[发明专利]一种碳同位素标记碱金属氰化物的合成方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种碱金属氰化物的合成方法，尤其涉及一种一种碳同位素标记碱金属氰化物的合成方法。

背景技术

碳同位素标记碱金属氰化物特指M^*CN (M=Na,K) 的化合物，其中的碳原子和氮原子通过叁键相连接。这一叁键给予氰基以相当高的稳定性，使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质，常被称为拟卤素。通常为人所了解的氰化物都是无机氰化物，俗称山奈或山埃（来自英语音译“Cyanide”），是指包含有氰根离子(CN?)的无机盐，可认为是氢氰酸(HCN)的盐，常见的有氰化钾和氰化钠。它们多有剧毒，故而为世人熟知。

氰根离子，由于其强大的亲核性，无论通过取代离去基团还是亲核加成都可以和很多化合物形成C-CN键，从而增加碳链，并可以进一步和不同的化合物反应，转化成不同的官能团。还可以将碳同位素标记碱金属氰化物转化成其它碳同位素标记衍生物比如碳同位素标记溴化氰，碳同位素标记氰酸盐，碳同位素标记硫氰酸盐和碳同位素标记原甲酸酯，如下式：

                                                                                            

这些化合物都是很好的亲电试剂，在有机合成中常用的官能团引入试剂。由于其活泼的反应性质以及可以将其转化成各种有用的前体化合物，使得碳同位素标记碱金属氰化物在有机合成中应用广泛。

特别是在标记领域，无论是碳13标记还是碳14标记，由于标记原料非常昂贵，往往需要设计非常精细的路线，使得标记的步骤越短越好，收率越高越好，同时还要考虑操作的方便性和实用性。此时，碳同位素标记碱金属氰化物及其衍生物的基础性与多样性给标记工作提供更多的和更好的选择。                         

目前碳同位素标记碱金属氰化物M^*CN的合成路线可归纳如下：

方法一：其反应式如下所示，

                                         

该方法使用碳同位素标记碳酸钡，氯化铵和金属钾高温反应得到碳同位素标记氰化物，经处理后加酸释放碳同位素标记氢氰酸，再用相应的MOH（M=Na，K）水溶液吸收后干燥得到碳同位素标记碱金属氰化物M^*CN；该方法的主要缺点是当温度加到330℃左右的时候，氯化铵开始剧烈分解，造成冲料，收率急剧降低，该工艺的稳定性不高，并且具有一定的危险性。

方法二：其反应式如下所示，

                                    

该方法使用碳同位素标记碳酸钡，叠氮化钾和干燥的海砂小心混合均匀，高温反应得到碳同位素标记氰化物，经处理后加酸释放碳同位素标记氢氰酸，再用相应的MOH（M=Na，K）水溶液吸收后干燥得到碳同位素标记碱金属氰化物M^*CN；该方法的主要缺点同方法一，当温度加到310℃左右的时候，叠氮化钾开始剧烈分解，造成冲料，收率急剧降低；该工艺的稳定性不高，并且具有一定的危险性，同样，叠氮化钾在混料的时候和海砂磨擦也有一定的危险性。

方法三：其反应式如下所示，

                                  

该方法使用碳同位素标记碳酸钡和浓硫酸反应放出碳同位素标记二氧化碳，用三乙基硼锂还原得到碳同位素标记甲酸，经过氨气反应得到碳同位素标记甲酰胺，再进一步用P₂O₅脱水反应得到碳同位素标记氰化物，加酸释放碳同位素标记氢氰酸，再用相应的MOH（M=Na，K）水溶液吸收后干燥得到碳同位素标记碱金属氰化物M^*CN。该方法使用了脱水试剂P₂O₅，提供了一种实验室常规反应就能进行的合成碳同位素标记碱金属氰化物M^*CN的方法，但是其缺点也是很明显的，就是反应步骤长，收率不高。

方法四：其反应式如下所示，