Page 213 - 《精细化工》2020年第1期

第 1 期 白少飞，等: 稳定同位素标记 D 5 -氯氰菊酯的合成 ·199·

分离可得到高纯度目标产物，因此，该法可用于氘 atom D，丰度基本无稀释（原料丰度 98% atom D）。
标记合成。 2.3 D 5 -氯氰菊酯结构的确定
2.2 D 5 -氯氰菊酯的氘标记合成条件优化 2.3.1 D 5 -氯氰菊酯的核磁共振氢谱解析
以 D 6 -苯酚（98% atom D）为起始原料，根据 D 5-氯氰菊酯的 HPLC 谱图和核磁氢谱分别见图
上述反应条件进行氘标记合成时发现中间产物氘代 2、3；D 5 -氯氰菊酯的核磁共振氢谱特征峰裂分见图
苯酚钾、氘代间苯氧基苯甲醛及最终产品氘代氯氰 4。HPLC 谱图中出现双峰，核磁共振氢谱中特征峰
菊酯均发生了不同程度的丰度稀释，D 5 -氯氰菊酯的 出现裂分，结合其 LC-MS 中只有 D 5-氯氰菊酯的质谱
液相色谱-质谱图见图 1。 峰，可知所得产物为两种不同构型 D 5 -氯氰菊酯的混
合物，具体构型暂时无法确定，需要拆分出其中之一
构型再通过单晶以及核磁对比确定；两种构型比例可
大致根据核磁氢谱特征峰的裂分峰之间的面积积分
比确定，由图 4 可见，D 5 -氯氰菊酯的核磁氢谱多处
特征峰发生裂分，裂分峰面积积分比例基本上为 4∶
1，a、b、c 中分别为发生裂分的特征峰的归属，从各
个基团对应的峰的个数及峰型可以判断存在异构体。

图 1 D 5 -氯氰菊酯的液相色谱-质谱图（丰度稀释）
Fig. 1 LC-MS of D 5 -cypermethrin (abundance dilution)

如图 1 所示，根据 LC-MS 数据计算，其中氘代
氯氰菊酯的丰度稀释到 96.6% atom D。分析原因：
反应过程中存在微量天然丰度的水及游离 H 原
子，与 D 原子发生氢氘交换导致丰度稀释；原料氘
代苯酚本身性质活泼，在氢氧化钾强碱作用下加速

了丰度稀释。对此，本文先后采用自制的氘氧化钾 图 2 D 5 -氯氰菊酯液相色谱图
Fig. 2 HPLC spectrum of D 5 -cypermethrin
（99% atom D）代替反应 a 中的氢氧化钾，采用无

水甲苯代替反应 a 中的甲苯，采用无水吡啶代替反
应 b 中的吡啶，采用重水（99% atom D）代替反应
c 中天然丰度的水等方法，分别进行氘标记合成实
验，考察了上述单一因素的改变对最终产物同位素
丰度的影响，结果见表 7。

表 7 D 5 -氯氰菊酯丰度
①
Table 7 Abundance of D 5 -cypermethrin
影响 D 5-氯氰菊酯丰度的因素

氘氧化钾 无水吡啶 无水甲苯 重水
D 5-氯氰菊酯丰度/ 97.1 97.3 96.9 97.2 图 3 D 5 -氯氰菊酯的核磁共振氢谱图
1
% atom D Fig. 3 HNMR spectrum of D 5 -cypermethrin
①原实验基础上考察某单一因素的改变对最终产品丰度
的影响。

由表 7 可见，上述措施的单独采用均能在一定
程度上避免最终产物 D 5 -氯氰菊酯丰度的稀释。因
此，对上述因素综合考虑后，同时在氘氧化钾、无
水吡啶、无水甲苯、重水的条件下进行氘标记合成，
使反应过程中尽可能无天然丰度水及游离氢原子的
存在，最终成功避免了丰度稀释，目标产物 D 5 -氯氰
菊酯丰度由改进前的 96.6% atom D 提高至 98%