[0001] 本发明涉及一种同位素标记物的合成方法，尤其是涉及一种稳定同位素标记灭蝇胺及其衍生物的合成方法。

[0002] 灭蝇胺(化学名称为N-环丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺，又名环丙氨嗪、蝇得净、环丙胺嗪等)，白色固体，是防治潜叶蝇的昆虫生长调节剂，对双翅目幼虫有特殊活性，可以诱使双翅目幼虫和蛹在形态上发生畸变，成虫羽化不全或受抑制，为奶品生产中使用的杀蝇药。三聚氰胺为典型的虚高蛋白，二者结构类似，容易产生混淆。使用稳定同位素标记灭蝇胺为检测内标，可以消除这种情况，确定是否添加三聚氰胺还是使用了灭蝇胺，很有意义。而且，在进行生理、毒理、代谢动力学等方面的研究时，作为稳定同位素标记的灭蝇胺及其衍生物有着天然丰度灭蝇胺及其衍生物不可替代的应用。

[0003] 稳定同位素标记(SIL)灭蝇胺及其衍生物的合成还没有报道，天然丰度灭蝇胺的合成，主要有两种路线。路线1，三聚氯氰先与环丙胺反应，生成2-环丙氨基-4,6-二氯-1,3,5-三嗪(I)，I与氨水反应制备得到2-环丙氨基-4-氨基-6-氯-1,3,5-三嗪(II)，II与氨反应制得灭蝇胺(如下所示)；路线2是三聚氰氯与氨水反应得到2,4-二氨基-6-氯-1,3,5-三嗪(III)，III与环丙胺反应得到灭蝇胺。

[0004]

[0005] 路线1的最后一步，文献通常使用液氨进行胺化反应，液氨过量较多，而且较高的温度下进行。如液氨4～9倍投料比，110℃反应20h(郭华，于钦珍，石峰等.一种两步法合成灭虫嗪的工艺[P].CN:1071321C,2001-09-19)；液氨5倍，120℃反应8h(袁桂梅，孟宪兴，于泉德等，环丙氨嗪合成新工艺的研究[J].河南化工，2002,7:17-18)；液氨5倍量，120～125℃，2h(O W Hopkins.Method for producing monoalkyl melamine[P].GB2128183A),1984-04-26；液氨3.8倍，130～135℃反应5h(邱家军，单国洋，侯仲轲等.环丙氨嗪合成工艺研究[J].精细化工中间体，2010,40(1):21～23)；液氨5.6倍，140℃，
24h(R Immler,H Bouvard.Procedure for Treating Mammals to Control Parasitic Diptera Larvae[P].US:4187305,1980-02-05)；该条件下，产率55.8％，氨利用率10.0％(H U Brechbuhler,V Laanio,D Berrer.2-Cyclopropylamino-4,6-Diamino-s-Triazine[P].US:4225598,1980-9-30)。液氨过量较多时，氨的利用率低，如氨利用率9.0～20.4％
15
(郭华)，或只有10.0％(H U Brechbuhler)。如果原料液氨为 N标记，原料的价格较高，
15 15
液氨- N过量较多时，成本过高；而且液氨- N的合成较为困难。路线2，也存在类似的问题，如环丙胺过量较多，为3倍量，环丙胺利用率22.8％(陈静波，张玉顺，刘宇等.灭蝇胺的合成与应用研究[J].云南大学学报(自然科学版)，2008,30(4):392-395)；或在强碱作用下较高温度、较长时间反应(水为溶剂，回流反应7h；仇缀百，何钗光，王英华.一种制备杀虫剂环丙马嗪的方法[P].CN:1356039,2002-07-03)。如果环丙胺为稳定同位素标记，3倍量的投料比显然成本较大(环丙胺利用率只有22.8％)；在氢氧化钠等强碱作用下较高温度、较长时间反应，容易产生副反应(如三嗪环上的氯基团会被羟基取代)，或环丙胺为氘标记原料时，氘丰度容易稀释，不能够获得高丰度产品，达不到作为检测内标的要求。可见，以上两种路线，都存在不足，或是稳定同位素原料过量较多，成本较高；或是较激烈的反应条件，产品的同位素丰度容易被稀释。因此，有必要开发一种温和的、投料比过量不高的合成方法。

