专利名称：碳-13标记甘油三酯的合成方法
技术领域：
本发明属于同位素标记化合物的合成领域，特别涉及到碳-13标记甘油三酯的合 成方法。
背景技术：
同位素标记化合物是生命科学、食品安全、资源环境、新型材料、军事与安全等科 学研究领域的关键试剂与基础试剂，是现代科学研究非常重要的基础材料与支撑条件，上 述科研试剂的研制与产业化对于提高科研效率、摆脱国外限制、降低科研成本具有非常重 要的现实意义。尤其是对于碳同位素而言，碳同位素示踪技术现在已经广泛用于农业科学、 环境科学以及生物医学等各个领域。制备C-13标记化合物的方法有化学合成法和生物合成法。一个化合物可按不同 的方式予以标记——使用一种或多种同位素标记于分子的一处或多处，也就是单一标记或 复合标记，对于甘油三酯则是碳13同时标记于三个酯基位上。本发明研究合成路线短、标记元素利用率高、适合稳定同位素标记 的专用合成技 术，合成的碳-13标记甘油三酯可以作为环境监测用标记化合物，可应用于食品、环境等基 体中农药、兽药残留检测。
发明内容
本发明的目的在于开发合成路线短、标记元素利用率高的有机稳定同位素C-13 标记甘油三酯的合成方法。所述的碳-13标记甘油三酯的合成方法，以有机酸和碳-13标记的甘油为原料，包 括有机酸和碳-13标记的甘油在催化剂条件下于60-160°C发生酯化反应，最终得到碳-13
标记甘油三酯。所述的有机酸为Cltl-C18的饱和酸或不饱和酸，特别是C18的饱和酸或C18的不饱和 酸，即硬脂酸或油酸。所述的催化剂为酸或Lipozyme酶，其中酸为硫酸、对甲苯磺酸等，特别是对甲苯 磺酸或Lipozyme酶。所述的60_160°C反应温度，特别是60°C或80°C或160°C，反应时间3_96小时，特 别是6小时或25小时。反应体系中，所述的碳-13标记的甘油与有机酸的摩尔比为1 2.2-3.2，特别是 1 2. 8 或 1 2. 6。所述的催化剂用量酸用量占反应底物(有机酸+碳13标记甘油)质量的 5% -10%，特别是5. 5% ；Lipozyme酶占反应底物(有机酸+碳13标记甘油)质量的 3% -10%，特别是 7.6%。所述产物碳-13标记甘油三酯为液体时，其处理步骤为进行碱洗，用2% Na2CO3 等体积中和，再以饱和NaCl洗涤，接着用等体积水洗涤，用无水硫酸钠干燥后过滤得到产物碳-13标记甘油三酯。所述产物碳-13标记甘油三酯为固体时，其处理步骤为直接采取热过滤的方法 将产物与酶分离，得到产物碳-13标记甘油三酯。通过一系列的表征，证明产物是碳-13标记甘油三酯，且化学纯度达到95%以上， 稳定同位素丰度达到95%以上。其反应为一步反应，合成路线简单。
具体实施例方式实施例1
按摩尔比为1 3.2的碳-13标记甘油/油酸放入250ml圆底烧瓶中，敞口放 入恒温水浴，搅拌使反应物混合均勻，加热待反应物完全熔融，保持lOmin，加入催化剂 Lipozyme酶其占底物总重量7. 6%，水浴温度为60°C，反应时间为25小时。直接采取热过 滤的方法将产物与酶分离，得到产物经红外和核磁分析为碳-13-三油酸甘油酯，其纯度达 到95%，并通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱峰强度计算可知碳-13丰度达到98%。实施例2碳-13标记甘油和油酸的摩尔比改为1 2. 8，其它反应和后处理同实施例1。产物碳-13-三油酸甘油酯的纯度达到97. 2%，其红外和核磁分析结构正确，并且 通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱峰强度计算可知碳-13丰度达到98%。实施例3按摩尔比为1 2.6的碳-13标记甘油/油酸放入250ml四口烧瓶中，同时加入 催化剂对甲苯磺酸其占底物总重量5. 5%，并倒入5ml的带水剂甲苯，在氮气保护下，搅拌 加热，升温至160°C，在此条件下反应6小时。后处理进行碱洗，用2% Na2CO3等体积中和， 再以饱和NaCl洗涤，然后用等体积水洗涤，用无水硫酸钠干燥后过滤得到产物碳-13-三油 酸甘油酯。其纯度达到97%，其红外和核磁分析结构正确，并且通过GC-MS分析碎片离子以 及根据质谱峰强度计算可知碳-13丰度达到98%。实施例4按摩尔比为1 2. 2的碳-13标记甘油/癸酸放入250ml四口烧瓶中，同时加 入催化剂对甲苯磺酸其占底物总重量8.5%，并倒入5ml的带水剂甲苯，搅拌加热，升温至 150°C，在此条件下反应9小时。后处理进行碱洗，用2% Na2CO3等体积中和，再以饱和NaCl 洗涤，然后用等体积水洗涤，用无水硫酸钠干燥后过滤得到产物碳-13-三癸酸甘油酯。其 纯度达到96%，其红外和核磁分析结构正确，并且通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱 峰强度计算可知碳-13丰度达到95%。实施例5按摩尔比为1 2. 4的碳-13标记甘油/棕榈酸放入50ml圆底烧瓶中，敞口 放入恒温水浴，搅拌使反应物混合均勻，加热待反应物完全熔融，保持lOmin，加入催化剂 Lipozyme酶其占底物总重量6. 6%，水浴温度为70°C，反应时间为96小时。直接采取热过 滤的方法将产物与酶分离，得到产物碳-13-三棕榈酸甘油酯。其纯度达到95. 8%，熔点为 64°C，其红外和核磁分析结构正确，并且通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱峰强度计 算可知碳-13丰度达到99%。实施例6
