專利名稱：標(biāo)記材料的氘化的制作方法
標(biāo)記材料的氘化本發(fā)明涉及使用氘化試劑檢測(cè)液體中標(biāo)記物的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及標(biāo)記液體 的方法以及氘化試劑對(duì)于改進(jìn)液體中標(biāo)記物的可檢測(cè)性的用途。本發(fā)明的其它實(shí)施方 案可由權(quán)利要求、說明書和實(shí)施例推定。很明顯上文提及并 且將在下文解釋的本發(fā)明主題的特征在每種情況下不僅可以明確說明的組合方式使用，而 且在不超出本發(fā)明范圍的情況下以其它組合方式使用。還特別優(yōu)選和更優(yōu)選其中本發(fā)明主 題的所有特征具有優(yōu)選和非常優(yōu)選含義的本發(fā)明的那些實(shí)施方案。氘化對(duì)激發(fā)態(tài)壽命和熒光化合物的量子產(chǎn)率的影響已知(例如參見論文 "Strahlungslose Desaktivierung in Xanthen-,Oxazin-undCarbazinfarbstoffen" [Rad iationless deactivation in xanthene, oxazine andcarbazine dyes], Riidiger Sens, University of Siegen,1984)。例如，A.L. Burin 和 Μ. A. Ratner 在 J. Chem. Phys, 1998，109,6092 中也敘述了氘化
體系中相對(duì)弱的電子振動(dòng)耦合引起更高的量子產(chǎn)率。EP 0 818 674記載了通過使用輻射后發(fā)射的Raman信號(hào)處理具有氘化試劑的樣 品來識(shí)別樣品中分析物的方法。實(shí)際上，液體中的標(biāo)記物常常以在ppm或ppb范圍內(nèi)的極低濃度使用。一方面如 果以不可見或基本上不顯眼的方式標(biāo)記液體，標(biāo)記物的低濃度是有利的。另一方面，由于這 些要求，對(duì)于能夠可靠檢測(cè)液體中甚至極低濃度標(biāo)記物的比以往更靈敏的方法存在恒定需 求。此外，液體往往被復(fù)雜的或甚至使常用的低濃度標(biāo)記物的可靠檢測(cè)變得不可能的物質(zhì) 污染。本發(fā)明的目的是提供能夠可靠檢測(cè)液體中甚至極低濃度標(biāo)記物的方法。本發(fā)明的 部分目的是能夠檢測(cè)甚至污染液體中的低濃度標(biāo)志物。因此，發(fā)現(xiàn)了用于檢測(cè)液體中標(biāo)記物的方法，其中(a) 一種或多種相同或不同的標(biāo)記物存在于液體中，(b)使氘化試劑與液體接觸，和(c)通過熒光光譜法檢測(cè)液體中的標(biāo)記物。待標(biāo)記的液體原則上為任意物質(zhì)并且可為純液體或液體混合物。在本發(fā)明的方 法中，優(yōu)選使用非極性液體。在本發(fā)明的上下文中，非極性液體理解為指介電常數(shù)(18°C， 50Hz)小于4的液體或液體混合物。該液體通?？缮藤?。非極性液體優(yōu)選包括油類，更優(yōu)選 礦物油，特別是柴油。非極性液體最優(yōu)選為礦物油，特別是柴油。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，液體包含雜質(zhì)。在本發(fā)明的上下文中，液體中的 雜質(zhì)理解為指干擾或使上述方法的步驟(c)中標(biāo)記物的檢測(cè)不可能的那些物質(zhì)。在本發(fā)明的上下文中，Ca-Cb形式的表達(dá)式表示具有特定碳原子數(shù)的化合物或取代 基。碳原子數(shù)可選自a_b的全部范圍，包括a和b;a至少為1且b總是大于a?；衔锘?取代基進(jìn)一步指定為Ca-Cb-V形式的表達(dá)式。這里V表示化合物種類或取代基種類，例如烷 基化合物或烷基取代基。鹵素表示氟、氯、溴或碘，優(yōu)選氟、氯或溴，更優(yōu)選氟或氯。
雜原子優(yōu)選為氧、氮、硫或磷。具體而言，用于指定不同取代基的集合性術(shù)語各自定義如下C1-C2tl燒基具有至多20個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基，例如C1-Cltl烷基或C11-C2tl烷 基，優(yōu)選C1-Cltl烷基，例如C1-C3烷基如甲基、乙基、丙基、異丙基，或C4-C6烷基如正丁基、仲 丁基、叔丁基、1，1- 二甲基乙基、戊基、2-甲基丁基、1，1- 二甲基丙基、1，2- 二甲基丙基、2， 2_ 二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1- 二甲基丁基、1，2- 二甲 基丁基、1，3- 二甲基丁基、2，2- 二甲基丁基，2，3- 二甲基丁基、3，3- 二甲基丁基、2-乙基丁 基、1，1，2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基， 或C7-Cltl烷基如庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、1，1，3，3-四甲基丁基、壬基或 癸基，及其異構(gòu) 體。C1-C20烷氧基為具有1-20個(gè)碳原子的通過氧原子(-0-)連接的直鏈或支化烷基 (如上所述)，例如C1-Cltl烷氧基或C11-C2tl烷氧基，優(yōu)選C1-Cltl烷氧基，特別優(yōu)選C1-C3烷氧 基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基。