一种C-13和C-14标记的双酚A及四溴双酚A的合成方法.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 102381944 B (45)授权公告日 2014.03.19 CN 102381944 B (21)申请号 201110250893.1 (22)申请日 2011.08.29 C07C 39/16(2006.01) C07C 37/20(2006.01) C07C 39/367(2006.01) C07C 37/62(2006.01) (73)专利权人 南京大学 地址 210093 江苏省南京市鼓楼区汉口路 22 号 (72)发明人 季荣 姜炳棋 (74)专利代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 蒋海军 岳强等 . 人体尿液中双酚 A 与壬基酚的同位 。

2、素稀释的 LC-MS/MS 分析 . 分析测试学报 .2009, 第 28 卷 ( 第 7 期 ), 第 859-862 页 . (54) 发明名称 一种 C-13 和 C-14 标记的双酚 A 及四溴双酚 A 的合成方法 (57) 摘要 本发明涉及一种 C-13 和 C-14 标记的双酚 A 及四溴双酚 A 的合成方法。其步骤为 ： 冰浴条件 下将 70-75% 浓硫酸滴加入标记的苯酚与丙酮溶 液中， 尔后在 40-50C 条件下反应 10-15 分钟， 反 应混合液经萃取， 硅胶制备板分离后， 得到标记的 双酚 A， 产率可达 40% ； 将制得的 C-13 和 C-14 标 记双酚A与n。

3、-溴代琥珀酰亚胺乙腈溶液以三氟化 硼为催化剂在氮气保护90-95C条件下回流反应 3-6 小时， 经萃取提纯后， 即得到标记的四溴双酚 A， 产率可达 60%。本发明原料易得， 制备工艺简单 和快速， 微量合成突破了传统合成方法要求苯酚 过量的条件。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 陈蔚 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)授权公告号 CN 102381944 B CN 102381944 B 1/1 页 2 1. 一种合成 C-13 和 C-14 标记的四溴双。

4、酚 A 的方法， 其步骤为 ： （A） 将 C-13 和 C-14 标记双酚 A 与N- 溴代琥珀酰亚胺乙腈溶液和少量催化剂 BF3- 乙 醚溶液在氮气保护下 90-95回流反应 3-6 小时， 其中 C-13 和 C-14 标记双酚 A 与N- 溴代 琥珀酰亚胺的投料物质的量之比为 1:4 1:12 ； （B） 上述步骤的产物用硅胶层析柱或硅胶制备板分离， 展开剂为正己烷与丙酮的混合 液， 其中正己烷与丙酮的体积比为 4:1， 得到 C-13 和 C-14 标记的四溴双酚 A。 2. 根据权利要求 1 所述的 C-13 和 C-14 标记四溴双酚 A 的合成方法， 其特征在于催化 剂 BF3。

5、- 乙醚溶液的重量百分比含量为 48%。 权 利 要 求 书 CN 102381944 B 2 1/5 页 3 一种 C-13 和 C-14 标记的双酚 A 及四溴双酚 A 的合成方法 技术领域 0001 本发明涉及一种双酚 A 和四溴双酚 A 的合成方法， 更具体的说是 C-13 和 C-14 标 记的双酚A (Bisphenol A, BPA) 及四溴双酚A (Tetrabromobisphenol A, TBBPA)的合成 方法。 背景技术 0002 双酚 A 与四溴双酚 A 都属于环境有机污染物。双酚 A 被报道为具有雌激素效应， 而四溴双酚 A 对水生生物具有毒害作用， 对哺乳动物的。

6、急性毒性较小， 它们在环境中的行 为和归趋研究对评价其生态风险非常重要。由于环境体系的复杂性， 在研究双酚 A 与四溴 双酚 A 的环境行为方面存在分析方法复杂甚至无法分析等困难， 而同位素示踪法能准确定 量地测定代谢物质的转移和转变， 具有特异性、 灵敏性和简易性的优点。因此， 同位素标记 双酚 A 和四溴双酚 A 的应用是开展此类研究的必要手段。然而， 同位素标记化合物的商业 价格通常昂贵， 或者没有商业出售。 0003 双酚 A 的合成依据催化剂不同， 可以分为三种不同的工艺路线， 即硫酸法、 盐酸法 和阳离子交换树脂法等 （树脂法生产双酚 A 工艺 . 来自 （http:/www.ep。