[0041] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

[0042] 实施例1

[0043] 一种稳定同位素氘标记灭蝇胺-环丙基-D4的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0044] 100mL四口烧瓶，分别接气体导入管、气体导出管和恒压滴加漏斗，漏斗中加入6.01g冰醋酸，烧瓶中加入二氯甲烷50mL，三聚氰胺6.31g(0.05mol)，乙氧基-环丙烷半缩酮-环丙基-D4 5.31g(0.05mol，原料氘丰度99atom％D)，搅拌，氮气置换3次，加5％钯/碳催化剂0.5g，搅拌，氮气置换3次，氢气置换10次，用氢气气囊维持正压，室温搅拌24h，分离提纯，获得灭蝇胺-环丙基-D4产品6.48g，收率76.1％，产品氘丰度99.0atom％D(质谱检测)，纯度99.1％(高效液相色谱检测)。

[0045]

[0046] 实施例2

[0047] 稳定同位素15N标记2,4-二叔丁氧羰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨15 15
基- N3(2,4-二叔丁氧羰基-灭蝇胺-氨基- N3)的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0048] 250mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入四氢呋喃120mL，15
2,4-二叔丁氧羰基-1,3,5-三嗪-氨基- N3(2,4-二叔丁氧羰基-三聚氰胺-氨
15
基- N3)16.47g(0.05mol)，甲氧基-环丙烷半缩酮5.29g(0.06mol)，钛酸四丁酯1g、加硼氢化钠2.0g(0.05mol)，搅拌，氮气置换3次，室温搅拌24h，分离提纯，获得2,4-二叔丁氧羰
15 15
基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨基- N3产品15.89g，收率86.0％，产品 N丰度99.1atom％
15
N(质谱检测)，纯度99.2％(高效液相色谱检测)。

[0049]

[0050] 实施例3

[0051] 稳定同位素15N标记灭蝇胺-氨基-15N3的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0052] 200mL三口烧瓶，14.0g三氟乙酸加二氯甲烷55g，加入2,4-二叔丁氧羰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨基-15N315.0g，氮气置换2次，室温搅拌30分钟，分离提纯，获得15N标记灭蝇胺-氨基-15N3产品6.53g，收率95.1％，产品 15N 同位素丰度99.2atom％15N(质谱检测)，纯度99.0％(高效液相色谱检测)。

[0053]

[0054] 实施例4

[0055] 稳定同位素13C标记2,4-三氟乙酰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪13 13
环- C3(2,4-二三氟乙酰基-灭蝇胺-三嗪环- C3)的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0056] 250mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入四氢呋喃120mL，13
2,4-二三氟乙酰基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3甲酸盐(2,4-二三氟乙酰基-三聚氰胺-三
13
嗪环- C3)18.36g(0.05mol)，丙氧基-环丙烷半缩酮7.00g(0.06mol)，搅拌，氮气置换3次，加钯黑0.2g，氮气置换3次，氢气置换10次，用氢气气囊维持正压，室温搅拌12h，分离
13
提纯，获得2,4-二三氟乙酰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3产品15.86g，收率
13
87.8％，产品丰度99.2atom％ C(质谱检测)，纯度99.1％(高效液相色谱检测)。

[0057]

[0058] 实施例5

[0059] 稳定同位素13C标记灭蝇胺-三嗪环-13C3的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0060] 200mL三口烧瓶，加入碳酸钾5.74g，甲醇50mL，水50mL，加入2,4-二三氟乙酰13
基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3产品15.00g，室温搅拌，薄层层析(TLC)分离提
13 13
纯，得到灭蝇胺-三嗪环- C3产品6.61g，收率94.1％，产品丰度99.2atom％ C(质谱检测)，纯度99.2％(高效液相色谱检测)。

[0061]

[0062] 实施例6

[0063] 稳定同位素13C、15N和氘标记2,4-二甲酰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪13 15 13 15
环- C3-氨基- N3-环丙基-D4(2,4-二甲酰基-灭蝇胺-三嗪环- C3-氨基- N3-环丙基 -D4)的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0064] 250mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入四氢呋喃100mL，13 15
2,4-二甲酰基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3-氨基- N3甲酸盐(2,4-二甲酰基-三聚氰胺-三
13 15
嗪环- C3-氨基- N3)11.71g(0.05mol)，乙氧基-环丙烷半缩酮-D4 5.41g(0.05mol)，搅拌，氮气置换3次，加10％钯/碳0.8g，氮气置换3次，氢气置换10次，用氢气气囊维持正
13
压，室温搅拌24h，分离提纯，获得2,4-二甲酰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3-氨
15 13 15
基- N3-环丙基-D4产品10.32g，收率88.9％，产品丰度99.2atom％ C，99.2atom％ N，
99.1atom％D(质谱检测)，纯度99.2％(高效液相色谱检测)。