C3-C15環(huán)烷基具有3-15個(gè)碳環(huán)成員的單環(huán)飽和烴基，優(yōu)選C3-C8環(huán)烷基如環(huán)丙基、 環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基或環(huán)辛基，以及飽和或不飽和環(huán)體系，例如降冰片基或降冰 片烯基。芳基包含6-14個(gè)碳環(huán)成員的單環(huán)至三環(huán)芳族環(huán)體系，例如苯基、萘基或蒽基，優(yōu) 選單環(huán)至雙環(huán)的，更優(yōu)選單環(huán)的芳族環(huán)體系。芳氧基單環(huán)至三環(huán)芳族環(huán)體系(如上所述)，其通過氧原子(-0-)連接，優(yōu)選單 環(huán)至雙環(huán)的，更優(yōu)選單環(huán)芳族環(huán)體系。雜環(huán)具有氧、氮和/或硫原子且任選具有多個(gè)環(huán)的5-12員，優(yōu)選5-9員，更優(yōu)選 5-6員環(huán)體系，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并噁唑基、間二氧雜環(huán)戊烯基、 二噁烯基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋 喃基、二甲氧基吡啶基、二氟吡啶基、甲基噻吩基、異丙基噻吩基或叔丁基噻吩基。雜環(huán)可以 任意方式化學(xué)連接于通式(I)的化合物，例如通過與雜環(huán)的碳原子的鍵合或與一個(gè)雜原子 的鍵合。此外，特別是通過環(huán)氮原子連接且還可包含一個(gè)或兩個(gè)其它氮原子或一個(gè)其它氧 或硫原子的5或6員飽和含氮環(huán)體系。C1-C20烷基氨基為被一個(gè)具有1-20個(gè)碳原子的直鏈或支化烷基(如上所述)取代 的氨基，例如通過氮連接的C1-C2 二烷基氨基或C3-C4 二烷基氨基，優(yōu)選C1-C2 二烷基氨基。C1-C20 二烷基氨基為被兩個(gè)相同或不同的具有1-20個(gè)碳原子的直鏈或支化烷基 (如上所述)取代的氨基，例如通過氮連接的C1-C2 二烷基氨基或C3-C4 二烷基氨基，優(yōu)選 C1-C2.~ 焼基氣基。合適的標(biāo)記物原則上為借助于熒光光譜法可在液體中檢測(cè)的所有物質(zhì)。優(yōu)選為可 在ppb或ppm范圍內(nèi)的低濃度中檢測(cè)的標(biāo)記物。除非另有說明，在本發(fā)明的上下文中，濃度 單元ppm和ppb基于重量比。進(jìn)一步優(yōu)選允許液體的標(biāo)記為人眼不可見的標(biāo)記物。經(jīng)常地，即使有，這種標(biāo)記物 僅在電磁譜的可見區(qū)(波長(zhǎng)為380-750nm)具有極低吸收，或由于在ppb或ppm范圍內(nèi)的低 濃度而對(duì)人眼不可見。因此，本發(fā)明上下文中的標(biāo)記不意味著借助于染料的液體染色。在本發(fā)明方法中，所用標(biāo)記物可為具有氫原子的單一化合物或化合物的混合物。標(biāo)記物的氫原子優(yōu)選可以簡(jiǎn)單的方式用于氘交換。在本發(fā)明的上下文中這些氫原子稱為H/D-不穩(wěn)定氫原子。H/D-不穩(wěn)定氫原子(X-H)優(yōu)選與氧或氮原子(X = N或0)產(chǎn)生化學(xué)結(jié)
I=I O例如標(biāo)記物具有包含H/D-不穩(wěn)定氫的取代基(可氘化取代基)。這些取代基尤其 包含N-H或O-H基團(tuán)?？呻〈鶅?yōu)選為取代或未取代的氨基、羥基、羧基或酰胺基。可 氘化取代基更優(yōu)選化學(xué)連接于標(biāo)記物的發(fā)色團(tuán)。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，標(biāo)記物為來自如下化合物類別的化合物酞 菁類、萘菁類、硫代雙烯鎳(nickel-dithiolene)配合物、芳族胺類的銨化合物、甲川染 料、奧方酸(azulenesquaric acid)染料、蒽醌類、萘嵌苯類(rylenes)(例如四萘嵌苯 (quaterrylene)、三萘嵌苯(terry lene)、二萘嵌苯染料)、萘四甲酰亞胺類、二苯并蒽 酮類、異二苯并蒽酮類或不帶電荷的部花青染料。更優(yōu)選，這些化合物的最大吸收值為 600-1200nm。最優(yōu)選，這些標(biāo)記物具有H/D-不穩(wěn)定氫。實(shí)例為文獻(xiàn)WO 94/02570、WO 2005/063942A1、歐洲申請(qǐng) 06126725. 8、WO 98/52950、WO 2005/066179AUW0 2005/070935AU PCT 申請(qǐng) PCT/EP2007/052122、歐洲申請(qǐng) 07105776. 4,PCT 申請(qǐng)PCT/EP2007/051745 和 WO 2006/097434A2 中上述化合物類別的代表。明確參考WO 94/02570中關(guān)于酞菁類(第1頁第37行-第3頁第9行)、萘菁類 (第3頁第11行-第4頁第20行)、硫代雙烯鎳配合物(第4頁第22行-第4頁第46 行)、芳香族胺類的銨化合物(第5頁第1-31行)、甲川染料(第5頁第33行-第6頁第 29行)、奧方酸染料(第6頁第31行-第7頁第16行)的實(shí)例的公開內(nèi)容。明確參考WO 2005/063942A1中關(guān)于蒽醌類(第2頁第20行-第4頁第13行，第8頁第9行-第13頁 第27行)的實(shí)例的公開內(nèi)容。明確參考WO 98/52950中關(guān)于酞菁類(第1頁第43行)的 實(shí)例的公開內(nèi)容。明確參考WO 2005/070935A1中關(guān)于酞菁類(第1頁第6行-第4頁第 18行)的實(shí)例的公開內(nèi)容。