邻苯二甲酸二丁酯半抗原及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半抗原及其制备方法，具体涉及一种邻苯二甲酸二丁酯半抗原及其制 备和用途。
【背景技术】
[0002] 邻苯二甲酸酯类塑化剂（缩写为PAEs)，又称酞酸酯类，是一类由邻苯二甲酸与含 有4-15个碳的醇发生费歇尔（Fischer)酯化反应所形成的酯的重要衍生物的统称。这类物 质有特殊性气味，毒性较大，一般情况下状态为粘稠液体；液态条件下温度范围宽，流动性 大，挥发性低，不溶于水，易溶于大多数有机溶剂。这类物质用途广泛，它不仅可作为食品包 装材料、玩具、农药载体、驱虫剂、润滑剂、乙烯地板和壁纸、去泡剂、清洁剂、医用材料（如 人工心脏瓣膜等人工器官、血袋、注射器和胶管）和个人护理用品（主要有化妆品、香味品、 指甲油、头发喷雾剂、香皂和洗发液）等近千种产品的生产原材料，还常作为塑料增塑剂被 用于改造塑料制品性能。
[0003] 邻苯二甲酸二丁酯（英文名称：0让1^71口11让313七6，简称08?)，又名酞酸二丁酯、 驱蚊叮等，CAS号为84-74-2,分子式为C 16H22O4，分子量为278. 34,无色油状液体，芳香性气 味，可燃，易溶于正丁醇、乙醚、丙酮和苯。该物质有较强毒性，反复接触皮肤有严重的刺激， 可引起轻度致敏；在生物体内能中等程度的蓄积，可导致中枢神经和周围神经系统发生功 能性变化；作为可疑致畸物，可致细胞畸形，可能导致胎儿存活率降低，有削弱生育能力的 危险。该物质主要用于纤维素聚合物、粘合剂、油墨和堵缝材料的制造中，少量应用于化妆 品及指甲油的制造中。近些年来，儿童玩具及护理用品（如：橡胶奶嘴、沐浴液等）中检测 到该物质含量较高从而危及儿童健康，由此该物质含量的检测非常重要。
[0004] 目前对邻苯二甲酸二丁酯的检测手段主要为气相色谱和高效液相色谱等仪器检 测方法，这些方法虽然准确可靠，但对样品的预处理方法和操作人员的专业性有很高的要 求。正因为这些方法的处理复杂、耗时、仪器价格昂贵而不适合推广使用，也不利于在环境 污染事故现场快速检测。为克服这些缺点，寻求一种快速、简便、灵敏且经济实用的分析方 法就成为环境监测领域的主要研究方向。
[0005] 20世纪60年代发展起来的免疫分析（Immunoassay, IA)是基于抗原和抗体的特 异性、可逆性结合反应的分析技术。免疫分析具有常规理化分析技术无可比拟的选择性和 高灵敏性，非常适合复杂介质中痕量组分的分析。因此免疫分析具有的特异性强、灵敏度 高、方法快捷简单、分析通量大、检测成本低等优点，使得该类方法可以满足简单、快速、灵 敏地检测持久性有机污染物的要求。1971年Engvail, Van Weerman等报道了检测体液中 微量物质的固相免疫分析技术，即酶联免疫吸附分析法（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)。目前，ELISA方法已经成为免疫分析方法中重要的组成部分。ELISA方法是 将抗原-抗体之间的免疫反应与酶的高效催化特性有机结合而发展起来的一种免疫分析 方法。其中，以亲和素-生物素信号放大系统为基础的亲和素-生物素化酶联免疫吸附分 析法，以生物素标记抗体（抗原），并以酶标亲和素代替ELISA方法中酶标抗体。亲和素是 卵白蛋白中的一种碱性糖蛋白，分子量约为68kDa。一个亲和素分子由4个亚单位组成，每 个亚单位都可以与一个生物素分子（分子量为244)特异性结合。生物素与亲和素结合特 异性强，其亲和力比抗原抗体反应大得多，亲和常数高达1015M 1。由于一个亲和素能与4个 生物素分子结合，因此在检测中可提高被固相结合酶的数量，进而提高检测方法的灵敏度。 [0006]目前尚没有亲和素-生物素化酶联免疫吸附分析方法检测邻苯二甲酸二丁酯的 相关报道。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于首次提供一种步骤简单，速度快，产率 高的邻苯二甲酸二丁酯半抗原及其制备方法和用途。
