一种外源
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no供体硝普钠-(
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no)的合成方法
技术领域
1.本发明属于稳定同位素标记有机化合物技术领域，涉及一种外源
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no供体硝普钠-(
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no)的合成方法。
背景技术：
2.一氧化氮是广泛存在于植物组织中的一种重要的氧化还原信号分子和毒性分子，也是一种活性氮(reactive nitrogen species，rns)，能调节植物的生长、发育，参与植物呼吸作用、光形态建成、种子萌芽、衰老、细胞程序性死亡以及抗病防御等过程，与参与植物体对各种逆境胁迫的应答过程。一氧化氮对植物体的作用具有双重性，即低浓度no可作为抗氧化剂对活性氧簇具有清除作用，而且能够诱导抗氧化酶基因的表达，缓解各种胁迫造成的氧化损伤，增强植物的抗逆能力；但较高浓度的no则可引发自由基链式反应，导致细胞损伤。目前，no在植物生理过程中的作用机理基本上还处于起始阶段，需要使用不同浓度外源
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no供体硝普钠对植物光合作用、抗氧化系统、渗透调节等生理代谢的调控，为培育新的具有抗逆性植物品种提供数据参考。
3.现有公开的文献没有制备
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no供体硝普钠的方法，普通硝普钠的制备方法得到产物纯度普遍不高。日本化学会的《无机化合物合成手册》第三卷中硝普钠的合成路线中披露的方法含有大量的无机盐杂质；公开号为cn103159233a的专利申请公开了硝普钠的一种合成工艺，其含量最高也仅96％；公开号为cn110615448a 的专利申请公开了一种临床上治疗高血压急症及急性左心衰竭的硝普钠，其纯度大于等于99％，但申请人经重复实验发现制备的硝普钠仍残有少量无机盐，并且由于未进行同位素标记，无法应用于
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no在植物生理过程中的作用机理研究。基于上述缺陷，所以本发明致力于一种涉及外源
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no供体硝普钠-(
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no)的有机合成方法，高纯度高丰度硝普钠-(
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no)应用于
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no在植物生理过程中的作用机理研究。
技术实现要素：
4.本发明的目的就是为了提供一种外源
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no供体硝普钠-(
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no)的合成方法。该法不采用普遍使用的结晶法，可以有效提高硝普钠的纯度和同位素丰度，且操作简单，工艺流程短。反应总收率≥80％，化学纯度≥99％，同位素丰度≥99atom％
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n。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种外源
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no供体硝普钠-(
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no)的合成方法，包括以下步骤：
7.(1)取亚铁氰化钾三水化合物与亚硝酸钠-15
n溶解于水中，加入催化剂，反应，过滤除去不溶物，得到红色透明液体硝普钠-(
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no)粗品；
8.(2)往硝普钠-(
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no)粗品中加入硫酸铜，搅拌，离心分离，干燥，得到固体 cu[fe(cn)
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no]；
[0009]
(3)将固体cu[fe(cn)
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no]与碳酸氢钠溶液搅拌混合，加入少量乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)，加热反应，所得反应产物固液分离、干燥，即得到目标产物深红色固体硝普
钠-(
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no)。
[0010]
本发明中，本发明中，第一步反应制得深红色硝普钠-(
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no)液体，即硝普钠
ꢀ‑
(
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no)粗品无须处理，直接进行第二步反应。
[0011]
进一步的，步骤(1)中，亚铁氰化钾三水化合物与亚硝酸钠-15
n的摩尔比为 (1～5)：1。
[0012]
进一步的，步骤(1)中，所述催化剂为超细铜粉，其用量为亚铁氰化钾三水化合物质量的1～5％。
[0013]
进一步的，步骤(1)中，所述超细铜粉的颗粒尺寸在1～100nm之间。
[0014]
进一步的，步骤(1)中，反应的温度为0～100℃，时间为2～12h。
[0015]
进一步的，步骤(2)中，硫酸铜与制成所用硝普钠-(
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no)粗品的亚铁氰化钾三水化合物的摩尔比为(1～5)：1。
[0016]
进一步的，步骤(2)中，搅拌的温度为30～120℃，时间为2～12h。
[0017]
进一步的，步骤(3)中，固体cu[fe(cn)
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no]与碳酸氢钠的摩尔比0.8～1.2： 1。更进一步的，步骤(3)中，固体cu[fe(cn)
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no]与碳酸氢钠的摩尔比1：1。
[0018]
进一步的，步骤(3)中，固体cu[fe(cn)
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no]与乙二胺四乙酸二钠(edta-2na) 的摩尔比10～15：1。
[0019]
进一步的，步骤(3)中，加热反应的温度为30～120℃，时间为1～8h。
[0020]
本发明的合成工艺路线如下：
[0021][0022]
现有采用过量硝酸与亚铁氰化钾等为原料制备常规硝普钠产品相比，本技术制备的硝普钠-(
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no)是同位素标记物，标记位点是
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no，同位素来源是亚硝酸钠-15
n，同位素标记物价格昂贵，在反应中不能过量以免造成成本大幅增加。所以本技术中原料亚铁氰化钾的用量是过量，为保证反应的效率，需要加入超细铜粉作为催化剂。
[0023]
本技术在步骤(3)中使用金属离子络合剂乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)，目的(1)在于促进硝普钠的生成；(2)由于硝普钠易氧化，溶液容易变色，造成纯度下降，加入金属离子络合剂乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)可有效防止硝普钠被氧化，提高产品纯度。
