所述固体干燥剂优选包括无水硫酸镁；本发明对所述无水硫酸镁的具体用量没有特殊要求，能够将碱洗后所得物料中的水分充分去除即可。

34、干燥后，本发明还优选对所述干燥后的物料进行去溶剂处理，得到油状液体。在本发明中，所述去溶剂的方式优选包括利用氮气挥发进行浓缩。本发明所述油状液体为橙色油状液体。

35、得到油状液体后，本发明优选将所述油状液体溶于热正己烷中，过滤后冷却，得到橙黄色晶体，即为6氘代丹磺酰氯。在本发明中，所述热正己烷的温度优选为(60℃～70℃)，更优选为(65℃)。本发明对所述正己烷的用量没有特殊要求，能使油状液体完全溶解即可。在本发明中，所述冷却的终点温度优选≤5℃，更优选为0～4℃。本发明对所述过滤的方式、冷却的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方式即可。

36、本发明优选利用热正己烷溶解油状液体，再通过过滤去除油状液体中的不溶杂质，进而提高目标产物的纯度。本发明通过冷却，使溶解在热正己烷溶剂中的油状组分析出，得到纯度较高的目标产物，橙黄色晶体即为6氘代丹磺酰氯(以d6-dnscl表示)。

37、在本发明中，所述6氘代丹磺酰氯，具有式ii所示的结构：

38、

39、得到6氘代丹磺酰氯后，将6氘代丹磺酰氯溶于四氢呋喃中，缓慢滴入水合肼溶液中，进行第三取代反应，得到6氘代丹磺酰肼。

40、在本发明中，所述6氘代丹磺酰氯与水合肼的摩尔比优选为1:2，更优选为1:2.5，过量的水合肼能够保证反应的完全发生。

41、在本发明中，所述混合优选在搅拌条件下进行，进一步优选在磁力搅拌下进行。本发明对所述搅拌的速度没有特殊要求，能使各组分充分接触即可。在本发明中，所述6氘代丹磺酰氯溶液优选采用缓慢滴入的方式进行混合，以避免一次性加入引起的局部过热或不完全反应。

42、在本发明中，所述第三取代反应会大量放热，需要在冰浴的条件下进行，反应温度优选为0℃；所述第三取代反应的优选时间为0.4～0.8h，再优选为0.5～0.8h，更优选为0.5h。

43、进行第三取代反应后，本发明优选还包括对所述第三取代反应后的物料进行后处理，得到6氘代丹磺酰肼。在本发明中，所述后处理优选包括：

44、将反应后物料用乙酸乙酯进行萃取，得到有机相；

45、将所述有机相一次进行水洗、干燥和去溶剂，得到淡黄色固体，即为6氘代丹磺酰肼。

46、本发明用乙酸乙酯进行萃取，得到有机相。本发明对所述萃取的具体方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的萃取方式即可。在本发明具体实施例中，所述萃取用乙酸乙酯的用量优选为20～40ml/次，更优选为20～30ml/次，再优选为30ml/次；萃取的次数优选为1～2次，更优选为2次。在本发明中，所述有机相指多次萃取后所得有机相的总和。

47、得到有机相后，本发明将所述有机相依次进行水洗、干燥和去溶剂。在本发明中，所述水洗能进一步去除未反应的水合肼。在本发明中，所述水洗优选用蒸馏水。本发明对所述蒸馏水的用量和水洗的具体方式没有特殊要求，能够去除有机相中未反应的水合肼即可。在本发明具体实施例中，所述蒸馏水的用量优选为10～30ml，更优选为10～20ml，再优选为20ml；水洗的次数优选为2～3次，更优选为3次。

48、水洗后，本发明优选对所述水洗后所得物料进行干燥，所述干燥用试剂优选包括固体干燥剂，所述固体干燥剂优选包括无水硫酸镁；本发明对所述无水硫酸镁的具体用量没有特殊要求，能够将水洗后所得物料中的水分充分去除即可。

49、干燥后，本发明还优选对所述干燥后的物料进行去溶剂处理，得到淡黄色固体粉末。在本发明中，所述去溶剂的方式优选包括利用氮气挥发进行浓缩或利用减压干燥器进行去溶剂。去溶剂后，得到淡黄色固体粉末即为6氘代丹磺酰肼(以d6-dnshz表示)。

50、为清楚表示本发明所述制备方法，提供如下所示的反应表达式：

51、

52、在本发明中，所述6氘代丹磺酰肼，具有式iii所示的结构：

53、

54、本发明制备得到的6氘代丹磺酰肼的分子式以c12h9d6n3o2s表示，相对分子质量为271.1262，理论[m+h]+的m/z为272.1335，实测[m+h]+的m/z为272.1340，与理论值较为接近。