7、oxy-） 。这 些合成方法都要求苯酚相对于丙酮过量。四溴双酚 A 的合成通常采用溴水直接对双酚 A 进 行溴化反应来制取， 也有利用 H2O2作为氧化剂、 以双酚 A、 溴化钠及盐酸为原料制备四溴双 酚 A（夏士朋 , 陈忠 . 制取四溴双酚 A 的新方法 . 淮阴示范学院学报 ( 自然科学版 ), 2002, 3: 70-72.） 。 0004 有关碳同位素标记双酚 A 和四溴双酚 A 的合成， 国内外鲜有报道。曾有 Susan (1979) 等人合成 C-14 双酚 A， 反应时间长达 6 天， 效率很低 6。 （Susan A B, Ebert D A, Duncan W P. Syn。

8、thesis of 14C-labeled flame retardants. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, 1979, 4:579-589.） 。 发明内容 0005 1、 发明要解决的技术问题 0006 针对现有的碳同位素标记双酚 A 和四溴双酚 A 的合成中村财的时间长、 效率低的 问题， 本发明提供了一种 C-13 和 C-14 标记的双酚 A 和四溴双酚 A 的合成方法， 可以高效、 简易的合成碳同位素标记双酚 A 和四溴双酚 A。 0007 2、 技术方案 0008 发明原理 ： 0009 说 明 书。

9、 CN 102381944 B 3 2/5 页 4 0010 0011 一种碳同位素标记双酚 A 的合成方法， 其步骤如下 ： 0012 1)冰浴条件下C-13和C-14标记苯酚与丙酮混合液中滴加70-75% (W/W) 浓硫酸， 0013 2) 混合液在 40-50 C 条件下回流反应 10-15 分钟 ； 丙酮和浓硫酸的摩尔比为丙 酮 : 浓硫酸 = 1:1 1:6 ； 0014 3) 产物用硅胶层析柱或硅胶制备板分离， 展开剂选择正己烷 : 丙酮 = 3:1， 得到 C-13 和 C-14 标记双酚 A。 0015 C-13 和 C-14 标记苯酚与丙酮投料以丙酮过量为宜， 通常的苯酚与。

10、丙酮混合液中 苯酚与丙酮的体积比为 2:1 1:1000。 0016 将 上 步 得 到 的 C-13 和 C-14 标 记 双 酚 A 与n- 溴 代 琥 珀 酰 亚 胺 (n-bromosuccinimide, NBS) 乙腈溶液和少量 BF3- 乙醚溶液在氮气保护下 90-95 C 回流 反应 3-6 小时， C-13 和 C-14 标记双酚 A 和n- 溴代琥珀酰亚胺的投料当量为双酚 A:n- 溴代 琥珀酰亚胺 = 1:4 1:12 ； 产物用硅胶层析柱或硅胶制备板分离， 展开剂可选择正己烷 : 丙酮 = 4:1 ； 得到 C-13 和 C-14 标记的四溴双酚 A。 0017 上述的。

11、 BF3- 乙醚溶液的量为少量是因为其作为催化剂， 所用的量相对于反应物很 少， 对此并没有明确的限定。 0018 3、 有益效果 0019 本发明公开了一种 C-13 和 C-14 标记的双酚 A 和四溴双酚 A 的合成方法， 其反应 原料易得， 反应条件温和， 操作技术安全， 制备工艺简单和快速。 0020 相比现有技术， 还具有以下明确的优点 ： 0021 1) 本发明提供了碳同位素标记双酚 A 和四溴双酚 A 的合成方法 ； 0022 2) 本发明中原材料苯酚的用量属于微量级别， 一般合成双酚 A 方法中要求苯酚过 量， 而对于合成苯环标记的双酚 A 来说， 如果苯酚过量则成本太高， 。

12、因此本方法中丙酮过量 可增加标记苯酚的转化率， 降低了成本。 附图说明 0023 图 1 为衍生化后的合成的 13C- 双酚 A 总离子气相色谱图 ； 0024 图 2 为 BSTFA 衍生化后的 13C- 双酚 A 气相质谱图 ； 0025 图 3 为合成的 14C- 四溴双酚 A 放射性信号液相色谱图 ； 0026 图 4 为合成的 14C- 四溴双酚 A 液相质谱图。 具体实施方式 0027 通过以下的实施例进一步说明本发明。 0028 实施例 1 0029 称取 1.0 g 13C- 苯酚， 加入 0.5 ml 丙酮溶解于 50 ml 梨形瓶中， 在冰浴中， 滴加 说 明 书 CN 1。