[0065]

[0066] 实施例7

[0067] 灭蝇胺-三嗪环-13C3-氨基-15N3-环丙基-D4的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0068] 250mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入冰醋酸4.0g，3M13
盐酸40mL，甲醇60mL，加入2,4-二甲酰基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-三嗪环- C3-氨
15
基- N3-环丙基-D4产品10.00g，氮气置换3次，30℃搅拌约24h，薄层层析(TLC)监控，分
13 15
离提纯，得到灭蝇胺-三嗪环- C3-氨基- N3-环丙基-D4产品7.05g，收率92.9％，产品丰
13 15
度99.1atom％ C，99.2atom％ N，99.0atom％D(质谱检测)，纯度99.4％(高效液相色谱检测)。

[0069]

[0070] 实施例8

[0071] 稳定同位素15N和氘标记2,4-二苄基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨基-15N3-环丙15
基-D4(2,4-二苄基-灭蝇胺-氨基- N3-环丙基-D4)的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0072] 500mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入四氢呋15
喃 200mL，2,4-二 苄 基-1,3,5- 三 嗪-氨 基- N3(2,4-二 苄 基-三 聚 氰 胺-氨
15
基- N3)15.47g(0.05mol)，乙氧基-环丙烷半缩酮-D4 5.41g(0.05mol)，搅拌，氮气置换3次，在氮气气氛下分批加三乙酰氧基硼氢化钠30.0g，室温搅拌24h，分离提纯，获得2,4-二
15
苄基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨基- N3-环丙基-D4产品14.86g，收率84.1％，产品丰度
15
99.2atom％ N，99.1atom％D(质谱检测)，纯度99.3％(高效液相色谱检测)。

[0073]

[0074] 实施例915 15

[0075] 稳定同位素 N和氘标记灭蝇胺-氨基- N3-环丙基-D4的制备方法，该方法包括以下步骤。

[0076] 200mL三口烧瓶，分别接气体导入管和气体导出管，烧瓶中加入甲醇100mL，甲酸15
铵10.00g，2,4-二苄基-6-环丙基-1,3,5-三嗪-氨基- N3-环丙基-D4产品14.00g，
15
搅拌，氮气置换3次，室温搅拌24h，分离提纯，获得灭蝇胺-氨基- N3-环丙基-D4产品
15
6.51g(结构如下所示)，收率94.9％，产品丰度99.2atom％ N，99.1atom％D(质谱检测)，纯度99.2％(高效液相色谱检测)。

[0077]

[0078] 实施例10

[0079] 一种稳定同位素标记灭蝇胺及其衍生物的合成方法，以N-2,4-二R基-1,3,5-三13 15 13 15
嗪- Cj, Nm(i，三聚氰胺及其衍生物- Cj, Nm，0≤j≤3，0≤m≤6；R＝H、Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)与烷氧
13
基-环丙烷半缩酮- Cp,Dn(ii，0≤p≤3，0≤n≤4)为原料，按i:ii的摩尔比为1:2的投料比，在酸催化剂和还原环境的共同作用下，进行胺化-还原反应，得到稳定同位素标记
13 15
灭蝇胺及其衍生物N-2,4-二R基-6-环丙基-1,3,5-三嗪- Cj+p, Nm,Dn(iii，0≤n≤4，
0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、 Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)；

[0080]

[0081] 0≤n≤4，0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝H、Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky[0082] 当R不是氢时，制备得到的稳定同位素标记灭蝇胺衍生物2,4-二R基-6-环丙13 15 13 15
基-1,3,5-三嗪- Cj+p, Nm,Dn，脱除该保护基R，生成稳定同位素标记灭蝇胺- Cj+p, Nm,Dn。

[0083]

[0084] 0≤n≤4，0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky。

[0085] 上述反应中，采用酸催化剂促进胺化反应进行，酸催化剂包括质子酸和路易士酸，例如可以采用磷酸、硫酸、盐酸、杂多酸、磺酸、酸性树脂、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丁二酸、苯甲酸等质子酸，使用三氟化硼、三氯化硼、溴化铝、三氯化铝、钛酸四异丙酯钛酸四丁酯钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四甲酯、锆酸四异丙酯、锆酸四丁酯、锆酸四乙酯、锆酸四丙酯、锆酸四甲酯、正硅酸四丁酯、正硅酸四异丙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、氯化铟、四氯化锆、氯化铜、碘化亚铜、溴化亚铜、溴化铁、三氯化铁、四氯化锡、四氯化钛、高氯酸锂、高氯酸钠或硫酸钛。在本实施例中，酸催化剂采用的是磷酸。酸催化剂13
与烷氧基-环丙烷半缩酮- Cp,Dn投料的质量比可以是0.001～50:1，优选0.01～10:1，本实施例中采用的是10:1。

