本發(fā)明涉及放射化學合成領(lǐng)域，特別涉及一種放射性同位素碳-14標記烯蟲酯(e，e)-(rs)-11-甲氧基-3，7，11-三甲基十二碳-2，4-烯酸異丙酯及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、烯蟲酯（英文名稱：methoprene；中文名稱：(e，e)-(rs)-11-?甲氧基-3，7，11-三甲基十二碳-2，4-烯酸異丙酯）作為一種生物化學殺蟲劑，因其高活性、靶生物相對特異性和良好的環(huán)境安全性，大量產(chǎn)品被開發(fā)、評估和推廣用于控制多種害蟲。烯蟲酯作為外用殺蟲劑，具有靶標生物特異性和極高保幼激素活性，通過破壞或干擾昆蟲體內(nèi)激素平衡，使幼蟲不能完成生長變態(tài)和性成熟而死亡，還可致使成蟲不孕，從而降低害蟲種群。

2、目前，對于烯蟲酯在植物中的吸收、分布、轉(zhuǎn)移、殘留及其在水體和土壤中的環(huán)境行為等研究很少涉及烯蟲酯的代謝?/?降解物，換言之，目前針對于烯蟲酯的代謝過程和環(huán)境行為等方面的研究仍不夠深入。而放射性同位素碳-14?標記烯蟲酯?[(e，e)-(rs)-11-甲氧基-3，7，11-三甲基十二碳-2，4-烯酸異丙酯]是研究其在植物試驗和藥代動力學（組織分布、代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定、質(zhì)量平衡等）中安全性、有效性所必需的放射性示蹤劑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種放射性同位素碳-14標記烯蟲酯及其制備方法，以解決現(xiàn)有烯蟲酯研究中缺乏有效放射性示蹤劑以及代謝過程和環(huán)境行為研究不足的問題。

2、第一方面，本技術(shù)方案提供一種放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的制備方法，包括以下步驟：

3、s1：制備[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈：

4、在?0?-?60℃惰性氣體保護下，將4-甲基苯磺酸-(2r)-6?-甲氧基-2,6-二甲基庚基酯溶解于極性非質(zhì)子溶劑中，加入無機堿攪拌，再加入[碳-14c]氰化鈉攪拌反應至反應結(jié)束，加入脂溶性溶劑分液，取有機溶液層進行干燥和濃縮，經(jīng)快速柱層析得到[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈；

5、s2：制備[醛基-14c]香茅醛：

6、在0~50℃反應溫度下，將[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈和raneyni在酸堿緩沖溶液中反應至反應結(jié)束，加入脂溶性溶劑分液，取有機溶液層進行干燥和濃縮，快速柱層析得到[醛基-14c]香茅醛；

7、s3：制備碳-14標記烯蟲酯：

8、在?0?-?50℃惰性氣體保護以及避光條件下，將[醛基-14c]香茅醛與磷葉立德試劑、18-冠醚-6置于非質(zhì)子溶劑中反應至反應結(jié)束，加入脂溶性溶劑分液，取有機溶液層進行干燥和濃縮，經(jīng)快速柱層析得到碳-14?標記烯蟲酯。

9、本方案制備得到的放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的放射同位素碳-14標記在烯蟲酯分子中脂肪鏈的7-位碳原子上，制備得到的放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的結(jié)構(gòu)式為:[(e，e)-(rs)-11-?甲氧基-3，7，11-三甲基十二碳-2，4-烯酸異丙酯]，放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的化學式如下式（i）所示，其中星號表示同位素碳-14的標記位置：

10、。

11、本方案合成的放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的同位素碳-14的標記位點確定，且具有放化純度、化學純度均較高，合成步驟短，核素碳-14在烯蟲酯分子中標記牢固，不易脫落的優(yōu)點，可滿足生物體和環(huán)境中示蹤實驗的要求。

12、在步驟s1中，4-甲基苯磺酸-(2r)-6?-甲氧基-2,6-二甲基庚基酯中的磺酸酯基團具有良好的離去性，在堿性條件下，無機堿奪取碳-14標記的氰化鈉中的氰基負離子，使其成為親核試劑，氰基負離子進攻磺酸酯基團的碳原子，發(fā)生親核取代反應，生成?[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈，在整個反應過程中，極性非質(zhì)子溶劑有利于親核取代反應的進行，它能使反應物更好地溶解和分散，同時穩(wěn)定反應過渡態(tài)。

13、具體的，在一些實施例中，步驟s1中的極性非質(zhì)子溶劑選自dmso、dmf、thf的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為dmso。

14、步驟s1中的無機堿選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為氫氧化鈉。

15、步驟s1中的[碳-14c]氰化物包括選自[碳-14c]氰化鈉、[碳-14c]氰化鉀、[碳-14c]氰化銅、[碳-14c]氰化鋅的一種或兩種以上組合。

16、步驟s1中的脂溶性溶劑選自乙酸乙酯、乙酸異丙酯、二氯甲烷、氯仿、石油醚、乙醚、苯的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為乙酸乙酯。

17、步驟s1得到的[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈的化學結(jié)構(gòu)式如下式（ii）所示，其中星號表示同位素碳-14的標記位置：