13、02381944 B 4 3/5 页 5 入 2.5 ml 70 % 浓硫酸 ( 丙酮 : 浓硫酸 体积比为 1:5)。在 40 C 条件下回流反应 15 min， 反应混合液由淡黄色转变为黄棕色时， 并有固体析出时 , 取出梨形瓶， 在冰浴中加入 约 15 ml 蒸馏水稀释硫酸， 以中止反应。然后加入 20 ml 二氯甲烷， 使得有机和水相分层明 显， 以除去丙酮溶解于两相的干扰。用玻璃毛细滴管吸出下层的有机相， 重复萃取 3 次以 上。萃取得到的有机相经无水硫酸钠除水后， 减压条件下旋蒸浓缩， 用硅胶层析柱分离提 纯， 流动相选用正己烷和丙酮混合液， 比例为正已烷 : 丙酮 =3 : 1。。

14、按一定的时间间隔收 集流出液， 用薄层色谱板分析不同时间段流出液的成分， 确定含未反应的苯酚和生成的双 酚 A 流出液。未反应的苯酚回收利用。双酚 A 流出液经减压浓缩蒸干后， 得到白色的双酚 A 晶体， 重量为 0.5367 g， 总产率约为 44.3%。产物经 N,O- 双 ( 三甲基硅基 ) 三氟乙酰胺 N,O-bis-(trimethylsilyl) trifluoroacetamide, BSTFA硅烷化后 （70 C， 15 min） ， 经 气相色谱 - 质谱仪分析 （附 1） 纯度为 99%。在气相色谱中， 硅烷化的 13C- 双酚 A 的停留时 间为 27.2 min（图 1。

15、） 与硅烷化 12C-BPA 标准品的停留时间一致， 特征质谱峰为 369.3 m/z、 385.3 m/z 和 213.2 m/z （见图 2） ， 其中分子离子峰为 369.3 m/z。 0030 称取 13C-双酚A约0.4 g固体， 转移到100 ml梨形瓶中， 加入5 ml乙腈溶液和1.3 g n- 溴代琥珀酰亚胺 ( 双酚 A: n- 溴代琥珀酰亚胺摩尔比 1:4)， 并加入少量 （135 l） BF3- 乙醚溶液作为催化剂。反应混合液在 90 C 氮气保护下， 回流反应 6 h， 加入 30 ml 蒸 馏水终止反应， 并用 20 ml 二氯甲烷萃取 4-5 次。萃取得到的有机相经。

16、无水硫酸钠除水后， 减压条件下旋蒸浓缩， 用硅胶层析柱分离提纯， 流动相选用正己烷和丙酮混合液， 体积比为 正已烷 : 丙酮=4 : 1。 按一定的时间间隔收集流出液， 用薄层色谱板分析不同时间段流出 液的成分， 确定含未反应的双酚 A 和生成的四溴双酚 A 流出液。未反应的双酚 A 回收利用。 双酚 A 流出液经减压浓缩蒸干后， 得到白色的四溴双酚 A 晶体， 重量为 0.5543 g， 总产率约 为 57.0%。 0031 实施例 2、 合成 13C- 双酚 A 及13C- 四溴双酚 A 0032 称取0.3 g 13C-苯酚， 加入0.2 ml丙酮溶解于50 ml梨形瓶中， 在冰浴中， 。

17、滴加入 0.4 ml 75 % 浓硫酸 ( 丙酮 : 浓硫酸 = 1:2)。在 45 C 条件下回流反应 10 min， 反应混 合液由淡黄色转变为黄棕色时， 并有固体析出时,取出梨形瓶， 在冰浴中加入约15 ml蒸馏 水稀释硫酸， 以中止反应。然后加入 20 ml 二氯甲烷， 使得有机和水相分层明显， 以除去丙 酮溶解于两相的干扰。用玻璃毛细滴管吸出下层的有机相， 重复萃取 3 次以上。萃取得到 的有机相经无水硫酸钠除水后， 减压条件下旋蒸浓缩， 用硅胶层析柱分离提纯， 流动相选用 正己烷和丙酮混合液， 比例为正已烷 : 丙酮 =3 : 1。按一定的时间间隔收集流出液， 用薄 层色谱板分析不。