[0086] 还原环境包括催化加氢的方式或加入还原剂。在本实施例中，使用催化加氢的方式，催化加氢使用的催化剂包括镍/硅藻土、钴/硅藻土、骨架镍、钯碳、钯黑、铂黑或铂碳。加氢催化剂与底物(ii)投料的质量比为0.001～50:1，优选0.05～10:1，本实施例中的质量比为10:1。

[0087] 采用氢解脱除保护基，可以采用氢-钯/碳体系、氢-钯黑体系、氢-铂/碳体系、氢-铂黑体系、H2-骨架镍、Pd(PPh3)4-Bu3SnH体系或Ni(CO)4-DMF-H2O体系，进行氢解脱除13 15
保护基，合成稳定同位素标记灭蝇胺- Cj+p, Nm,Dn。

[0088] 实施例11

[0089] 一种稳定同位素标记灭蝇胺及其衍生物的合成方法，N-2,4-二R基-1,3,5-三13 15 13 15
嗪- Cj, Nm(i，三聚氰胺及其衍生物- Cj, Nm，0≤j≤3，0≤m≤6；R＝H、Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)
13
与烷氧基-环丙烷半缩酮- Cp,Dn(ii，0≤p≤3，0≤n≤4)，按i:ii的摩尔比为1:1的投料比，在酸催化剂和还原环境的共同作用下，进行胺化-还原反应，得到稳定同位素标记
13 15
灭蝇胺及其衍生物N-2,4-二R基-6-环丙基-1,3,5-三嗪- Cj+p, Nm,Dn(iii，0≤n≤4，
0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)；

[0090]

[0091] 0≤n≤4，0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝H、Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky[0092] 当R不是氢时，制备得到的稳定同位素标记灭蝇胺衍生物2,4-二R基-6-环丙13 15 13 15
基-1,3,5-三嗪- Cj+p, Nm,Dn，脱除该保护基R，生成稳定同位素标记灭蝇胺- Cj+p，Nm，Dn。

[0093] 0≤n≤4，0≤j+p≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky

[0094] 本实施例中，采用硫酸钛作为酸催化剂促进胺化反应进行，通过加入还原剂硼氢化钠、腈基硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠、丙二酰氧基硼氢化钠、N- 甲基哌啶-硼氢化锌络合物、N-甲基四氢吡咯-硼氢化锌、三(2-乙基己酰氧基)硼氢化钠、硼氢化锆-哌嗪化合物、硼烷-吡啶络合物、2-甲基吡啶-N-甲硼烷、奎硼烷、汉斯酯(Hantzsch Esters)、苯并噻唑啉或苯硅烷-丁基锡中的一种或多种获得还原环境。酸催化剂与烷氧基-环丙烷半13 13
缩酮- Cp,Dn投料的质量比为0.1:1；还原剂与烷氧基-环丙烷半缩酮- Cp,Dn投料的摩尔比为0.5:1。采用氢溴酸进行酸解解脱除保护基。

[0095] 实施例12

[0096] 一种稳定同位素标记灭蝇胺及其衍生物的合成方法，N-2,4-二R基-1,3,5-三13 15 13 15
嗪- Cj, Nm(i，三聚氰胺及其衍生物- Cj, Nm，0≤j≤3，0≤m≤6；R＝H、Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)
13
与烷氧基-环丙烷半缩酮- Cp,Dn(ii，0≤p≤3，0≤n≤4)，按i:ii的摩尔比为1:1的投料比，在酸催化剂和还原环境的共同作用下，进行胺化-还原反应，得到稳定同位素标记
13 15
灭蝇胺及其衍生物N-2,4-二R基-6-环丙基-1,3,5-三嗪- Cj+p, Nm,Dn(iii，0≤n≤4，
0≤j+p≤6，0≤m≤6，1≤j+p+m+n≤16；R＝Cbz、Boc、Fmoc、Alloc、Teoc、Meoc、Etoc、Bz、Rlky-CO、Pht、Tos、Tfa、Bn、Trt、Bmb、PMB；R’＝Rlky)；

[0097]