本發(fā)明涉及一種食品安全（農(nóng)藥殘留）檢測用穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的制備方法，屬于食品安全（農(nóng)藥殘留檢測）用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研發(fā)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、氟啶草酮（fluridone），是一種吡啶酮類除草劑，可用于防除大多數(shù)水中或水面雜草，也可作為芽前選擇性除草劑，用于防除棉花一年生窄葉、闊葉雜草及某些多年雜草。氟啶草酮在國外已廣泛使用，在國內(nèi)也有多種劑型產(chǎn)品獲批，由于其不合理的使用，容易殘留在農(nóng)作物上，從而影響人們的身體安全?；诎踩紤]，美國環(huán)保署于2023年1月20日，發(fā)布2023-00949號條例，就其毒理性、飲食暴露量以及對嬰幼兒的影響等方面進(jìn)行了風(fēng)險評估，修訂其在部分產(chǎn)品中的殘留限量為0.1～0.15mg/kg，日本也規(guī)定了其在動物源性食品中的殘留限量為0.01～0.05mg/kg，我國也在《gb?2763.1-2022?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中2,4-滴丁酸鈉鹽等112種農(nóng)藥最大殘留限量》中規(guī)定了氟啶草酮在棉籽中最高殘留限量為0.02mg/kg。同時，我國檢測該物質(zhì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有《gb?23200.11-2016?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)桑枝、金銀花、枸杞子和荷葉中413種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定?液相色譜-質(zhì)譜法》、《gb?23200.12-2016?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食用菌中440種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜-質(zhì)譜法》、《gb?23200.13-2016?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?茶葉中448種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定?液相色譜-質(zhì)譜法》、《gb?23200.14-2016?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?果蔬汁和果酒中512種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定?液相色譜-質(zhì)譜法》、《gb?23200.50—2016?食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中吡啶類農(nóng)藥殘留量的測定?液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》等。因無相對應(yīng)的穩(wěn)定同位素標(biāo)記內(nèi)標(biāo)化合物供應(yīng)，目前只能用外標(biāo)法來進(jìn)行檢測定量。穩(wěn)定同位素稀釋質(zhì)譜法是國際上公認(rèn)的痕量檢測的“金標(biāo)準(zhǔn)”，使用該化合物對應(yīng)的穩(wěn)定同位素標(biāo)記的化合物作為內(nèi)標(biāo)使用內(nèi)標(biāo)法來進(jìn)行檢測定量能顯著提高該化合物檢測的靈敏度，降低該化合物的檢出限。目前尚未發(fā)現(xiàn)有穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮制備文獻(xiàn)報導(dǎo)，因此，研制穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑對于我國食品安全（農(nóng)藥殘留）檢測相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展、填補國內(nèi)外空白具有重要意義。

2、目前，現(xiàn)有技術(shù)中該天然豐度的化合物合成路線主要有如下幾種：

3、路線一：“synthesis?of?β-aminostyrens”（us4264775）中是以3-三氟甲基苯胺為原料，經(jīng)重氮化、烷基化、縮合、酰胺化、環(huán)化反應(yīng)制備得到氟啶草酮，該該路線如下反應(yīng)式所示：

4、

5、路線二：“method?of?controlling?aquatic?weeds?and?algae”（us4235619）中是以1-苯基-3-（3-三氟甲基苯基）-2-丙酮與甲醇鈉、甲酸甲酯生成二烯醇鈉中間體，最后二烯醇鈉中間體與甲胺鹽酸鹽反應(yīng)生成氟啶草酮，該路線如下反應(yīng)式所示：

6、

7、路線三：“一種制備吡啶酮類化合物的方法及其中間體”（cn115894352?a）中是以1-苯基-3-（3-三氟甲基苯基）-2-丙酮與n,n-二甲基甲酰胺二縮醛反應(yīng)后，再與甲胺水溶液反應(yīng)得到氟啶草酮，該路線如下反應(yīng)式所示：

8、

9、上述路線一中的苯乙酰氯無同位素標(biāo)記的商品化試劑且不容易得到；路線二和路線三中采用的中間體均為1-苯基-3-（3-三氟甲基苯基）-2-丙酮，該中間體合成步驟長且不易得到該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定同位素標(biāo)記化合物，故上述路線均不適合用來合成穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑。

10、截至目前，穩(wěn)定同位素標(biāo)記的氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的結(jié)構(gòu)及合成工藝路線均無文獻(xiàn)報道。