18、同时间段流出液的成分， 确定含未反应的苯酚和生成的双酚 A 流出液。未 反应的苯酚回收利用。双酚 A 流出液经减压浓缩蒸干后， 得到白色的双酚 A 晶体， 重量为 0.1531 g， 总产率约为 42.1%， 纯度为 98%。分析条件同案例 1。 0033 称取0.15 g 13C-双酚A， 转移到50 ml梨形瓶中， 加入2 ml乙腈溶液和1.4 g n-溴 代琥珀酰亚胺 ( 双酚 A: n- 溴代琥珀酰亚胺摩尔比为 1:12)， 并加入少量 （62 l） BF3- 乙 醚溶液作为催化剂。反应混合液在 90 C 氮气保护下， 回流反应 3 h， 加入 15 ml 蒸馏水终 止反应， 并用 1。

19、0 ml 二氯甲烷萃取 4-5 次。萃取得到的有机相经无水硫酸钠除水后， 减压 条件下旋蒸浓缩， 用硅胶层析柱分离提纯， 流动相选用正己烷和丙酮混合液， 体积比为正已 烷 : 丙酮=4 : 1。 按一定的时间间隔收集流出液， 用薄层色谱板分析不同时间段流出液的 说 明 书 CN 102381944 B 5 4/5 页 6 成分， 确定含未反应的双酚 A 和生成的四溴双酚 A 流出液。未反应的双酚 A 回收利用。双 酚 A 流出液经减压浓缩蒸干后， 得到白色的四溴双酚 A 晶体， 重量为 0.2323 g， 总产率约为 63.7%。 0034 实施例 3、 微量合成 14C- 双酚 A 及14C。

20、- 四溴双酚 A 0035 将 1.83 108 Bq 14C- 苯酚 （32 mg ； 5.37 108 Bq/mmol） ， 转移到 50 ml 的圆底 烧瓶中， 加入 1 ml 丙酮和磁力搅拌子。在冰浴中， 缓慢滴加 600 l 73% 浓硫酸 ( 丙酮 : 浓硫酸 = 1:1)， 同时搅拌子快速搅动防止体系温度上升。滴加完毕后， 盖紧瓶塞， 在 50 C 条件下回流反应 10 min， 反应混合液由淡黄色转变为黄棕色时， 在冰浴中， 向烧瓶中加入 5 ml 蒸馏水稀释硫酸， 以中止反应。然后加入 10 ml 二氯甲烷， 使得有机和水相分层明显， 以 除去丙酮溶解于两相的干扰。用玻璃毛细。

21、滴管吸出下层的有机相， 重复萃取 3 次以上。萃 取得到的有机相经无水硫酸钠干燥后， 减压条件下旋蒸浓缩， 用硅胶制备板 （20 cm 20 cm 2 mm） 分离提纯。展开剂选用正己烷 : 丙酮 （3:1） 。分离得到的硅胶粉经乙酸乙酯萃取 5 次， 萃取液经浓缩后， 使用高效液相色谱结合放射性检测器 （分析条件见附 2） 分析得到产物 的放射性纯度为95%。 放射性总量经液体闪烁仪测定， 为7.71 107 Bq， 合成产率为42.1%。 14C- 双酚 A 的比活度为 10.7 108 Bq/mmol。 0036 取 14C- 双酚 A 约 3.67 107 Bq （7.8 mg ； 1。

22、0.7 108 Bq/mmol） ， 转移到 50 ml 圆 底烧瓶中， 用氮气吹除其溶剂后， 加入2 ml乙腈溶液和50 mg n-溴代琥珀酰亚胺 (双酚A: n- 溴代琥珀酰亚胺 摩尔比为 1:8)， 并加入少量 （62 l） BF3- 乙醚溶液作为催化剂。反应 混合液在95 C氮气保护下， 回流反应4 h， 加入10 ml蒸馏水终止反应， 并用15 ml二氯甲 烷萃取 4-5 次。有机相经无水硫酸钠干燥后， 旋蒸浓缩， 并用硅胶制备板分离提纯产物， 展 开剂选用正己烷 : 丙酮 （体积比 4:1） 。用高效液相色谱 （条件见附 2） 分析产物的放射性纯 度为 96%， 出峰时间为 23.。

23、8 min 与 12C- 四溴双酚 A 标准品出峰时间一致 （见图 3） ， 特征峰为 542.8 m/z、 540.8 m/z、 544.8 m/z、 546.8 m/z 和 538.8 m/z（见图 4） 。液体闪烁仪测定其 放射性总量为 2.12 107 Bq， 产率为 57.9%。14C- 四溴双酚 A 的比活度为 10.7 108 Bq/ mmol。 0037 实施例 4、 微量合成 14C- 双酚 A 及14C- 四溴双酚 A 0038 将 1.10 108 Bq 14C- 苯酚 （5.02 mg ； 2.06 109 Bq/mmol） ， 转移到 50 ml 的圆 底烧瓶中， 加。

