Tổng hợp các hợp chất đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ

Phần IV Hoá học phóng xạ ứng dụng Chƣơng 17: Tổng hợp hợp chất đánh dấu đồng vị phóng xạ Các phƣơng pháp đặc điểm việc tổng hợp hợp chất đánh dấu, danh pháp chúng: Các hợp chất hoá học khác với hợp chất hoá học điều chế từ nguyên liệu thiên nhiên thành phần đồng vị đƣợc gọi hợp chất đánh dấu Hiện ngƣời ta đƣa nhiều phƣơng pháp tổng hợp hợp chất đánh dấu: Tổng hợp hoá học trực tiếp, tổng hợp trao đổi đồng vị, tổng hợp phƣơng pháp nguyên tử lùi, tổng hợp chùm ion, phân tử, tổng hợp phân sinh tổng hợp (Suoe-===) Trong thực tế sản xuất có ý nghĩa phƣơng pháp tổng hợp trực tiếp, sinh tổng hợp tổng hợp trao đổi đồng vị Sự tổng hợp chất phóng xạ có đặc điểm riêng Không phải hợp chất thuận lợi dùng làm chất đầu để tổng hợp chất mà có hợp chất nhận đƣợc trình sản xuất đồng vị đƣa vào hợp chất đƣợc sử dụng Lƣợng chất sử dụng để tổng hợp lƣợng đồng vị phóng xạ tham gia vào phản ứng bị hạn chế, pha loãng chất không hoạt tính thƣờng không cho phép làm giảm hoạt tính riêng sản phẩm phản ứng phản ứng cần phải tính toán đến khả phân huỷ phóng xạ chất dƣới tác dụng phát xạ đặc biệt Con đƣờng tổng hợp cần phải ngắn với khả phản ứng phụ dần đến mát đồng vị phóng xạ tổng hợp cần phải tiến hành điều kiện quy tắc kỹ thuật, không nguy hiểm làm việc với chất phóng xạ (các máy móc phải kín, buồng cách ly tủ hút đặc biệt để làm việc với chất phóng xạ phải có bảo vệ; cần phải tiến hành thí nghiệm "trắng" nghĩa thí nghiệm chất phóng xạ, thực nghiệm hoàn nguyên với chất phóng xạ) Danh pháp hợp chất đánh dấu cho thông tin đồng vị, đƣợc đƣa vào phân tử, vị trí phân tử Axit photphoric đƣợc đánh dấu đồng vị phóng xạ 32P đƣợc gọi Axit photphoric 32P công thức đƣợc viết nhƣ sau H332PO4, nguyên tử đánh dấu đƣợc ký hiệu số khối nằm phía bên trái nguyên tố Nếu phân tử chứa vài nguyên tố giống việc gọi hợp chất công thức theo vị trí nguyên tử đồng vị Ví dụ axit Propionic-214 C: CH314CH2COOH chƣa đồng vị 14C vị trí  Phân tử đƣợc đánh dấu tất vị trí nguyên tử Nếu chất khí có hoạt tính riêng giống tất vị trí đƣợc đánh dấu hợp chất đƣợc gọi đánh dấu điều Axit Propionic đánh dấu đƣợc viết nhƣ sau Axit pronic 1,2,3- 14C hay giản axit propionic - 14C Nếu hoạt tính riêng phân vị trí khác mà khác hợp chất nhƣ gọi hợp chất đánh dấu nhiều lần Sự đánh dấu nhiều lần đƣợc thực loại đồng vị với đồng vị khác nguyên tố vài nguyên tố hoạt tính riêng nhỏ, thực tế phân tử có nguyên tử phóng xạ Ví dụ axit Propionic - 14C đánh dấu bao gồm hỗn hợp phân tử có thành phần đồng vị tự nhiên số phân tử CH3CH214COOH, CH314CH2COOH, 14 CH3CH2COOH Nghĩa có hoạt tính riêng bon giống vị trí 1, 2, Axit propionic 1- C14- 3- 3H đánh dấu nhiều lần thành phần đồng vị tự nhiên phân tử chƣa hỗn hợp phân tử CH3CH214COOH CH23HCH2OOH Khi hoạt tính riêng lớn phân tử chứa hai nguyên tử phóng xạ đồng thời phân tử CH3 3H CH214COOH Tổng hợp chất phóng xạ chƣa vài nguyên tử (của nguyên tố) không đẳng giá hoá học cần phải có sơ đồ mà đồng vị phóng xạ chiếm vị trí xác định phân tử Tổng hợp hoá học trực tiếp tổng hợp chất đánh dấu 14C: Hợp chất đầu để tổng hợp hợp chất hữu chứa 14C, Ba14CO3 tạo thành sử dụng beruli nitrit đƣợc chiếu