[0024]
本发明以亚铁氰化钾三水化合物与亚硝酸钠-15
n为原料，超细铜粉作催化剂，反应制得硝普钠-(
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no)粗品；加入硫酸铜水溶液，经离心后取得固体为 cu[fe(cn)
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no]；将固体用碳酸氢钠溶液混合搅拌，加入少量乙二胺四乙酸二钠 (edta-2na)，加热反应，经离心后得深红色液体，旋干液体干燥得到深红色固体硝普钠-(
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no)。该法不采用普遍使用的结晶法，可以有效提高硝普钠-(
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no)的纯度和同位素丰度，且操作简单，工艺流程短。反应总收率≥80％(以亚铁氰化钾三水化合物计)，化学纯度≥99％，同位素丰度≥99atom％
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n(thermo tsq quantum 液质联用仪测定)。该法稳定同位素标记外源
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no供体硝普钠收率高，工艺流程短，操作简单，副产物少，同位素丰度未被稀释，适合实验室生产该稳定同位素产品，具有良好的经济性和实际应用价值。
具体实施方式
[0025]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的
实施例。
[0026]
以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
[0027]
实施例1
[0028]
取42.2g亚铁氰化钾三水化合物与7g亚硝酸钠-15
n为原料，用100ml水溶解，加入0.42g超细铜粉作催化剂，其颗粒尺寸为1nm，60℃水浴反应12小时后反应液呈深红色。趁热过滤，除去不溶物，得深红色透明液体为硝普钠-(
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no)粗品。液体无须处理，直接进行第二步反应。
[0029]
在红色透明液体中加入16g无水硫酸铜，120℃搅拌2小时，产生较多固体，经4000转/分钟离心速度离心后得到固体cu[fe(cn)
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no]，真空干燥。
[0030]
将固体cu[fe(cn)
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no]与13.7g碳酸氢钠(两者摩尔比控制在1:1)混合，200ml 水混合搅拌，加入0.016mol乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)，30℃加热反应8 小时，反应液呈深色，经4000转/分钟离心速度离心后得深红色液体，旋干液体，真空干燥后得深红色固体硝普钠-(
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no)24.5g。反应总收率82％(以亚硝酸钠-15
n 计)，化学纯度≥99％，同位素丰度≥99atom％
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n(thermo tsq quantum液质联用仪测定)。
[0031]
实施例2
[0032]
取84.4g亚铁氰化钾三水化合物与7g亚硝酸钠-15
n为原料，用100ml水溶解，加入1g超细铜粉作催化剂，其颗粒尺寸为50nm，0℃水浴反应6小时后反应液呈深红色。趁热过滤，除去不溶物，得深红色透明液体为硝普钠-(
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no)粗品。液体无须处理，直接进行第二步反应。
[0033]
在红色透明液体中加入32g无水硫酸铜，30℃搅拌12小时，产生较多固体，经3000转/分钟离心速度离心后得到固体cu[fe(cn)
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no]，真空干燥。
[0034]
将固体cu[fe(cn)
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no]与14.3g碳酸氢钠(两者摩尔比控制在1:1)混合，200ml 水混合搅拌，加入0.011mol乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)，80℃加热反应4 小时，反应液呈深色，经3000转/分钟离心速度离心后得深红色液体，旋干液体，真空干燥后得深红色固体硝普钠-(
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no)25.1g。反应总收率84％(以亚硝酸钠-15
n 计)，化学纯度≥99％，同位素丰度≥99atom％
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n(thermo tsq quantum液质联用仪测定)。
[0035]
实施例3
[0036]
取211g亚铁氰化钾三水化合物与7g亚硝酸钠-15
n为原料，用100ml水溶解，加入2.11g超细铜粉作催化剂，其颗粒尺寸为100nm，100℃水浴反应2小时后反应液呈深红色。趁热过滤，除去不溶物，得深红色透明液体为硝普钠-(
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no)粗品。液体无须处理，直接进行第二步反应。
[0037]
在红色透明液体中加入79.5g无水硫酸铜，50℃搅拌6小时，产生较多固体，经2000转/分钟离心速度离心后得到固体cu[fe(cn)
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no]，真空干燥。
[0038]
将固体cu[fe(cn)
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no]与14.5g碳酸氢钠(两者摩尔比控制在1:1)混合，200ml 水混合搅拌，加入0.014mol乙二胺四乙酸二钠(edta-2na)，120℃加热反应1 小时，反应液呈深色，经2000转/分钟离心速度离心后得深红色液体，旋干液体，真空干燥后得深红色固体硝普钠-(
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no)25.4g。反应总收率85％(以亚硝酸钠-15
n 计)，化学纯度≥99％，同位素丰度≥99atom％
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n(thermo tsq quantum液质联用仪测定)。
[0039]
对比例1：
[0040]
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将亚硝酸钠-15
n替换为2倍摩尔量的硝酸-15
n，不使用超细铜粉作催化剂，反应总收率40％(以硝酸-15
n计)，化学纯度≥99％，同位素丰度≥98atom％
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n。
[0041]
对比例2：
[0042]
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了省去了超细铜粉的添加，反应未进行。
[0043]
对比例3：
[0044]
与实施例1相比，绝大部分都相同，除了未加入乙二胺四乙酸二钠(edta-2na) 反应总收率75％(以硝酸-15
n计)，化学纯度≥97％，同位素丰度≥98atom％
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n。
[0045]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。