11、因此，亟需開發(fā)一種穩(wěn)定同位素原料價格低廉、反應(yīng)路線短、反應(yīng)條件溫和、最終產(chǎn)品總收率高且易分離提純、同位素豐度不稀釋的穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的制備方法，以滿足該化合物在國內(nèi)食品安全監(jiān)督監(jiān)管方面日益增長的應(yīng)用需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種適用于食品安全檢測用穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的制備方法。該制備方法所需中間體及穩(wěn)定同位素原料簡單易得且價格低廉，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)步驟僅需兩步suzuki偶聯(lián)，穩(wěn)定同位素標(biāo)記原料的原子經(jīng)濟(jì)性高。目標(biāo)產(chǎn)物穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮化學(xué)純度可達(dá)99%以上，同位素豐度可達(dá)98%以上，并且最終產(chǎn)品收率高，同位素豐度不稀釋，有效降低了產(chǎn)品成本。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種食品安全（農(nóng)藥殘留檢測）用穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮的制備方法，該穩(wěn)定同位素標(biāo)記的氟啶草酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)如式（穩(wěn)定同位素標(biāo)記的氟啶草酮）所示：

4、

5、其中x為h或d，*為12c或13c，且x和*不同時為h和12c，其特征在于，其制備步驟總路線為：

6、

7、制備步驟如下：

8、（1）在催化劑、配體、堿、溶劑存在條件下，加入3,5-二溴-1-甲基吡啶-4(1 h)-酮（i）和3-三氟甲基苯硼酸、3-三氟甲基苯硼酸酯、3-三氟甲基鄰苯二酚硼酸酯中的一種（ii）在30℃～150℃條件下，反應(yīng)6～48小時；tlc跟蹤反應(yīng)原料反應(yīng)完全后，反應(yīng)混合溶液用水淬滅，過濾，濾液用有機溶劑萃取，合并有機相，依次用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，飽和氯化鈉溶液洗滌，加入干燥劑干燥，減壓蒸餾除去溶劑，殘留物經(jīng)柱層析得到1-甲基-3-溴-5-（3-三氟甲基苯基）-1 h-吡啶-4-酮（iii）；

9、該步驟反應(yīng)如下所示：

10、

11、（2）在催化劑、配體、堿、溶劑存在條件下，加入穩(wěn)定同位素標(biāo)記苯硼酸、穩(wěn)定同位素標(biāo)記的苯硼酸頻哪醇酯、穩(wěn)定同位素標(biāo)記的苯硼酸鄰苯二酚酯中的一種（iv），然后加入1-甲基-3-溴-5-（3-三氟甲基苯基）-1 h-吡啶-4-酮（iii），在30℃～150℃條件下，反應(yīng)6～48小時；tlc跟蹤反應(yīng)原料反應(yīng)完全后，反應(yīng)混合溶液用水淬滅，過濾，濾液用有機溶劑萃取，合并有機相，依次用水洗滌、飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，飽和氯化鈉溶液洗滌，加入干燥劑干燥，減壓蒸餾除去溶劑，殘留物經(jīng)柱層析得到穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮。

12、該步驟反應(yīng)如下所示：

13、

14、所述步驟（1）中，化合物（ii）為3-三氟甲基硼酸、3-三氟甲基硼酸頻哪醇酯、3-三氟甲基硼酸鄰苯二酸酯中的一種；催化劑為三（二亞芐基丙酮）二鈀、雙二亞芐基丙酮鈀、醋酸鈀、氯化鈀、四（三苯基膦）鈀、雙（二苯基膦二茂鐵）二氯化鈀、雙（三環(huán)己基膦）二氯化鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀氯仿加合物、雙（三苯基膦）二氯化鈀中的一種或幾種；配體為2-二環(huán)己基磷-2’-甲基聯(lián)苯、2-二環(huán)己基磷-2’，6’-二甲氧基聯(lián)苯（s-phos）、2-二環(huán)己基膦-2’，4’，6’-三異丙基聯(lián)苯、正丁基二（1-金剛烷基）膦、1，1’-聯(lián)萘-2，2’-雙二苯膦、4，5-雙二苯基膦-9，9-二甲基氧雜蒽、雙（2-二苯基磷苯基）醚、2-二環(huán)己膦基-2’-（n，n-二甲胺）-聯(lián)苯中的任意一種或幾種；堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氟化鉀、氟化銫等中的一種或幾種；溶劑為四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)、丙酮、甲苯、二甲苯、2-甲基四氫呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、苯、水中的一種或幾種；反應(yīng)溫度為30℃～150℃；反應(yīng)時間為6～48小時。

15、優(yōu)選的，所述步驟（1）中的化合物（ii）與化合物（i）的摩爾比為（1：1）~（1：1.5）；

16、優(yōu)選地，所述步驟（1）中的催化劑為三（二亞芐基丙酮）二鈀、醋酸鈀、四（三苯基膦）鈀、雙（二苯基膦二茂鐵）二氯化鈀、雙（三苯基膦）二氯化鈀中的一種；所述化合物（i）與催化劑的摩爾比為（1：0.005）~（1：0.1）；

