稳定同位素标记氯霉素-D5的合成及表征.docx

背景介绍

氯霉素类药物是一种高效广谱抗生素，在畜牧业以及水产养殖业中被广泛使用，但氯霉素可导致人和动物再生障碍性贫血和免疫抑制。近年来，食品中氯霉素类药物的残留分析检测方法不断增多，其中高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）和超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）同位素内标法为氯霉素类药物的主要检测方法。目前，稳定同位素标记试剂氯霉素-D5的合成鲜有文献报道。

本文亮点

1、本文以甲苯-D8为起始原料，经过硝化、溴化、氧化、醛酮缩合、还原、酰化等一系列反应生成氯霉素-D5，以消耗的氘代试剂甲苯-D8计算氯霉素-D5收率可达到19.3%；

2、该方法反应条件温和，原料价廉易得，且制备的手性诱导中间体可循环使用，所得产品纯度高，整个合成过程中未出现同位素丰度明显稀释现象；

3、与市售氯霉素-D5标准品对比具有更优的纯度及更高的氘同位素丰度，可作为同位素内标用于食品安全领域氯霉素的残留检测。

内容介绍

本文结合天然丰度氯霉素类化合物的合成方法，设计出稳定同位素标记氯霉素-D5的合成路线，如图1所示。

1?实验部分

1.1?主要仪器与试剂

1.2?实验方法

1.2.1?对硝基甲苯-D7(2)的制备

在100mL圆底烧瓶中加入10.75mL(100mmol)甲苯-D8，置于冰水浴中，缓慢滴加10mL65%硝酸和12mL98%硫酸的预冷混合物，将反应液在0~5℃搅拌2h，回至室温继续搅拌1h，反应结束后将混合物倒入250mL冰水中，乙醚萃取(50mL×3)，合并有机层并依次用5%碳酸氢钠溶液、水洗涤两次，无水硫酸钠干燥，过滤浓缩得淡黄色液体，柱层析提纯(洗脱剂：正己烷)，得11.31g淡黄色固体，产率78%。

1.2.2?对硝基苄溴-D6(3)的制备

在250mL圆底烧瓶中加入4g(27.74mmol)化合物2、268.81mg(1.11mmol)过氧化苯甲酰(BPO)、40mL四氯化碳，搅拌溶解，4.20g(23.58mmol)N-溴代丁二酰亚胺(NBS)分3批加入，80℃回流反应5h，降至室温，抽滤，滤液旋干得4.20g粗产物3，产率68%。此步得到的产品无需纯化可直接投入下一步反应。

2结果与讨论

2.1?氯霉素-D5逆合成分析

本文在Andrew等报道的氯霉素的全合成方法基础上，逆合成设计出氯霉素-D5的合成路线，如图2所示。

2.2?核磁谱图

氯霉素与氯霉素-D5的核磁氢谱对比谱图如图3所示。

2.3?HPLC纯度

按照表1测试条件对氯霉素-D5进行HPLC纯度测试。测试结果见图4，可得出氯霉素-D5的HPLC纯度为99.89%。

2.4?LC-MS及同位素丰度

氯霉素-D5经ESI-MS检测，其负离子模式的质谱图如图5所示。

采用相同HPLC纯度及同位素丰度检测方法，与国外购买氯霉素-D5标准品(产品编号OP028)对比，所测纯度及同位素丰度数据如表2所示。

从上述表格可以看出，本文合成氯霉素-D5纯度及同位素丰度均优于公司所购标品，且D5所占比例高达98.42%，远高于外购标品的92.17%。

3结论

本文以甲苯-D8为起始原料，经过硝化、溴化、氧化、醛酮缩合、还原、酰化等一系列反应生成氯霉素-D5，以消耗的氘代试剂甲苯-D8计算氯霉素-D5收率可达到19.3%。该方法反应条件温和，原料价廉易得，且制备的手性诱导中间体可循环使用，所得产品纯度高，整个合成过程中未出现同位素丰度明显稀释现象，与市售氯霉素-D5标准品对比具有更优的纯度及更高的氘同位素丰度，可作为同位素内标用于食品安全领域氯霉素的残留检测。