一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种稳定同位素内标物质的合成方法，尤其是设及一种稳定同位素标 记双氯胺的合成方法。
【背景技术】
[000引双氯胺（Dixyandiamide)，又名氯基脈、二氯二胺，溶于水、己醇和己膳，主要用作 肥料及其它精细化工中间体。双氯胺有一定毒性，对小鼠毒性试验显示，最高剂量组给药 1化后，小鼠开始出现不安、跳跃、呼吸急促，随后在几十分钟内便死亡。新西兰农民在牧场 中使用双氯胺主要为了防止硝酸盐等流入河流造成污染，但由于生物链的传递，导致牛奶 中也有双氯胺残留。2013年1月，有关部分新西兰奶粉检出双氯胺残留的消息引起了消费 者的广泛关注。
[0003] 目前，虽然任何国家的食品标准中都没有双氯胺的限量标准值，但是自从我国 2008年的聚氯胺"事件后，抑A将双氯胺与许多其他含氮农用产品（因为该些物质中含 氮，可能会伪造牛奶中的蛋白质含量）列入牛奶必检项。双氯胺无致癌性，但是高剂量的双 氯胺具有毒性。考虑到高剂量的双氯胺对人体，特别是婴幼儿具有较强的毒性，我国的食品 添加剂标准规定禁止在乳粉中添加此种物质。
[0004] 当前有关双氯胺的检测方法主要有分光光度法、阳离子交换法、比色法、选择电极 法、酶促法、抑值法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱法等。其中，液相色谱-质谱法具有 高分离能力、高灵敏度、高选择性、等优点，应用较多。但由于食品中基质效应W及不科学的 前处理方法也会对分析结果造成较大偏差。
[0005] 通过采用同位素稀释质谱法IDMS(Isotope Dilution Mass Spectrometry);添加 剂同位素内标试剂可W有效消除样品在化学和物理的前处理步骤中所引起的回收率差异， 从而避免因为样品处理过程的损失对检测结果造成的偏差。
[0006] 1999年国际物质量咨询委员会（CCQM)确定；微量、痕量和超痕量元素的唯一权威 测量方法是同位素稀释质谱法（IDM巧。美国环境保护署巧PA)也于1984年将同位素稀释 质谱法作为环境介质中重点有机污染物的常规监测方法，在全世界范围内推广使用。
[0007] 而稳定同位素标记双氯胺的开发成功，将为更准确的定量检测牛奶或奶粉中的双 氯胺提供标准试剂，W进一步完善我国食品安全检测技术体系，满足我国食品安全发展的 需求。
[000引 目前，双氯胺的工业上的合成方法主要有氯胺巧法、尿素法等，但是该些合成工艺 所设及的装置难W达到同位素合成的要求，难W将同位素标记元素引入，不适合稳定同位 素标记化合物的合成。而有关稳定同位素标记双氯胺的合成技术国内外尚无相关文献报 道。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定同位素原 子利用率高、易分离提纯的稳定同位素标记双氯胺的合成方法。
[0010] 本发明的目的可W通过W下技术方案来实现；W稳定同位素标记氮气或尿素为同 位素标记前体，在催化剂作用下，与碳化巧或氧化巧反应得到氯胺化巧，再经水解、脱巧、聚 合后得到稳定同位素标记双氯胺。
[0011] 在本发明中所述的稳定同位素标记双氯胺，其结构式如下：
[0012]
【主权项】
1. 一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，利用有机化学合成方法，以稳 定同位素标记氮气或尿素为同位素标记前体，在催化剂作用下，与碳化钙或氧化钙反应得 到氰胺化钙，再经水解、脱钙、聚合后得到稳定同位素标记双氰胺。
2. 根据权利要求1所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，所述 的稳定同位素标记双氰胺，其结构式如下：
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3. 根据权利要求1所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，所述 的合成方法为气体法或固体法。
4. 根据权利要求3所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，所述 的气体法使用的同位素标记前体为稳定同位素标记氮气；所述的固体法使用的同位素标记 前体为稳定同位素标记尿素。