lò phản ứng hạt nhân Từ Bari bonat nhận đƣợc năm hợp chất góc chất đầu để tổng hợp tất hợp chất hữu cổ điển Ba14CO3 NH3(8500C) KN Mg K14CN Ba14O2 H2O 14 14 CO2 14 CN NH2 H=== C2H2 14 CH3OH Hình 17.1 Sơ đồ tổng hợp hợp chất gốc đánh dấu 14C Cacbon dioxyit 14C nhận đƣợc phân huỷ bari bonat 14C axit clorit axit sunfuric 14  CO2 Ba14CO3 HClO Kali xyanua - 14C nhận đƣợc khử Bari cac bonat - 14C Bằng kẽm kali amoniac với sắt làm xúc tác 14 Ba CO3 NH  3  K ( Na)  Zn K14CN (Na14ON) Hợp chất nhận đƣợc khí khử cacbonđioxyt - 14C kali amoniac nhƣ tác dụng Baricacbonat - 14C với KN3 14   K CN Ba14CO3 KN Xyanamit 14C nhận đƣợc khí tƣơng tác amoniac với cacbonat - 14C 8500C Ba14CO3 NH  3  850 C 14 CNN t2 Việc khử Bari Cacbonnat - 14C magiê dẫn đnế việc tạo thành Baricacbua 14C, phân huỷ nƣớc tạo thành axety-len - 14C đánh dấu 14 O Mg Ba14CO3  Ba14O2 H   C2H2 Rƣợu metyl - 14C nhận đƣợc tác dụng 14CO2 với lit === hydria 14 14 CO2 LiAlH  CH3OH Chúng ta xét việc điều chế hợp chất hữu đánh dấu cổ điển quan trọng Các axit hữu cơ, đánh dấu nhóm cacbohyl nhận đƣợc phƣơng pháp tổng hợp cacrinha chất đầu cacbon đioxyt 14C 14 O RMgI + 14CO2 H   R COOH Bằng tƣơng tác cacbon dioxyt 14C với hợp chất liti 14 14 Rli + 14CO2   R COOLi + R COOH Bằng tƣơng tác kiềm với nitrin 14C, nitron dẫn xuất kali xyamia 14C 14 R14CH NaOH  R COOH Tuỳ theo cấu trạo gốc phƣơng pháp điều chế đƣợc axit cacboxylic, oxy axit, amino axit Axit Formic 1- 14C nhận đƣợc gián tiếp từ Kalixy-anua - 14C theo phản ứng 14 14 C   H COOK HPO K14CN + H2O 150  H COOH Hay khử Natri bicacbonat 14C hydrô với platin làm xúc tác dung dịch dƣới áp suất Goaim 800C 14 14 H PO Pt NaH14CO3 H2  H COONa   H COOH Aminoaxit - 14C (ghixin, alanin, nhận đƣợc từ axit cacbonxylic 14C theo sơ đồ sau: 3 4 NH OH  R' Br 14COOH  R14COOH  R' NH2 14COOH PCl2 Sự trùng ngƣng lste, ví dụ 1ste axit brompropionic với đietylphtalamino, sau thuỷ ngân sản phẩm trùng ngƣng axit clohyđric tạo thành amonaxit ví dụ tạo thành axit glutamic 1- 14C C6H4(CO)2 NOH (COO2H5)2 + BrCH2CH214COOC2H5  C6H4(CO)2 Br Sự trùng ngƣng lste, ví dục lste axit brompropionic với đietylphtalamino, sau thuỷ phân sản phẩm trùng ngƣng axít clohyđríc tạo thành amônaxít ví dụ tạo thành axít glutamic 1-14C C6H4(CO2)NCH (COOC2H5)2 +BrCH2CH214COOC2H5 COOC2H5 HCL / 14 C6H4(CO)2NC - CH2 COOC2H5 HCOOC C H CH2 CH2 14 COOH \ COOC2H5 NH2 Để nhận đƣợc axít đánh dấu mạch cacbon ngƣời ta sử dụng phƣơng phƣơng tổng hợp … nha từ dẫn xuất halogenua hyđro cacbon đánh dấu CO2 R I RmgI R* COOH H2O Axít axetic đánh dấu nhận đƣợc cách oxy hoá anhyđrit axetic đánh dấu đƣợc điều chế từ axetylen O 14 14 14 K 14 H2 C2 CH3 C CH3 14COOH 2S2O8 H Hay theo sơ đồ NaOH N3PO4 14CH314COOH 14 H214 C2 CH3 14COONa Đun nóng Axít oxalic đánh dấu nhận đƣợc cách oxy hoá axít 314C Propinonic 14 KMnO4 COOH 14 CH3CH2 COH 14 NaOH COOH Các axít hay logenua anhyđrit đƣợc đánh dấu 14C nhận đƣợc tác dụng tác nhân halogen hoá lên axít đánh dấu 14C muối chúng PBr3 SOCL2 PCL5 PCL3 C6H5CBr 14 R COOH R 14COBr C6 COBr 14 R COK R 14COBr Từ axít halogenua anhyđrit đánh dấu 14C tác dụng với amôniac tạo thành amin chứa +14C NH3 14 R COHaL R 14COHH2 Anhyctric axetic - 14C nhận đƣợc từ axetilen - C cách