明確參考PCT申請(qǐng)PCT/EP2007/051745中關(guān)于二萘嵌苯染料 (第2頁第24行-第6頁第18行)的實(shí)例的公開內(nèi)容。明確參考WO 2006/097434A2中關(guān) 于二苯并蒽酮類和異二苯并蒽酮類(第1頁第7行-第2頁第33行)的實(shí)例的公開內(nèi)容。標(biāo)記物可通過本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知或本身公知的方法制備。標(biāo)記物最優(yōu)選為通式(I)-(III)的蒽醌類 在式(I)-(III)中，變量KR1和R2各自獨(dú)立為任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間 隔的C1-C2tl烷基，優(yōu)選C1-C15烷基，或任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間 隔的C1-C2tl烷基取代的芳基。在式(I)-(III)中，X假定為在2，3或6，7位置的兩個(gè)氫原子、兩個(gè)氰基，或在蒽 醌結(jié)構(gòu)的2，3或6，7位置中兩個(gè)相同的CH(R9) (R10)基團(tuán)。后面的兩個(gè)CH(R9) (R10)基團(tuán)為 兩個(gè)CH(C00R’)2、CH(CN)C00R’或CH(CN)2基團(tuán)，其中R’基團(tuán)優(yōu)選為任選由1_4個(gè)醚官能 中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基，或任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔 WC1-C2tl烷基取代的芳基。當(dāng)定義任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C15烷基時(shí)，變量R、R1和R2優(yōu) 選選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊 基、己基、2-甲基戊基、庚基、庚-3-基、辛基、2-乙基己基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異 癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、3，5，5，7-四甲基壬基、異十三烷基、十四烷基、十五烷 基、甲氧基甲基、2-乙基己氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丙氧基乙基、2-異 丙氧基乙基、2- 丁氧基乙基、2-和3-甲氧基丙基、2-和3-乙氧基丙基、2-和3-丙氧基丙 基、2-和3- 丁氧基丙基、2-和4-甲氧基丁基、2-和4-乙氧基丁基、2-和4-丙氧基丁基、 2-和4- 丁氧基丁基、3，6- 二氧雜庚基、3，6- 二氧雜辛基、4，8- 二氧雜壬基、3，7- 二氧雜辛 基、3，7- 二氧雜壬基、4，7- 二氧雜辛基、4，7- 二氧雜壬基、4，8- 二氧雜癸基、3，6，8-三氧雜 癸基、3，6，9_三氧雜i^一烷基、3，6，9，12-四氧雜十三烷基和3，6，9，12-四氧雜十四烷基。當(dāng)定義任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代 的芳基時(shí)，變量R、R1和R2各自優(yōu)選選自未取代的苯基，任選被通過上述實(shí)例列出的任選由 醚官能中的氧間隔的C1-C2tl烷基取代的單-2-、-3-和-4-取代、二 -2，3_、-2，4-和-3，4-取 代和三-2，3，4_、-2，3，5_、-2，3,6-, -2,4, 5_、-2,4,6-和-3,4, 5-取代的苯基。特別優(yōu)選其中兩個(gè)變量KR1和R2，或KR1和R2，或R1和R2彼此相同的式(I)-(III)的化合物，即相應(yīng)化合物包括 以及相應(yīng)的被氰基或CH(R9) (R10)基團(tuán)6，7-取代的化合物，其中變量R對(duì)應(yīng)于上 面所列的選擇。本發(fā)明所用的標(biāo)記物同樣特別包括如下所示的式IV-VII的化合物的蒽醌衍生 物 其中R3 為 R” 或 NHR”，R8 為 NHR”W 為氫或 NHR，，，ρ為1、2、3或4，其中當(dāng)ρ大于1時(shí)，所述基團(tuán)相同，并且R”為任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基；任選被一個(gè)或多個(gè)任選 由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代的環(huán)己基；任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4 個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代的雜環(huán)；任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官 能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代的芳基，C1-C20烷氧基，C1-C2tl烷基氨基或C1-C2tl 二烷基 氨基；在苯基中任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代 的苯基-C1-C4烷基，C1-C20烷氧基，C1-C20烷基氨基或C1