按摩尔比为1 2. 8的碳-13标记甘油/硬脂酸放入50ml圆底烧瓶中，敞口 放入恒温水浴，搅拌使反应物混合均勻，加热待反应物完全熔融，保持lOmin，加入催化剂 Lipozyme酶其占底物总重量7. 6%，水浴温度为80°C，反应时间为25小时。直接采取热过滤 的方法将产物与酶分离，得到产物碳-13-三硬脂酸甘油酯。其纯度达到98 %，熔点为57°C， 其红外和核磁分析结构正确，并且通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱峰强度计算可知 碳-13丰度达到99%。实施例7碳-13标记甘油和硬脂酸的摩尔比改为1 2. 6，其它反应和后处理同实施例6。产物碳-13-三硬脂酸甘油酯的纯度达到97.6%，熔点为57°C，其红外和核磁分析结构正确，并且通过GC-MS分析碎片离子以及根据质谱峰强度计算可知碳-13丰度达到 99%。
权利要求
碳-13标记甘油三酯的合成方法，以有机酸和碳-13标记的甘油为原料，包括有机酸和碳-13标记的甘油在催化剂条件下于60-160℃发生酯化反应，最终得到碳-13标记甘油三酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的有机酸为C1(l-C18的饱和酸或 不饱和酸。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述的有机酸为C18的饱和酸或C18 的不饱和酸，即硬脂酸或油酸。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的催化剂为酸(硫酸、对甲苯磺 酸等)或Lipozyme酶。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述的催化剂为对甲苯磺酸或 Lipozyme 酶。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的反应温度为60-160°C，反应时 间3-96小时，碳-13标记的甘油与有机酸的摩尔比为1 2. 2-3.2，催化剂用量酸用量占 反应底物质量的5% -10% ；Lipozyme酶占反应底物质量的3% -10%。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述的反应温度为60°C或80°C或 160°C，反应时间6小时或25小时，碳-13标记的甘油与有机酸的摩尔比为1 :2.8或 1 2. 6，催化剂用量酸用量占反应底物质量的5.5% ;Lip0Zyme酶占反应底物质量的 7. 6%。
8.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述产物碳-13标记甘油三酯为液体 时，其处理步骤为进行碱洗，用2% Na2C03等体积中和，再以饱和NaCl洗涤，然后用等体积 水洗涤，用无水硫酸钠干燥后过滤得到产物碳-13标记甘油三酯；所述产物碳-13标记甘油 三酯为固体时，其处理步骤为直接采取热过滤的方法将产物与酶分离，得到产物碳-13标记甘油三酯。
全文摘要
本发明属于同位素标记化合物合成领域，特别涉及到碳-13标记甘油三酯的合成方法，以有机酸和碳-13标记的甘油为原料，包括有机酸和碳-13标记的甘油在催化剂条件下于60-160℃发生酯化反应，最终得到碳-13标记甘油三酯；所述的有机酸为C10-C18的饱和酸或其不饱和酸，催化剂为酸或Lipozyme酶。通过一系列的表征，证明产物是碳-13标记甘油三酯，且化学纯度达到95％以上，稳定同位素丰度达到95％以上。本发明目的在于开发合成路线短、标记元素利用率高的有机稳定同位素C-13标记甘油三酯的合成方法，本发明反应为一步反应，合成路线简单，解决了合成路线繁琐问题。由本发明得出的碳-13标记甘油三酯可作为环境监测用同位素标记化合物，应用于食品、环境等基体中农药、兽药残留检测。
文档编号B01J31/02GK101830797SQ20091007943
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者俞玮瑄, 李红梅, 李蕾, 林琳, 陈大舟 申请人:北京化工大学;中国计量科学研究院