18、。

19、在一些實施例中，步驟s1中加入碳-14標記的氰化鈉攪拌1~24h，用氰基檢測試劑監(jiān)測反應液中無游離的氰基離子后加入純水終止反應。這樣做的好處在于可以確保反應已充分進行，如果反應液中仍有游離的氰基離子，說明反應尚未結(jié)束，碳-14標記的氰化鈉還有剩余，需要繼續(xù)反應以提高目標產(chǎn)物[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈的產(chǎn)率；同時還可以避免副反應的發(fā)生，在目標反應基本完成后，過量的氰基離子可能會與其他物質(zhì)發(fā)生不必要的副反應。

20、本方案的步驟s2中，[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈在raneyni的催化作用下，發(fā)生氰基的加氫還原反應，raneyni提供了活性氫原子，氰基首先被還原為亞胺中間體，然后亞胺中間體進一步被還原為醛基，得到?[醛基-14c]香茅醛。吡啶?-?乙酸?-?水混合溶劑作為酸堿緩沖溶劑，起到調(diào)節(jié)反應體系?ph?值的作用，使反應在合適的酸堿環(huán)境下進行，同時有助于穩(wěn)定反應中間體和催化劑的活性。

21、在一些實施例中，酸堿緩沖溶劑包括但不限于磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、亞磷酸二氫鈉、次磷酸氫鈉的吡啶-乙酸-水溶液。具體的，在一些實施例中，將[氰基-14c]（r）-7-甲氧基-3,7-二甲基辛腈和次磷酸氫鈉一水合物在混合溶劑中攪拌，其中混合溶劑為吡啶、乙酸、水混合而成的試劑。

22、在一些實施例中，步驟s2的反應溫度為0~25℃。

23、在一些實施例中，步驟s2中的脂溶性溶劑選自乙酸乙酯、乙酸異丙酯、二氯甲烷、氯仿、石油醚、乙醚、苯的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為乙酸乙酯。

24、在一些實施例中，加入raneyni反應1~24h后加入純水終止反應。

25、步驟s2中得到的[醛基-14c]香茅醛的結(jié)構(gòu)式如下式（iii）所示，其中星號表示表示同位素碳-14的標記位置：

26、。

27、本方案的步驟s3中，磷葉立德試劑在堿性條件下生成碳負離子，該碳負離子具有較強的親核性。[醛基-14c]香茅醛的醛基作為親電中心，與磷葉立德試劑生成的碳負離子發(fā)生?wittig?反應（偶聯(lián)反應），18?-?冠醚?-?6?的加入可以絡(luò)合反應體系中的陽離子，增強無機堿的堿性，促進磷葉立德試劑的生成和反應的進行。反應生成碳-14?標記烯蟲酯，非質(zhì)子溶劑有利于反應進行，能溶解反應物和中間體，促進反應順利進行。

28、在一些實施例中，將磷葉立德試劑置于非極性溶劑中溶解后加入無機堿和18-冠醚-6進行攪拌得到反應液，將[醛基-14c]香茅醛溶解在非質(zhì)子溶劑中并加入反應液進行反應。

29、在一些實施例中，非質(zhì)子溶劑選自苯、甲苯的一種。

30、在一些實施例中，步驟s3中的非極性溶劑選自苯、甲苯、氯仿、二氯乙烷、四鹵化碳的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為苯。

31、在一些實施例中，步驟s3中的無機堿選自氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為氫氧化鈉。

32、在一些實施例中，在避光條件下加入反應液攪拌3~24h直至反應結(jié)束后加水終止反應。

33、在一些實施例中，步驟s3中的脂溶性溶劑選自乙酸乙酯、乙酸異丙酯、二氯甲烷、氯仿、石油醚、乙醚、苯的一種或兩種以上組合，優(yōu)選為乙酸乙酯。

34、第二方面，本方案提供了一種根據(jù)上述放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的制備方法制備得到的放射性同位素碳-14標記烯蟲酯，結(jié)構(gòu)式如下式（i）所示：

35、。

36、本方案的放射性同位素碳-14標記烯蟲酯的放射同位素碳-14標記位點在烯蟲酯的脂肪鏈上。

37、相較現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)方案具有以下特點和有益效果：

38、本方案創(chuàng)新性地提供了一種放射性同位素碳-14?標記烯蟲酯的制備方法，填補了相關(guān)領(lǐng)域空白。其制備過程中各步驟緊密相連，通過精心選擇溶劑、試劑和反應條件，確保了較高的反應效率和產(chǎn)物純度。在反應原理層面，巧妙利用了各類物質(zhì)的化學特性，如磺酸酯基團的離去性、raneyni的催化加氫作用、磷葉立德試劑的親核性等，實現(xiàn)了精準標記。在實際應用方面，所制備的標記烯蟲酯標記位點明確，放化純度和化學純度高，合成步驟簡潔，核素標記牢固，不易脫落。這使得其在研究烯蟲酯在生物體和環(huán)境中的行為時，能夠提供準確可靠的示蹤信息，為深入探究烯蟲酯的代謝過程、環(huán)境行為以及藥代動力學等提供了有力工具，有助于推動相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展，如在農(nóng)業(yè)害蟲防治中優(yōu)化烯蟲酯的使用策略等。