[发明专利]一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳定同位素内标物质的合成方法，尤其是涉及一种稳定同位素标记双氰胺的合成方法。

背景技术

双氰胺(Dicyandiamide)，又名氰基胍、二氰二胺，溶于水、乙醇和乙腈，主要用作肥料及其它精细化工中间体。双氰胺有一定毒性，对小鼠毒性试验显示，最高剂量组给药16h后，小鼠开始出现不安、跳跃、呼吸急促，随后在几十分钟内便死亡。新西兰农民在牧场中使用双氰胺主要为了防止硝酸盐等流入河流造成污染，但由于生物链的传递，导致牛奶中也有双氰胺残留。2013年1月，有关部分新西兰奶粉检出双氰胺残留的消息引起了消费者的广泛关注。

目前，虽然任何国家的食品标准中都没有双氰胺的限量标准值，但是自从我国2008年的“三聚氰胺”事件后，FDA将双氰胺与许多其他含氮农用产品(因为这些物质中含氮，可能会伪造牛奶中的蛋白质含量)列入牛奶必检项。双氰胺无致癌性，但是高剂量的双氰胺具有毒性。考虑到高剂量的双氰胺对人体，特别是婴幼儿具有较强的毒性，我国的食品添加剂标准规定禁止在乳粉中添加此种物质。

当前有关双氰胺的检测方法主要有分光光度法、阳离子交换法、比色法、选择电极法、酶促法、pH值法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱法等。其中，液相色谱-质谱法具有高分离能力、高灵敏度、高选择性、等优点，应用较多。但由于食品中基质效应以及不科学的前处理方法也会对分析结果造成较大偏差。

通过采用同位素稀释质谱法IDMS(Isotope Dilution Mass Spectrometry)：添加剂同位素内标试剂可以有效消除样品在化学和物理的前处理步骤中所引起的回收率差异，从而避免因为样品处理过程的损失对检测结果造成的偏差。

1999年国际物质量咨询委员会(CCQM)确定：微量、痕量和超痕量元素的唯一权威测量方法是同位素稀释质谱法(IDMS)。美国环境保护署(EPA)也于1984年将同位素稀释质谱法作为环境介质中重点有机污染物的常规监测方法，在全世界范围内推广使用。

而稳定同位素标记双氰胺的开发成功，将为更准确的定量检测牛奶或奶粉中的双氰胺提供标准试剂，以进一步完善我国食品安全检测技术体系，满足我国食品安全发展的需求。

目前，双氰胺的工业上的合成方法主要有氰胺钙法、尿素法等，但是这些合成工艺所涉及的装置难以达到同位素合成的要求，难以将同位素标记元素引入，不适合稳定同位素标记化合物的合成。而有关稳定同位素标记双氰胺的合成技术国内外尚无相关文献报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定同位素原子利用率高、易分离提纯的稳定同位素标记双氰胺的合成方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：以稳定同位素标记氮气或尿素为同位素标记前体，在催化剂作用下，与碳化钙或氧化钙反应得到氰胺化钙，再经水解、脱钙、聚合后得到稳定同位素标记双氰胺。

在本发明中所述的稳定同位素标记双氰胺，其结构式如下：

所述的稳定同位素标记氮气或尿素为¹⁵N₂或尿素-¹⁵N₂。

所述的合成方法可以分为气体法或固体法。

在本发明中，气体法具体合成工艺路线：

气体法具体步骤为：

(1)稳定同位素标记氰胺化钙-¹⁵N₂的合成

将碳化钙和催化剂A按照比例投入反应釜中，在一定温度下慢慢通入¹⁵N₂气体，保持一段时间。反应结束后，即得到氰胺化钙-¹⁵N₂。

其中，所述的催化剂A为CaF₂、CaCl₂、CaO、CaCO₃其中的一种或两种混合；所述的催化剂占总投料的质量百分数为1.0～4.0％，优选1.2～3.6％；所述的一定温度为500～1300℃，优选600～1200℃；所述的时间为0.5～4h，优选为1～3h。

(2)稳定同位素标记双氰胺-¹⁵N₄的合成方法