"C20 一焼基氣基。式IV-VII中的R”更優(yōu)選為任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基、 或任選被一個(gè)或多個(gè)任選由1-4個(gè)醚官能中的氧原子間隔的C1-C2tl烷基取代的芳基。具體而言，式IV-VII中的R”選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、 叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、己基、2-甲基戊基、庚基、庚-3-基、辛基、2-乙基己 基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、i^一烷基、十二烷基、十三烷基、3，5，5，7-四甲基 壬基、異十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲氧基甲基、2-乙基己氧基甲基、2-甲氧基乙基、
2-乙氧基乙基、2-丙氧基乙基、2-異丙氧基乙基、2-丁氧基乙基、2-和3-甲氧基丙基、2-和
3-乙氧基丙基、2-和3-丙氧基丙基、2-和3-丁氧基丙基、2-和4-甲氧基丁基、2-和4-乙 氧基丁基、2-和4-丙氧基丁基、2-和4- 丁氧基丁基、3，6- 二氧雜庚基、3，6- 二氧雜辛基、4，8- 二氧雜壬基、3，7- 二氧雜辛基、3，7- 二氧雜壬基、4，7- 二氧雜辛基、4，7- 二氧雜壬基、 4，8-二氧雜癸基、3，6，8-三氧雜癸基、3，6，9-三氧雜i^一烷基、3，6，9，12-四氧雜十三烷 基、3，6，9，12-四氧雜十四烷基、未取代的苯基、任選被通過上述實(shí)例列出的任選由醚官能 中的氧間隔的C1-C2tl烷基取代的單-2-、-3-和-4-取代、二 -2，3_、-2,4-和-3，4-取代和 三-2，3，4_、-2，3，5_、-2，3,6-, -2,4, 5_、-2,4,6-和-3,4, 5-取代的苯基，所述取代基選自 甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、己 基、2-甲基戊基、庚基、庚-3-基、辛基、2-乙基己基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、 十一烷基、十二烷基、十三烷基、3，5，5，7-四甲基壬基、異十三烷基、十四烷基、十五烷基、甲 氧基甲基、2-乙基己氧基甲基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-丙氧基乙基、2-異丙氧基 乙基、2-丁氧基乙基、2-和3-甲氧基丙基、2-和3-乙氧基丙基、2-和3-丙氧基丙基、2-和 3- 丁氧基丙基、2-和4-甲氧基丁基、2-和4-乙氧基丁基、2-和4-丙氧基丁基、2-和4- 丁 氧基丁基、3，6- 二氧雜庚基、3，6- 二氧雜辛基、4，8- 二氧雜壬基、3，7- 二氧雜辛基、3，7- 二 氧雜壬基、4，7_ 二氧雜辛基、4，7_ 二氧雜壬基、4，8_ 二氧雜癸基、3，6，8_三氧雜癸基、3，6， 9-三氧雜i^一烷基、3，6，9，12_四氧雜十三烷基和3，6，9，12-四氧雜十四烷基。蒽醌類例如通過EP 0 323 184 Al中記載的方法合成。 在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，標(biāo)記物最優(yōu)選為通式(VIII)的蒽醌二甲酰 亞胺類 其中R11、R12、R13、R14相同或不同且各自獨(dú)立為H、CrC20烷基、芳基、雜環(huán)，R15 為 C1-C2tl 烷基、C3-C15 環(huán)烷基、芳基，R16、R17、R18、R19相同或不同且各自獨(dú)立為H、C1-C20烷基、C1-C2tl烷氧基、芳基、芳氧
基、NR"R12、鹵素、CN、N02，其中取代基R11-R19可各自被一個(gè)或多個(gè)雜原子在任意位置間隔，其中這些雜原子
的數(shù)目不超過10，優(yōu)選不超過8，甚至更優(yōu)選不超過5，特別是不超過3，和/或可各自在任
意位置被 NR11R12、CONR11Ri2、COOR11、SO3R11、CN、NO2、C1-C20 烷基、C1-C2tl 烷氧基、芳基、芳氧基、
雜環(huán)或鹵素取代，但不超過5次，優(yōu)選不超過4次，更優(yōu)選不超過3次，其中后者同樣可被所
述基團(tuán)取代不超過兩次，優(yōu)選不超過一次。蒽醌二甲酰亞胺類例如通過歐洲申請(qǐng)06126725. 8中記載的方法合成。最優(yōu)選地，在本發(fā)明的方法中，標(biāo)記物為通式(IX)和(X)的酞菁類 其中R21、R22、R23和R24基團(tuán)以及R26、R27、R28和R29基團(tuán)各自為雜環(huán)基或芳氧基。該 芳氧基取代基本身可以被至多4個(gè)，優(yōu)選兩個(gè)C1-C4烷基取代。M為兩個(gè)氫、兩個(gè)鋰、鎂、鋅、 銅、鎳、V0、TiO, A1C1、A10H、A10C0CH3、AIOCOCF3 或 SiR29R3ci,其中 R29 和 R3q 相同或不同且各 自獨(dú)立為H、0H、Cl、C1-C2tl烷基、芳基、C1-C20烷氧基或芳氧基。上述的酞菁類本身公知且可通過本身公知的方法獲得，如制備酞菁類或萘菁類所 采用的方法，以及如例如在 F. H. Moser，A.L.Thomas “ ThePhthalocyanines"，CRC Press, Boca Rota, Florida, 1983 或 J. Am. Chem. Soc.第 106 卷，第 7404-7410 頁，1984 中記載的方法。酞菁類例如還通過WO 2005/070935中記載的方法合成。式(IX)和⑴當(dāng)然還包括關(guān)于取代基R21-R28的這些化合物的位置異構(gòu)物。特別注意式(IX)或⑴的酞菁類，其中所有的R21-R28為雜環(huán)基且各自為吡咯 烷-1-基、哌啶-1-基、哌嗪-1-基或嗎啉-4-基，其中這些基團(tuán)可被C1-C4烷基、芐基、苯基 乙基或苯基單-至三取代，優(yōu)選單取代。