17、優(yōu)選的，所述步驟（1）中的配體為2-二環(huán)己基磷-2’，6’-二甲氧基聯(lián)苯、2-二環(huán)己基膦-2’，4’，6’-三異丙基聯(lián)苯、2-二環(huán)己膦基-2’-（n，n-二甲胺）-聯(lián)苯中的任意一種；所述化合物（i）與配體的摩爾比為（1：0.01）~（1：0.15）；

18、優(yōu)選地，所述步驟（1）中的堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷酸鉀中的一種或幾種；所述化合物（i）與堿的摩爾比為（1：1）~（1：5）；

19、優(yōu)選地，所述步驟（1）中的有機溶劑為乙醇、1，4-二氧六環(huán)、甲苯、水中的一種或幾種；

20、優(yōu)選地，所述步驟（1）中的反應(yīng)溫度為50℃～120℃；

21、優(yōu)選地，所述步驟（1）中的反應(yīng)時間為12～24小時。

22、所述步驟（2）中，催化劑為三（二亞芐基丙酮）二鈀、雙二亞芐基丙酮鈀、醋酸鈀、氯化鈀、四（三苯基膦）鈀、雙（二苯基膦二茂鐵）二氯化鈀、雙（三環(huán)己基膦）二氯化鈀、三(二亞芐基丙酮)二鈀氯仿加合物、雙（三苯基膦）二氯化鈀中的一種或幾種；配體為2-二環(huán)己基磷-2’-甲基聯(lián)苯、2-二環(huán)己基磷-2’，6’-二甲氧基聯(lián)苯（s-phos）、2-二環(huán)己基膦-2’，4’，6’-三異丙基聯(lián)苯、正丁基二（1-金剛烷基）膦、1，1’-聯(lián)萘-2，2’-雙二苯膦、4，5-雙二苯基膦-9，9-二甲基氧雜蒽、雙（2-二苯基磷苯基）醚、2-二環(huán)己膦基-2’-（n，n-二甲胺）-聯(lián)苯中的任意一種或幾種；堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氟化鉀、氟化銫等中的一種或幾種；溶劑為四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)、丙酮、甲苯、二甲苯、2-甲基四氫呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、苯、水中的一種或幾種；反應(yīng)溫度為30℃～150℃；反應(yīng)時間為6～48小時；

23、優(yōu)選地，所述步驟（2）中化合物（iv）與化合物（iii）的摩爾比為（1：1）~（1：1.5）；

24、優(yōu)選地，所述步驟（2）中的催化劑為三（二亞芐基丙酮）二鈀、醋酸鈀、四（三苯基膦）鈀、雙（二苯基膦二茂鐵）二氯化鈀、雙（三苯基膦）二氯化鈀中的一種；所述化合物（iv）與催化劑的摩爾比為（1：0.005）~（1：0.1）；

25、優(yōu)選的，所述步驟（2）中的配體為2-二環(huán)己基磷-2’，6’-二甲氧基聯(lián)苯、2-二環(huán)己基膦-2’，4’，6’-三異丙基聯(lián)苯、2-二環(huán)己膦基-2’-（n，n-二甲胺）-聯(lián)苯中的任意一種；所述化合物（iv）與配體的摩爾比為（1：0.01）~（1：0.15）；

26、優(yōu)選地，所述步驟（2）中的堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或叔丁醇鈉、叔丁醇鉀；所述化合物（iv）與堿的摩爾比為（1：1）~（1：5）；

27、優(yōu)選地，所述步驟（2）中的有機溶劑為乙醇、2-甲基四氫呋喃、甲苯、n，n-二甲基甲酰胺中的一種或幾種；

28、優(yōu)選地，所述步驟（2）中的反應(yīng)溫度為50℃～120℃；

29、優(yōu)選地，所述步驟（2）中的反應(yīng)時間為12～24小時。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的食品安全檢測用穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的制備方法所使用的原料簡單易得且成本低廉、合成步驟短、反應(yīng)條件溫和，同時具有最終產(chǎn)物副反應(yīng)少、易于分離提純、化學(xué)純度高、總收率高、同位素豐度不稀釋等優(yōu)點。該穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑的制備路線及方法未有文獻(xiàn)報道，該方法制備所得的穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮化學(xué)純度大于99%，同位素豐度大于98%。本制備方法所制得的食品安全檢測用穩(wěn)定同位素標(biāo)記氟啶草酮內(nèi)標(biāo)試劑對我國相關(guān)的食品安全監(jiān)督檢測技術(shù)發(fā)展具有重要意義。