[發明專利]8,9-四氘十六烷作為示蹤劑的應用

有效

• 申請號: 201110278636.9
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102443620A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 牟伯中;楊世忠;劉金峰;周蕾;夏立萍
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12Q1/02
• 分類號: C12Q1/02;C07C9/22;C07B59/00;C25B3/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及氘代烴示蹤劑，尤其是涉及8，9-四氘十六烷作為示蹤劑的應用。

背景技術

氘代烴是烴分子中的氫原子被其穩定同位素氘原子(D)取代后所形成的標記物質。與放射性同位素標記的烴相比，穩定同位素氘代烴在運輸和使用過程中安全性更高、穩定性更好、放射性和毒性更低。由于氘代試劑的低生產成本和高同位素純度，使得氘代烴的合成和應用更為便捷廣泛。氘代烴可用于探索反應機制和可能存在的生化代謝途徑。同時，氘代烴也可以作為內、外標及參考物等使用。

目前，還沒有關于8，9-四氘十六烷作為示蹤劑應用的有關報道。

8，9-四氘十六烷可用于探索烷烴厭氧降解過程中可能存在的代謝途徑。目前已知的烷烴厭氧降解的初始活化方式主要包括加延胡索酸和羧化，這兩種活化方式均作用于烷烴鏈端，其中，加延胡索酸通常發生在烷烴鏈的次末端碳上，羧化是在C-3上引入一個羧基，再脫掉鏈末端的兩個碳原子。在厭氧烴降解的研究中，大多采用全氘代的烷烴作為底物。由于C-D鍵能要比C-H鍵能更強，所以C-D鍵的活化要比C-H鍵要更難。因此，相比于全氘代的十六烷，將中間位氘代十六烷作為底物進行培養，微生物會更偏向于利用含C-H鍵較多的部分氘代的十六烷，更快地進行代謝活動。同時，8，9-四氘十六烷的氘代位位于烷烴鏈正中間，既不會影響烷烴的初始活化，同時也可以獲得中間代謝產物的信息，為石油烴厭氧降解機制的研究提供幫助。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種既不會影響烷烴的初始活化，同時也可以獲得中間代謝產物的信息的8，9-四氘十六烷作為示蹤劑的應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

8，9-四氘十六烷作為示蹤劑的應用，其特征在于，8，9-四氘十六烷作為示蹤劑用于探測烷烴厭氧降解生產甲烷過程中的代謝途徑。

所述的應用具體包括以下步驟：在50mL產甲烷富集培養基中加入8，9-四氘十六烷30μL作為唯一碳源培養產甲烷菌群，在38℃下培養365天，在將培養物中酸性物質經提取、酯化、分析確定酸性物質中是否含有8，9-四氘十六酸，從而判斷十六烷生物厭氧降解途徑。

所述的8，9-四氘十六烷具有以下結構：

所述的8，9-四氘十六烷通過以下方法制得，具體包括以下步驟：

(1)將體積比為1∶3～1∶100的壬酸與氯化氘-重水溶液加入反應釜，在密封的條件下，于150～200℃的溫度下，反應12～72h，制得2-二氘壬酸；

(2)將步驟(1)得到的2-二氘壬酸與甲醇-水溶液按體積比(1∶2～1∶20)加入到電解反應器中，調節電解反應器中溶液的pH值為8～10，溫度為40～60℃，電流密度為0.2～0.8A/cm²，電解反應1～7h，制得8，9-四氘十六烷產品；

其合成路線為：

步驟(1)中所述的氯化氘-重水溶液的濃度為0.5～3.5mol/L，所述的壬酸與氯化氘-重水溶液反應結束后采用乙醚萃取得到2-二氘壬酸。

步驟(2)中所述的甲醇-水溶液中甲醇與水的體積比1∶4～4∶1，所述的電解反應技術后采用正己烷萃取得到8，9-四氘十六烷產品。

步驟(2)中所述的調節電解反應器中溶液的pH值采用碳酸鉀調節。

與現有技術相比，本發明將中間位氘代十六烷作為示蹤劑進行培養，微生物會更偏向于利用含C-H鍵較多的部分氘代的十六烷，更快地進行代謝活動。同時，8，9-四氘十六烷的氘代位位于烷烴鏈正中間，既不會影響烷烴的初始活化，同時也可以獲得中間代謝產物的信息，為石油烴厭氧降解機制的研究提供幫助。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1：

將壬酸與濃度為1.5mol/L的氯化氘-重水溶液(壬酸與氯化氘-重水溶液體積比為1∶3)，加入到反應釜中，將反應釜密封，反應溫度為150℃，反應時間為48h，在反應釜中反應之后，用乙醚萃取，得到2-二氘壬酸；將2-二氘壬酸1mL與10.0mL甲醇-水溶液(體積比1∶4)，加入到電解反應器中，加入碳酸鉀調pH＝10，再加入4mL正己烷；將電導電極插入，加回流裝置密封，電流密度為0.2A/cm²，水浴加熱溫度為40℃，電磁攪拌反應時間為1h；得到8，9-四氘十六烷。