[发明专利]一种放射性同位素碳-14标记吡虫啉的合成方法

说明书

本发明属于放射化学合成领域，具体涉及到一种放射性同位素碳‑14标记吡虫啉（1‑(6‑氯‑3‑吡啶[¹⁴C]甲基)‑N‑硝基咪唑‑2‑亚胺）的合成方法，其特征在于：以碳‑14标记碳酸钡为放射性同位素原料；通过有机金属试剂与[¹⁴C]二氧化碳反应获得6‑氯‑吡啶‑3‑[¹⁴C]甲酸；再经还原、溴代、缩合共四步反应获得亚甲基碳‑14标记吡虫啉。本发明制备的放射性同位素碳‑14标记吡虫啉比活度和放化纯度高，可作为放射性示踪剂，用于吡虫啉在植物和动物的代谢残留研究及其土壤、水体中环境行为研究；同时，本发明也建立了一些含碳‑14合成砌块的制备方法。

技术领域

本发明属于放射化学合成领域，具体涉及到一种放射性同位素碳-14标记吡虫啉（1-(6-氯-3-吡啶[¹⁴C]甲基)-N-硝基咪唑-2-亚胺）的合成方法。

背景技术

吡虫啉（Imidacloprid；1-(6-氯-3-吡啶甲基)-N-硝基咪唑-2-亚胺）是由德国拜耳公司于1991年开发上市的高效烟碱类内吸性杀虫剂，其作用于害虫的烟酸乙酰胆碱酯酶受体，具有高效、广谱、低毒、安全和高选择性的特点。通过120多个国家数百种作物登记相关试验要求并已应用于农业生产25年。随着吡虫啉的用量持续增长，其可能引发的食品安全、环境污染环境和人体健康等问题愈发引起国内外研究者的重视。当前，在国际农药的代谢途径、作用机理、环境行为与归宿等研究，大多借助了放射性同位素示踪技术，而放射性同位素碳-14 标记吡虫啉是开展上述示踪研究所必需的示踪剂。

在国际上，碳-14标记吡虫啉的合成主要由德国拜耳公司完成，其标记位点为吡虫啉分子中亚甲基和咪唑啉环2位碳原子，但因保密原因其标记合成方法尚未公开报道。综合考虑吡虫啉的分子结构特点和下游放射性同位素示踪试验要求等因素，本发明选取亚甲基作为标记位点，提供了一种放射性同位素碳-14标记吡虫啉的合成方法。

发明内容

本发明提供一种高比活度、高放化纯度的放射性同位素碳-14标记吡虫啉（6-氯-3-吡啶[¹⁴C]甲基)-N-硝基咪唑-2-亚胺，下文简称亚甲基碳-14 标记吡虫啉；结构如图1 所示，星号代表碳-14标记位置）的合成方法。该标记物选取吡虫啉分子中亚甲基作为标记位置，以碳-14标记碳酸钡为放射性同位素原料，经格氏、还原、溴化和亲核取代四步反应和制备型高效液相色谱纯化制备了亚甲基碳-14 标记吡虫啉。本发明制备的放射性同位素碳-14标记吡虫啉比活度和放化纯度高，可作为放射性示踪剂，用于吡虫啉在植物和动物的代谢残留研究及其土壤、水体中环境行为研究；同时，本发明也建立了一些含碳-14 合成砌块的制备方法。

本发明中亚甲基碳-14 标记吡虫啉合成实现的技术方案（如图2 所示，图中用星号代表碳-14 标记位置）如下：

以[¹⁴C]碳酸钡为放射性同位素原料，经有机金属试剂(2)吸收[¹⁴C]二氧化碳而转化6-氯-吡啶-3-[¹⁴C]甲酸(3)；通过还原试剂还原，得到6-氯-吡啶-3-[¹⁴C]甲醇(4)；再与溴代试剂反应得到2-氯-5-溴[¹⁴C]甲基吡啶(5)；最后在缚酸剂(碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、碳酸氢钠等)作用下，与N-硝基亚氨基咪唑烷缩合得到粗产品，粗产品经经制备型HPLC 纯化得到本发明的目标产物亚甲基碳-14 标记吡虫啉(6，6-氯-3-吡啶[¹⁴C]甲基)-N-硝基咪唑-2-亚胺)；标记物的其比活度范围为1.0~58.0 mCi/mmol；化学纯度和放化纯度均大于98%。