在本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，標(biāo)記物優(yōu)選為通式(XI)的萘菁類 其中Y1-Y8各自獨(dú)立為氫、羥基、C1-C2tl烷基或C1-C2tl烷氧基，其中該烷基可各自被1-4 個(gè)醚官能中的氧原子間隔且任選被苯基取代，和Y9-Y12各自獨(dú)立為氫，C1-C2tl烷基或C1-C2tl烷氧基，其中該烷基可各自被1-4個(gè)醚官 能中的氧原子間隔，鹵素，羥基磺?；駽1-C4 二烷基氨磺?；＆?，為兩個(gè)氫、兩個(gè)鋰、鎂、鋅、銅、鎳、V0、TiO, A1C1、Α10Η、A10C0CH3、AIOCOCF3 或 SiR29R3tl,其中R29和R3q相同或不同且各自獨(dú)立為H、0H、Cl、C1-C2tl烷基、芳基、C1-C20烷氧基 或芳氧基。本文中特別注意式(XI)的萘菁類，其中Y1-Y8基團(tuán)中至少一個(gè)不同于氫。上述萘菁類本身公知并且可通過上述現(xiàn)有技術(shù)的方法獲得(Moser，J. Am. Chem. Soc.) ο在本發(fā)明的上下文中，標(biāo)記物最優(yōu)選為通式(XII)的萘嵌苯類染料 其中R31、R32、R33、R34相同或不同且各自獨(dú)立為H、C「C2(I烷基、芳基，雜環(huán)、NR35R36,R35、R36相同或不同且各自獨(dú)立為H、C1-C20烷基、芳基、雜環(huán)，其中取代基R31-R36可 各自被一個(gè)或多個(gè)雜原子在任意位置間隔，其中這些雜原子的數(shù)目不超過10，優(yōu)選不超過 8，更優(yōu)選不超過5，特別是不超過3，和/或可各自在任意位置被C1-C2tl烷基、C1-C2tl烷氧基、芳基、芳氧基或雜環(huán)取代，但不超過5次，優(yōu)選不超過4次，更優(yōu)選不超過3次，其中后者同 樣可被所述基團(tuán)取代不超過兩次，優(yōu)選不超過一次。萘嵌苯類染料通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制備，例如記載在Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie [有機(jī)化學(xué)方法],ThiemeVerlag, Stuttgart 禾口以下 文獻(xiàn)=EP-A O 596 292、EP-A O 648 817、EP-A O 657436、WO 94/02570、WO 96/22331, WO 96/22332、WO 97/22607、W097/22608、WO 01/16109、WO 02/068538、WO 02/076988、DE-A 101 48 172 和德國專利申請(qǐng) 10 2004 057 585. 1 和 10 2005 032 583. 1 中。可以根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(a)以任意所需方式提供包含標(biāo)記物的液體。經(jīng)常地，標(biāo)記物以溶液形式使用，但是還可作為固體加入待標(biāo)記的液體中。合適的溶劑優(yōu)選為芳 烴類如甲苯或二甲苯。為了避免所得溶液的粘度過高，通常選擇標(biāo)記物基于溶液的濃度為 2-50重量％。本發(fā)明方法的步驟(a)提供的液體稱為標(biāo)記液體。在本發(fā)明方法的步驟(b)中，使液體與氘化試劑接觸。本發(fā)明上下文中合適的氘化試劑原則上為可將氘原子引入標(biāo)記物中的所有物質(zhì)。 優(yōu)選使用引起H/D-不穩(wěn)定氫原子的H/D交換的氘化試劑。當(dāng)通常優(yōu)選氘化時(shí)，本發(fā)明的方 法還可用高級(jí)氫同位素如氚進(jìn)行。例如，在本發(fā)明的上下文中，可以使用液體氘化試劑。優(yōu)選使用氘化醇作為氘化試 齊U，例如單氘化甲醇(MeOD)或單氘化乙醇(EtOD)。非常優(yōu)選EtOD。在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選形式中，D2O用作氘化試劑。在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選形 式中，氘化鋁鋰用作氘化試劑。在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選形式中，D3PO4* BF3用作氘化試劑。D3PO4 · BF3可通過US 3，475，507中記載的方法制備。根據(jù)本發(fā)明方法的步驟(b)，將標(biāo)記液體與氘化試劑接觸。接觸可通過任意方法實(shí) 現(xiàn)。例如，合適的話將氘化試劑溶解在液體中后，兩種物質(zhì)可相互混合為液體。不論將氘化 試劑加入液體中還是反過來在這種情況中通常不重要。經(jīng)常地，將氘化試劑加入液體中并 且例如通過振動(dòng)或攪拌來實(shí)現(xiàn)混合。氘化試劑優(yōu)選作為固體物質(zhì)、液體或在溶劑中溶解在 標(biāo)記液體中。本發(fā)明方法的步驟(b)中的標(biāo)記液體和氘化試劑間的接觸持續(xù)時(shí)間可在寬范圍 內(nèi)變化，例如取決于特殊的標(biāo)記物。接觸持續(xù)時(shí)間優(yōu)選10秒至24小時(shí)。接觸持續(xù)時(shí)間更 優(yōu)選低于1小時(shí)，接觸持續(xù)時(shí)間非常優(yōu)選低于10分鐘。在本發(fā)明方法中基于標(biāo)記液體使用的氘化試劑的量，取決于氘化試劑和標(biāo)記物的 化學(xué)性質(zhì)，可在寬范圍內(nèi)變化。