5. 根据权利要求3所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，所述 的气体法分为两个步骤。 (1) 稳定同位素标记氰胺化钙的合成： 将碳化钙和催化剂投入反应釜中，慢慢通入稳定同位素标记氮气，反应结束后，即得到 稳定同位素标记氰胺化钙； (2) 稳定同位素标记双氰胺的合成： 将上述反应得到的稳定同位素标记氰胺化钙与蒸馏水混合进行水解，水解反应后通入 二氧化碳气体直至混合液呈弱碱性，混合液抽滤后，加入碱性催化剂，所述的碱性催化剂占 总投料的质量百分数为〇. 05%，聚合，最后冷却结晶得到目标产物稳定同位素标记双氰胺。
6. 根据权利要求5所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，步骤 (1) 中，所述的催化剂为CaF2XaCl2XaO或CaCO3其中的一种或两种混合；所述的催化剂占 总投料的质量百分数为I. 〇~4. 0%，优选1. 2~3. 6%;反应时温度控制为500~1300°C， 优选600~1200°C ;反应的时间为0. 5~4h，优选为1~3h。
7. 根据权利要求5所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，步骤 (2) 中，所述的同位素标记氰胺化钙与蒸馏水质量比控制在1: (2~10)，优选1: (3. 5~ 8. 5);水解的温度为10~80°C，优选为10~60°C;水解的时间为1~6h，优选1. 5~5. 5h ; 所述的碱性催化剂为乙醇钠、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种；聚合的温度为30~120°C，优 选45~90°C ;聚合的时间为0. 5~8h，优选为1~6h。
8. 根据权利要求3所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，所述 的固体法分为两个步骤。 (1)稳定同位素标记氰胺化钙的合成： 将氧化钙和稳定同位素标记尿素投入反应釜中，加入催化剂，所述的催化剂占总投料 的质量百分数为1 %，反应一段时间，反应结束在高温下煅烧后即可得到同位素标记氰胺化 钙； (2)稳定同位素标记双氰胺的合成； 将上述反应得到的稳定同位素标记氰胺化钙与蒸馏水混合进行水解，水解反应后通入 二氧化碳气体直至混合液呈弱碱性，混合液抽滤后，加入碱性催化剂，所述的碱性催化剂占 总投料的质量百分数为〇. 05%，聚合，最后冷却结晶得到目标产物稳定同位素标记双氰胺。
9. 根据权利要求8所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，步骤 (1)中，所述的氧化钙和稳定同位素标记尿素的摩尔比为I: (1~5)，优选1: (2~4);所 述的催化剂为二氧化硅、ZSM-5分子筛或β型分子筛中的一种或两种混合；反应的温度为 130~380°C，优选为260~320°C ;煅烧的时间为1~3h ;煅烧的温度为600~900°C。
10. 根据权利要求8所述的一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，其特征在于，步 骤（2)中，所述的同位素标记氰胺化钙与蒸馏水质量比控制在1: (2~10)，优选1: (3. 5~ 8. 5);水解的温度为10~80°C，优选为10~60°C;水解的时间为1~6h，优选1. 5~5. 5h ; 所述的碱性催化剂为乙醇钠、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种；聚合的温度为30~120°C，优 选45~90°C ;聚合的时间为0. 5~8h，优选为1~6h。
【专利摘要】本发明涉及一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法，更具体的本发明利用有机化学合成方法，以稳定同位素标记氮气或尿素为同位素标记前体，在催化剂作用下，与碳化钙或氧化钙反应得到氰胺化钙，再经水解、脱钙、聚合后得到稳定同位素标记双氰胺。与现有技术相比，本发明得到的稳定同位素标记双氰胺，同位素标记位置稳定，避免了同位素丰度的稀释，同位素丰度在99.0％atom15N以上，产品提纯后化学纯度达99.0％以上，可充分满足食品安全领域残留检测的需求。
【IPC分类】C07B59-00, C07C277-08, C07C279-28
【公开号】CN104672110
【申请号】CN201510081217
【发明人】吕靖, 杨维成, 罗勇, 杨超, 盛立彦, 李美华
【申请人】上海化工研究院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月15日