[0008] 本发明的研究机理在于：对于邻苯二甲酸二丁酯免疫监测方法的建立，高纯度合 适的半抗原是制备具有高灵敏度和特异性免疫原和高效价抗体的根本，更是建立邻苯二甲 酸二丁酯免疫检测方法的关键。因此，本发明的邻苯二甲酸二丁酯半抗原的制备是采用免 疫方法测定邻苯二甲酸二丁酯的基础，对于建立塑化剂单体的监测方法，具有重要的应用 价值和理论研究意义。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0010] 第一方面，本发明涉及一种邻苯二甲酸二丁酯半抗原，其结构式如式（I)所示：
二丁酯半抗原）为淡黄色针状结晶体，分子式：C16H23NO 4，分子量293. 35 ;熔点：68~69°C。
[0012] 第二方面，本发明涉及一种邻苯二甲酸二丁酯半抗原的制备方法，所述方法包括 如下步骤：
下回流反应，生成4-硝基邻苯二甲酸二丁酯；
[0014] S2、以非质子性有机溶剂为溶剂，4-硝基邻苯二甲酸二丁酯和锌粉、强酸B发生还 原反应，生成带有氨基活性基团的4-氨基邻苯二甲酸二丁酯，即所述邻苯二甲酸二丁酯半 抗原。所引入的氨基基团可与载体蛋白偶联。
[0015] 优选的，步骤Sl具体为：将4-硝基邻苯二甲酸溶解在正丁醇溶液中，得溶液A，逐 渐升温，随后逐渐加入强酸A溶液并保持恒温回流反应，直至原料点消失为止。
[0016] 优选的，步骤S2具体为：4_硝基邻苯二甲酸二丁酯溶于非质子性有机溶剂环境 中，然后分批次锌粉，再逐滴加入强酸B逐渐升温，随后保持恒温反应，直至原料点消失为 止。
[0017] 更优选地，所述锌粉等量分为两份，分别在强酸B加入前后加入。本发明研究发 现，该锌粉的分批加入方式，可显著提高产品得率。
[0018] 其化学反应方程式如下：
[0019]
[0020] 优选的，所述4-硝基邻苯二甲酸、正丁醇、强酸A的摩尔比为1:6~7:0. 5~0. 7 ; 所述4-硝基邻苯二甲酸二丁酯、强酸B、非质子性有机溶剂和纯锌粉的摩尔比为1:21~ 22:560~570:18~19,其中非质子性有机溶剂作为基质溶液并不参与反应。
[0021] 理想状态下4-硝基邻苯二甲酸、正丁醇的摩尔比是1:2,但为了反应顺利进行，一 般正丁醇的用量是4-硝基邻苯二甲酸的摩尔量的6倍以上，但不能超过4-硝基邻苯二甲 酸的摩尔量的7倍；此外，强酸A作为酯化反应的催化剂，所用量一般是原料4-硝基邻苯二 甲酸摩尔量的〇. 5倍以上，但不超过原料4-硝基邻苯二甲酸摩尔量的0. 7倍。
[0022] 理想状态下4-硝基邻苯二甲酸二丁酯、强酸B和锌粉的摩尔比是1:10:10,为确 保反应顺利向右进行，一般纯锌粉的用量是原料4-硝基邻苯二甲酸二丁酯摩尔量的18倍 以上，但不能超过原料4-硝基邻苯二甲酸二丁酯摩尔量的19倍；此外，强酸B作为还原反 应的强氧化剂，所用量一般是原料纯锌粉摩尔数的1倍以上，但不超过原料纯锌粉摩尔数 的1. 2倍，而非质子性有机溶剂的摩尔数需要是强氧化剂的摩尔数的25倍以上，但不超过 强氧化剂摩尔数的28倍。
[0023] 优选的，步骤Sl中，所述回流反应的温度为120~130°C，反应时间为6~6. 5小 时；步骤S2中，所述还原反应的温度为25~30°C，反应时间为10~12小时。
[0024] 优选的，所述强酸A选自浓硫酸或浓盐酸；所述强酸B选自浓硫酸或浓盐酸。
[0025] 优选的，步骤S2中的非质子性有机溶剂选自苯或甲苯。
[0026] 优选的，步骤Sl还包括回流反应结束后，蒸馏除去未反应的正丁醇和生成的水， 再趁热将液体倒入冰水中，下层的黄色油状粗品用10% Na2OV^液洗涤至水层呈无色（pH 7. 0-8. 0)，最后，固体粗品用无水正丁醇重结晶，得浅黄色针状晶体，即得到纯化后的4-硝 基邻苯二甲酸二丁酯。
[0027] 优选的，步骤S2还包括还原反应结束后用冰水和强碱溶液以终止反应，向反应液 中加入苯，分离并干燥有机相，将干燥后的有机相去溶剂，层析柱分离纯化，得到纯化后的 邻苯二甲酸二丁酯半抗原的步骤。
[0028] 具体而言，包括以下步骤：
[0029] B、反应结束后用冰水和强碱溶液以终止反应；
[0030] C、向反应液中加入苯，分离并用水多次洗涤，再用苯萃取水层后合并萃取液，有机 相用无水Na 2SO4干燥有机相以除去多余的水分；
[0031] D、将干燥后的有机相去溶剂，得到的浅黄色固体再用无水正丁醇重结晶，过层析 柱分离纯化，最终得到纯化后的淡黄色针状结晶体邻苯二甲酸二丁酯半抗原4-氨基邻苯 二甲酸二丁酯，即式