氘化試劑對(duì)標(biāo)記液體的重量比優(yōu)選為20 1-1 20。選定 的范圍優(yōu)選為10 1-1 10，特別是4 1-1 4。在本發(fā)明方法中使用的氘化試劑和標(biāo)記液體的量可在寬范圍內(nèi)變化。通常，例如 在步驟(c)中光譜檢測(cè)的情況下，幾毫克或毫升的物質(zhì)足夠。優(yōu)選使用低于IOmg或10ml。步驟(c)中標(biāo)記物的檢測(cè)原則上是借助于通常已知的熒光光譜法進(jìn)行，例如記載 在WO 94/02570中。檢測(cè)可以定性地或者定量地實(shí)現(xiàn)。用于標(biāo)記物檢測(cè)的重要參數(shù)為特殊 方法的信號(hào)/噪聲比。為了可靠地檢測(cè)標(biāo)記物，信號(hào)/噪聲比通常應(yīng)該超過10/1。對(duì)于定 量檢測(cè)，信號(hào)/噪聲比優(yōu)選超過30/1。
借助于步驟(b)中使用氘化試劑，本發(fā)明的方法通過熒光光譜檢測(cè)而使得能夠可 靠地檢測(cè)步驟(C)中甚至極低濃度的標(biāo)記物?！阏J(rèn)為在步驟(b)中，發(fā)生標(biāo)記物的不穩(wěn)定氫的H/D交換，其導(dǎo)致增加的熒光量 子產(chǎn)率。通常，熒光信號(hào)強(qiáng)度在與氘化試劑接觸后增加若干倍。這里用于熒光信號(hào)強(qiáng)度的 參考是沒有用氘化試劑處理，但是合適的話用相應(yīng)稀釋處理的樣品的信號(hào)。優(yōu)選地，通 過本發(fā)明方法的熒光信號(hào)強(qiáng)度至少增加兩倍。特別優(yōu)選至少4倍。最 優(yōu)選地，熒光信號(hào)強(qiáng)度至少增加5倍。在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，氘化試劑步驟(b)中使用，在步驟(C)中可比的 檢測(cè)可靠性的情況下，所需標(biāo)記物的濃度可降低若干倍。濃度可優(yōu)選降低至少兩倍，更優(yōu)選 至少4倍，特別是至少5倍。在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，借助于氘化試劑在步驟(b)中的使用，在 進(jìn)行熒光光譜檢測(cè)(C)中出現(xiàn)的背景熒光沒有增加至與標(biāo)記物的熒光信號(hào)強(qiáng)度相同的程 度，由此改進(jìn)信號(hào)/噪聲比。信號(hào)/噪聲比優(yōu)選改進(jìn)至少兩倍，更優(yōu)選至少4倍，特別是至 少5倍。經(jīng)常地，步驟(b)中甚至在污染液體中與氘化試劑的接觸，改進(jìn)了步驟(C)中用于 檢測(cè)的信號(hào)/噪聲比。因此，在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，步驟(c)中的檢測(cè)對(duì)污染液 體進(jìn)行。一般認(rèn)為在污染液體的情況下，H/D交換主要發(fā)生在標(biāo)記物中，并且僅很小程度發(fā) 生在引起污染的物質(zhì)中。在本發(fā)明方法的另一實(shí)施方案中，標(biāo)記物的檢測(cè)(步驟(C))作為時(shí)間函數(shù)進(jìn)行。 從而在不同時(shí)間測(cè)定標(biāo)記物的熒光強(qiáng)度。熒光強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的分布圖是所用標(biāo)記物的顯著特 征并且可用來檢測(cè)和識(shí)別標(biāo)記物。本發(fā)明進(jìn)一步提供標(biāo)記液體的方法，其中標(biāo)記物根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案 檢測(cè)。本發(fā)明進(jìn)一步提供氘化試劑用于改進(jìn)液體中標(biāo)記物的可檢測(cè)性的用途。借助于本發(fā)明的方法，即使不用除去和后處理，甚至在極低濃度下可以可靠地檢 測(cè)液體中的標(biāo)記物。本發(fā)明通過實(shí)施例詳細(xì)地說明，而實(shí)施例沒有限制本發(fā)明的主題。 實(shí)施例除非另有說明，所有的％數(shù)據(jù)為重量％。除非另有說明，所有的ppm數(shù)據(jù)應(yīng)理解為基于重量。混合物中的份應(yīng)理解為重量份。除非另有說明，所有長(zhǎng)通濾波器的阻塞0D(0D:光密度)為3。除非另有說明，所有的熒光測(cè)量在Icm比色杯中實(shí)施。實(shí)施例1標(biāo)記物I(Ml):O NH2 O ο NH2 0向在商購柴油(來自Aral )中濃度為50PPb的Mi溶液中加入15重量％的單 氘化乙醇(EtOD)。借助于如在WO 94/02570 (例如說明書第20頁，

圖1和實(shí)施例)中記載 的用于檢測(cè)礦物油中熒光的測(cè)量?jī)x(柴油測(cè)試器)，記錄熒光強(qiáng)度隨著時(shí)間的增加。1小時(shí) 后，熒光強(qiáng)度增加了 3. 9倍。熒光強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的分布圖是所用標(biāo)記物的顯著識(shí)別特征。信號(hào)強(qiáng)度(強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間的分布圖。染料的濃度50ppb ；時(shí)間以分鐘計(jì)；信號(hào)強(qiáng) 度任意單位。(在t = 0時(shí)加入EtOD。強(qiáng)度值1. 0為加入EtOD前的參考值)。 