24、入 0.4 ml 丙酮和磁力搅拌子。在冰浴中， 缓慢滴加 900 l 75% 浓硫酸 ( 丙 酮 : 浓硫酸 = 1:3)， 同时搅拌子快速搅动防止体系温度上升。滴加完毕后， 盖紧瓶塞， 在 45 C 条件下回流反应 15 min， 反应混合液由淡黄色转变为黄棕色时， 在冰浴中， 向烧瓶中 加入 5 ml 蒸馏水稀释硫酸， 以中止反应。然后加入 10 ml 二氯甲烷， 使得有机和水相分层 明显， 以除去丙酮溶解于两相的干扰。用玻璃毛细滴管吸出下层的有机相， 重复萃取 3 次以 上。 萃取得到的有机相经无水硫酸钠干燥后， 减压条件下旋蒸浓缩， 用硅胶制备板 （20 cm 20 cm 2 mm） 。

25、分离提纯。展开剂选用正己烷 : 丙酮 （3:1） 。分离得到的硅胶粉经乙酸乙 酯萃取 5 次， 萃取液经浓缩后， 使用高效液相色谱结合放射性检测器 （分析条件见附 2） 分析 得到产物的放射性纯度为 97%。放射性总量经液体闪烁仪测定， 为 4.20 107 Bq， 合成产 率为 38.2%。14C- 双酚 A 的比活度为 4.12 109 Bq/mmol。 0039 取 14C- 双酚 A 约 1.84 107 Bq（10.2 mg ； 4.12 109 Bq/mmol） ， 转移到 50 ml 圆底烧瓶中， 用氮气吹除其溶剂后， 加入2 ml乙腈溶液和45 mg n-溴代琥珀酰亚胺 (双酚。

26、 说 明 书 CN 102381944 B 6 5/5 页 7 A: n- 溴代琥珀酰亚胺 = 1:6)， 并加入少量 （62 l） BF3- 乙醚溶液作为催化剂。反应混合 液在 95 C 氮气保护下， 回流反应 5 h， 加入 10 ml 蒸馏水终止反应， 并用 15 ml 二氯甲烷 萃取 4-5 次。有机相经无水硫酸钠干燥后， 旋蒸浓缩， 并用硅胶制备板分离提纯产物， 展开 剂选用正己烷 : 丙酮 （4:1） 。用高效液相色谱 （条件见附 2） 分析产物的放射性纯度为 98%。 液体闪烁仪测定其放射性总量为 1.18 107 Bq， 产率为 64.2%。14C- 四溴双酚 A 的比活度 为。

27、 4.12 109 Bq/mmol。 0040 附 ： 产物分析方法 0041 附 1） 气相色谱 - 质谱 ： 气相色谱仪为 HP 5890 II 型 （Agilent Technologies， 美国） ， 色谱柱为 FS-SE-54-NB-0.5 （直径 0.25 mm， 0.46 m 厚度， 25 m 长度， 德国） ， 质谱检 测器为 HP5917A（Agilent Technologies） 。升温程序 ： 以 70 C 开始停留 1.5 min， 后以 20 C/min 升至 160 C， 最终以 10 C /min 升至 285 C， 并停留 5 min。 0042 附 2） 。

28、高效液相色谱 - 放射性检测 - 质谱 ： 高效液相色谱仪为 Agilent 1200 （Agilent Technologies） 流动相流速0.35 ml/min， 采用色谱级的水(A)和乙腈(B)梯度洗 脱， 22 min 内 B 由 25% 线性上升到 90%， 并保留 5 min， 然后在 10 min 内回到初始 25% 值， 并保持 3 min。UV 检测器波长选择 270 nm。放射性检测器为 Ramona（Raytest， 德国） ， 闪 烁液为 Quicksafe Flow 2 （Zinsser Analytic， 德国 )， 流速为 2.0 ml/min。质谱检测器为 6320 Ion Trap（Agilent Technologies） 。 说 明 书 CN 102381944 B 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102381944 B 8 2/4 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102381944 B 9 3/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102381944 B 10 4/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102381944 B 11 。