美沙西汀-甲氧基-13C及其类似物的合成

美沙西汀-甲氧基-¹³C是一种最具潜力的标记底物，用于呼气检测肝功能。本研究以甲醇-¹³C为标记原料，通过Mitsunobu反应、官能团修饰高效合成了美沙西汀-甲氧基-¹³C，合成收率为63%，产品纯度＞99%。同时应用该方法以甲醇-¹³C为标记原料合成了对甲氧基苯甲酸-甲氧基-¹³C，合成收率为67%，产品纯度＞99%。建立的合成美沙西汀-甲氧基-¹³C的新方法可为呼气检测肝功能研究的开展提供参考。     

~(13)C,~(15)N_3-盐酸氨基脲合成方法的优化

采用13C,15N2双标记尿素和15N2标记水合肼为原料,经回流反应一步合成13C,15N3-盐酸氨基脲。通过单因素考察和正交实验对13C,15N3-盐酸氨基脲的合成工艺进行优化,得到最优反应条件为:15N2-水合肼与13C,15N2-尿素的进料摩尔比为1.4∶1,加热温度为135℃,反应时间为4.5 h。采用此优化合成条件单步合成反应收率90%,13C,15N3-盐酸氨基脲纯度≥98%,13C丰度≥97%,15N丰度≥99%。结果显示,该方法具有反应周期短,产物收率高,后处理简便易行等优点。     

~(13)C_3-三聚氰酸、~(15)N_3-三聚氰胺的合成工艺研究

研究了以稳定性同位素标记物13C-尿素和15N-氯化铵为原料制备质谱检测用内标物13C3-三聚氰酸、15N3-三聚氰胺的合成工艺;考察了温度、压力、溶剂等对产品收率的影响,优化了合成工艺,以良好收率合成了同位素内标试剂13C3-三聚氰酸和15N3-三聚氰胺。产品经高效液相色谱(HPLC)、质谱(MS)检测,化学纯度99%,同位素丰度98%。以上结果提示,所合成的13C3-三聚氰酸和15N3-三聚氰胺可作为同位素内标使用。     

稳定同位素~(13)C标记乙醇

以Ba13CO3为原料,采用碳化锂方法制备乙炔,再经催化水合法和NaBH4还原,制备了13C-乙醇。考察了反应温度、助催化剂等合成工艺对产物收率的影响。设计的合成路线反应条件温和,总收率高于50%。产品经红外、色谱和核磁检测,化学纯度99%,13C同位素丰度95%,产物的同位素丰度相对原料而言降低3%。     

~(13)C-海藻糖的合成

采用13C-甲醇作为唯一碳源,利用毕赤酵母发酵合成13C-海藻糖;运用均匀设计方法,探索了海藻糖的发酵和提取条件。发酵条件为:菌体在37℃发酵20 h,此后升温到44℃,继续培养1 h。提取条件为:乙醇浓度50%,提取温度42℃,提取时间110 min,料液比1∶30。利用99%丰度的13C-甲醇,获得的13C-海藻糖产品,丰度和纯度均大于98%,几乎没有稀释。     

~(11)C-CH_3-Triflate甲基化法合成~(11)C-PK11195

利用11C-CH3-Triflate作为甲基化试剂,与去甲基前体1-(2-氯苯基)-N-(1-甲基丙基)-异喹啉-3-氨甲酰(nor-PK11195)进行甲基化反应合成N-[11C]甲基-N-(1-甲基丙基)-1-(2-氯苯基)异喹啉-3-氨甲酰(11C-PK11195),并建立了11C-PK11195的自动化合成方法。结果显示,以11C-CH3-Triflate为甲基化试剂合成11C-PK11195,在nor-PK11195用量为0.5~1.0 mg、反应温度90℃、反应时间5 min时,其标记率为51.7%±5.6%,11C-PK11195注射液的化学纯度和放化纯度均98%,比活度0.21 TBq/g。以上结果表明,11C-CH3-Triflate甲基化法可提高11C-PK11195标记率,缩短反应时间,降低前体用量;所制备的11C-PK11195注射液能够满足PET临床要求。     

~(13)C同位素低温精馏过程动态模拟

为深入了解CO低温精馏分离13C系统的动态特性,建立了系统的动态模型,借助软件Aspen Dynam-ics对该系统的全回流、开车以及物料量发生扰动过程进行了动态模拟。塔釜热负荷和塔釜持液量对全回流过程的影响结果显示,全回流动态浓缩过程耗时约1周,稳定时塔釜13C16O摩尔分数约为3.9%。模拟研究结果显示,先浓缩后稳态出料的开工方案可大幅缩减装置动态开工时间,产品摩尔分数达到14.5%,耗时约需38.6 d;而对应的同时稳态进出料开车方案平衡时间需127.7 d;开发持液量低的填料可进一步缩短开工时间,降低产品成本。对进料扰动的计算表明,本工作采用的分离装置对物料量的波动具有较强的抗干扰能力,波幅50%、时间为4 h的进出料量波动对产品品质的影响可忽略。     