激發(fā)波長(zhǎng)柴油測(cè)試器激光器640nm長(zhǎng)通濾波器780nm和776nm實(shí)施例2標(biāo)記物2(M2) 將4. 35mg的標(biāo)記物M2溶于50ml的甲苯(IOOppm)中，并且將溶液在超聲波浴中分 散處理15分鐘。用甲苯將起始溶液稀釋至IOOppb并且在熒光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分 析(參見實(shí)施例1)。向取自IOOppb溶液的樣品中在每種情況下加入5重量％、10重量％、 20重量％、40重量％、50重量％、60重量％和80重量％的單氘化乙醇(乙醇Dl，EtOD)，并 且在熒光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分析它們。為了對(duì)比，用等份的甲苯稀釋IOOppb溶液并 且分析。熒光檢測(cè)儀的設(shè)置-激發(fā)波長(zhǎng)760nm-長(zhǎng)通濾波器776nm 實(shí)施例3標(biāo)記物3(Μ3) 將4. 35mg染料M3溶于50ml的甲苯(IOOppm)中，并且將溶液在超聲波浴中分散 處理15分鐘。用甲苯將起始溶液稀釋至IOOppb并且在熒光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分析 (參見實(shí)施例1)。向取自IOOppb溶液的樣品中在每種情況下加入5重量％、10重量％、20 重量％、40重量％、50重量％、60重量％和80重量％的乙醇Dl (EtOD)，并且在熒光檢測(cè)儀 (柴油測(cè)試器)中分析它們。為了對(duì)比，用等份的甲苯稀釋IOOppb溶液并且分析。熒光檢測(cè)儀的設(shè)置-激發(fā)波長(zhǎng)670nm-長(zhǎng)通濾波器2X 695nm 實(shí)施例4將8. 7mg的標(biāo)記物M2溶于IOOml的甲苯(濃度IOOppm)中。隨后，將樣品在超聲 波浴中分散15分鐘。總?cè)芙鈺r(shí)間為30分鐘。用甲苯將樣品稀釋至濃度達(dá)到IOOppb的程 度。在熒光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分析這一樣品(參見實(shí)施例1)。激光器的激發(fā)波長(zhǎng) 為760nm(長(zhǎng)通濾波器776nm)。用兩份(以重量計(jì))甲苯(33ppb)進(jìn)一步稀釋部分IOOppb 溶液并且同樣在熒光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分析。隨后，用兩份乙醇Dl稀釋另一部分的 IOOppb溶液并且分析。在分析儀的顯示器上檢測(cè)到明顯的信號(hào)增加。為了測(cè)試信號(hào)穩(wěn)定 性，在20分鐘內(nèi)，對(duì)已經(jīng)與乙醇Dl混合的33ppb樣品進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)量。 對(duì)比測(cè)試1在熒光檢測(cè)儀中分析商購柴油(來自Aral )。隨后，用乙醇(以重量計(jì))稀釋
柴油至1 2并且分析。在進(jìn)一步測(cè)試中，用乙醇Dl (EtOD)稀釋柴油并且分析。關(guān)于柴油
的對(duì)比測(cè)試用兩種不同的激光器(和濾波器)進(jìn)行a 激發(fā)波長(zhǎng)660nm，長(zhǎng)通濾波器695nmb 激發(fā)波長(zhǎng)760nm，長(zhǎng)通濾波器776nma 激發(fā)波長(zhǎng) 660nm，長(zhǎng)通 695nm b 激發(fā)波長(zhǎng)760nm，長(zhǎng)通濾波器776nm 實(shí)施例5將以下標(biāo)記物溶于甲苯中僅4^5、116^7^8。在每種情況下，加入等份的乙醇或
乙醇Dl (EtOD)，并且熒光最大值(FL最大值)中熒光強(qiáng)度的增加借助于來自Cary Eclipse
的商購熒光分光計(jì)測(cè)定。 用Cary Eclipse分析的測(cè)試程序?qū)⑷玖先苡诩妆街胁⑶覍⒆畲笪罩抵械奈章收{(diào)節(jié)為1.0。隨后，在每種情況下 將一份乙醇(EtOH)或乙醇Dl (EtOD)加入兩份(始終為重量份)所制備的溶液中。這些溶液在接近它們的最大吸收值的波長(zhǎng)處激發(fā)(Lambda ex)，在此用乙醇或乙醇Dl稀釋的甲苯 溶液相比具有相同吸收。獲得以下在特定的熒光最大值(FL)中的熒光強(qiáng)度(分度值) 用柴油測(cè)試器的分析(參見實(shí)施例1)在用于熒光的檢測(cè)裝置的光路中由波長(zhǎng)為640nm的激光器與兩個(gè)阻塞濾波器(邊 緣波長(zhǎng)776nm和780nm，在每種情況下阻塞OD為6)構(gòu)成。測(cè)試程序制備在640nm具有相同吸收的染料在甲苯中的溶液(ppm范圍)。如上，在每種情 況下將一份乙醇或乙醇Dl加入兩份這種溶液中。從而如上評(píng)價(jià)所測(cè)定的熒光強(qiáng)度(分度 值)。這里同樣觀察到由氘化引起的熒光強(qiáng)度的可觀增長(zhǎng) 實(shí)施例6將Μ2調(diào)節(jié)至甲苯中最大吸收值750nm中吸收率為0.5并且用乙醇Dl (EtOD)稀釋 至1 1(以重量計(jì))。隨后，在820nm用Cary Eclipse熒光分光計(jì)測(cè)量M2的熒光動(dòng)力學(xué)。 在20分鐘的等待時(shí)間后，獲得最大強(qiáng)度。 將溶劑紫59 (CAS登記號(hào)6408-72-6)調(diào)節(jié)至甲苯中最大吸收值542nm中吸收率為 0.16并且用乙醇Dl稀釋至1 1(以重量計(jì))。隨后，在607nm(甲苯)或616nm(用乙醇 Dl稀釋至1 1)的熒光最大值用Cary Eclipse熒光分光計(jì)測(cè)量熒光動(dòng)力學(xué)。在20分鐘 的等待時(shí)間后，獲得最大強(qiáng)度。 在這種情況下，零值為在加入乙醇Dl前甲苯中溶劑紫59的強(qiáng)度。實(shí)施例7 將Μ9調(diào)節(jié)至在乙醇或乙醇Dl中在658nm的吸收率為0. 2。在該波長(zhǎng)的激發(fā)提供在725nm的以下熒光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度的增加[分度值]___ 實(shí)施例8將標(biāo)記物M2調(diào)節(jié)至在每種情況下在乙醇和單氘化乙醇(EtOD)中在746nm的吸收 率為0. 2。氘化乙醇中觀察到的熒光信號(hào)比未氘化乙醇中的高約3倍。實(shí)施例9標(biāo)記物IO(MlO): 將8. 7mg的MlO溶于IOOml的甲苯(濃度IOOppm)中。隨后，將樣品在超聲波浴中 分散15分鐘?？?cè)芙鈺r(shí)間為30分鐘。用甲苯將樣品稀釋至濃度達(dá)到IOppb的程度。在熒 光檢測(cè)儀(柴油測(cè)試器)中分析該樣品(參見實(shí)施例1)。激光器的激發(fā)波長(zhǎng)為660nm(長(zhǎng) 通濾波器695nm)。用兩份甲苯(3ppb)進(jìn)一步稀釋部分標(biāo)記物溶液并且同樣在熒光檢測(cè)儀 (柴油測(cè)試器)中分析。用2. 3份乙醇Dl (EtOD) ( < 3ppb)稀釋另一部分溶液并且分析。 用兩份乙醇Dl(3ppb)稀釋其它部分溶液并且分析。
權(quán)利要求
一種檢測(cè)液體中標(biāo)記物的方法，其中(a)一種或多種相同或不同的標(biāo)記物存在于液體中，(b)使氘化試劑與液體接觸，和(c)通過熒光光譜法檢測(cè)液體中的標(biāo)記物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述液體為非極性液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述非極性液體包括油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述油包括礦物油。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述礦物油包括柴油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所述液體除了標(biāo)記物外還包含其它熒光雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中所述標(biāo)記物包含可氘化取代基。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述可氘化取代基包含N-H或0-H基團(tuán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中所述可氘化取代基連接于標(biāo)記物的發(fā)色團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的方法，其中所述標(biāo)記物選自如下化合物類別酞菁 類、萘菁類、硫代雙烯鎳配合物、芳族胺類的銨化合物、甲川染料、奧方酸染料、蒽醌類、萘嵌 苯類、萘四甲酰亞胺類、二苯并蒽酮類、異二苯并蒽酮類或不帶電荷的部花青染料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述氘化試劑為d2O。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述氘化試劑為氘化醇。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述氘化醇為MeOD或EtOD。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中所述氘化試劑為氘化鋁鋰或0#04*BF3。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述接觸(b)通過使氘化試劑與液體混 合而進(jìn)行。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述混合引起氘化試劑在液體中的溶解。
17.—種標(biāo)記污染的非極性液體的方法，其包括通過根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方 法檢測(cè)標(biāo)記物。
18.氘化試劑在改進(jìn)液體中標(biāo)記物的可檢測(cè)性中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)液體中標(biāo)記材料的方法，其中(a)在液體中提供一種或多種相同或不同的標(biāo)記材料，(b)使氘化試劑與液體接觸，和(c)通過熒光光譜法在液體中檢測(cè)標(biāo)記材料。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種標(biāo)記污染的非極性液體的方法以及氘化試劑對(duì)于改進(jìn)液體中標(biāo)記試劑的可檢測(cè)性的用途。
文檔編號(hào)G01N33/28GK101868433SQ200880117218
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者C·瓦姆瓦卡瑞斯, R·森斯, W·阿勒斯 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司