胆甾醇辛酸酯-辛酰基-1-13C的合成

采用缩合与催化的组合方式,利用胆固醇（Ch-OH）与辛酸-1-13C反应,合成胆甾醇辛酸酯-辛酰基-1-13C（ChO-13C）,产率84.1%,13C丰度99.0%,光学纯度99.0%,化学纯度99.5%。用HPLC-ELSD、LC-MS和1H NMR对产品进行表征,确定产品为胆甾醇辛酸酯结构。     

PET肿瘤显像剂~(18)F-氟乙基胆碱的自动化合成

18F-氟乙基胆碱(18F-FECH)是反映胆碱代谢的PET肿瘤显像剂,在肿瘤特别是脑肿瘤诊断中显示出良好的应用前景。为了方便临床应用,本工作利用PET-MF-2V-IT-I型18F多功能合成模块,自动化合成18F-FECH。首先18F-与1,2-乙二醇二对甲苯磺酸酯在90℃下发生亲核取代反应,产物未经纯化即与N,N-二甲基乙醇胺在100℃下发生烷基化反应,此后经过C18柱和CM柱进行分离纯化,得到目标产物。整个过程需时约40 min,最终产品放化收率30%(未经时间校正),放化纯度≥99%,室温下可稳定放置6 h。本方法简便易行,合成时间短,收率较高,产品稳定性好,且其它各项指标均符合规定,为临床常规应用提供了保证。     

~(13)C-尿素同位素丰度的检测方法

为更好地控制13C-尿素试剂中13C的有效含量,研究了用亚硝酸氧化法和高温灼烧法将13C-尿素样品转化为气体同位素质谱检测用样品气的方法与条件。结果显示,亚硝酸钠法用2 mg13C-尿素样品,高温灼烧法用1 mg13C-尿素样品,转化得到的13CO2气体即可满足质谱计检测。实验探索了亚硝酸钠试剂的使用量,制备样品气的反应温度与反应时间的确定、氧化铜试剂的处理效果等条件,完成了高丰度13C-尿素的检测,确定了检测数据的计算与表述,得到了标准偏差小于±0.07%的理想检测结果。     

13C6-1,2:5,6-O-双异丙叉-α-D-呋喃葡萄糖的合成

采用浓硫酸为催化剂,以D-葡萄糖-¹³C₆和丙酮为原料合成了¹³C₆-1,2:5,6-O-双异丙叉-α-D-呋喃葡萄糖,并对其进行了气相色谱（GC）、质 谱（MS）分析。对合成条件进行了优化,优化后的合成条件为：葡萄糖与丙酮的摩尔比为1∶73.5,浓硫酸用量为10 mL,反应温度25 ℃,反应时间12 h,优化条件下合成的¹³C₆-1,2:5,6-O-双异丙叉-α-D-呋喃葡萄糖收率为75.6%,产品中¹³C丰度为99.2 %,纯度为98.7%。     

13C-甲醇的制备

采用自制的催化剂和自行设计的高效催化反应器,用催化加氢的方法,以Ba¹³CO₃为原料制备了¹³C-甲醇。所得甲醇水溶液在微型高效精馏反应器中进一步提纯后,得到的¹³C-甲醇化学纯度＞99.5%。实验设计的合成路线反应条件温和,同位素利用率＞90%。¹³C-甲醇经色质联用（GC-MS）和核磁（¹H NMR）检测,¹³C同位素丰度＞97%,¹³C-甲醇的同位素丰度与原料相比降低＜1%。以上结果表明,采用自制的催化剂和自行设计的高效催化反应器,成功地用催化加氢的方法,制备得到了¹³C-甲醇。     

~(13)C核磁共振法定量分析~(13)C标记正十六酸

~(13)C核磁共振定量技术既可应用于~(13)C标记化合物的结构定位,标记定量,又可间接应用于~(13)C标记化合物的制备过程中。 J.N.Shoolery曾用~(13)C核磁共振法测定植物油中脂肪酸组成,但误差较大;后来关剑秋等人从样品的自旋-晶格弛豫时间(T_1)的缩短、核的NOE效应的消除及核磁共振参数设定等方面进行了进一步探讨。我们采用微样品技术(φ1.7mm、C/H双探头、取样量为毫克     

D-半乳糖-1-13C的合成与表征

以硝基甲烷¹³C为原料合成D-半乳糖-1-¹³C。采用分离中间体硝基糖醇的方式,简便拆分差向异构体D-半乳糖和D-塔罗糖,合成产物的总产率为42.6%,¹³C丰度为99.1%,光学纯度为100%,化学纯度为99.7%。以高效液相色谱 蒸发散射光检测器（HPLC-ELSD）、液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）和核磁共振（¹H NMR）对所得产物进行结构表征,确定产物结构为D-半乳糖-1-¹³C。