tác dụng với nƣớc có mặt oxyt sunfat thuỷ ngân H2O O 14 14 14 H2 C2 CH3 C Xúc tác H 14 Axeton – – C nhận đƣợc cách đề hyđrat axit – 14C axe-tic - H2O 14 2CH3 COOH CH3 14CO CH3 Để thu đƣợc axeton, đánh dấu cần phải sử dụng axit axentic đánh dấu đều, để đánh dấu nhóm metyl cần sử dụng axít axentic đánh dấu nhóm metyl Rƣợu đánh dấu 14C vị trí α nhận đƣợc cách khử axít cacboxylic liti nhôm hyđrita LiALH4 14 R COH R 14CH2OH Hay tác dụng nƣớc lên Natri xyanua 14C H2O 14 Na 14CH H 14CO Na CH3 OH 14 Rƣợu C thu đƣợc cách hyđro hoá đun nóng este phƣc tạp dƣới áp suất cao H2 14 R COOR R 14 OH2 OH Để nhận đƣợc rƣợu đánh dấu vị trí khác cần phải sử dụng axít chứa 14C mạch bon Các rƣợu đánh dấu 14C chất đầu để nhận đƣợc dẫn xuất halogenua hyđro cácbon 14 14 ROH + HI RI + H2O 14 Từ axít rƣợu đánh dấu C nhận đƣợc este đơn giản phức tạp chứa 14 C vị trí phụ thuộc vào vị trí phân tử chất đầu để tổng hợp hợp chất 14 14 CH3COOH + C2H5OH CH3 COOC2H5 + H2O CH3 14COOH + C2H5OH CH3 14COO C2H5 + H2O Ngoài este phức tạp đánh dấu nhận đƣợc từ halogenua anhyđrit axit rƣợu chức 14C 14 R COHaL + R’ OH RCOOR’ + HhaL NH3 14 14 Axít hữu 1- COOH RCN Al2O3 Các Nỉtin nhận đƣợc cách tác dụng dẫn xuất halogenua hyđro bon với kali xyonua - 14C RI + N 14CH R14CN Đến lƣợt từ Nỉtia ngƣời ta điều chế đƣợc loạt hợp chất đánh 14 dấu C Chúng ta thấy từ chúng điều chế axít có thành phần khác Từ nitrin đánh dấu 14C ngƣời ta điều chế amin 14C khử 14 R CN R14 CH2NH2 Các halogen anhyđrit axit chất đầu để điều chế amin 14C NH3 14 LiALH4 R COHaL R C2NH2 R14 CH2NH2 Metylanin chứa 14C nhận đƣợc khử Xalixyanua phóng xạ hyđrô platin môi trƣờng axít clohyđric 14 H2/Pt K CN 14 14 CH3 NH2 HCL HCL Hợp chất gốc quan trọng tổng hợp hữu điazometan Điazometan nhận đƣợc phân huỷ Metylamin elohyđric 14C 14 CH3NH2 HCL 14 CH3 N2 Xyamait 14C hợp chất gốc quan trọng tổng hợp hợp chất đánh dấu 14 C dùng để tổng hợp uree, thiure hợp chất vòng Đến lƣợt thiurê 14C chất đầu để tổng hợp hợp chất phức tạp quan trọng ví dụ bazo pirinic, ađê-min 8-14C, xytozin – 2-14C, v.v… CH3 – CH - OOOC2H5 Chất đầu để điều chế đƣờng poLime sở formaeđehyt anhgdritformic Sự tổng hợp môiôxackharin đƣợc thực cách làm tăng số nguyên tử cácbon nhôm andehyt ngƣng tụ Natri (Kali) xyanua 14C theo sơ đồ Na14CN R’ 14CN RCHO R’14CN R’CONH2 14 R’ CONH2 R’COOH 14 R’ COOH R’ 14 CO R’14CO Hổn hống R’ 14CHO O Natri Bằng cách nhƣ vậy, ví dụ từ arabinoza nhận đƣợc gllcôza Các hyđrô cacbon đóng dấu 14C nhận đƣợc từ axetilen 14C rƣợu 14C hyđrô hoá, ví dụ nhận đƣợc chất ngƣng tụ từ axetilen 14C có (iso – O4H9)3 6LTiCL4 14 H2 14C2 C6H6 14 14Etylen – C eten C nhận đƣợc sau hyđrô hoá exetilen 14C H2 H2 14 14 14 H2 O2 C2H4H2 C2H6 14 Việc đêhyđrat hoá α - C tiến hành chất xúc tác niken H2/Ni 14 R CH2 OH R14 CH3 - H2O 14 Xyelohexan C đƣợc điều chế theo sơ đồ Trên hình 172-17.6 ngƣời ta đƣa sơ đồ điều chế hợp chất đánh dấu C từ hợp chất gốc TỪ sơ đồ nêu hợp chất phức tạp Con đƣờng điều chế chúng trở nên phức tạp, số giai đoạn phản ứng đƣơng nhiên giá trị phức tạp 14 ĐÁNH DẤU CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU TRITI Trong sản xuất, Triti đƣợc điều chế dạng uran hyđrua nƣớc triti Trong uran hyđrua tritin nằm trạng thái tạp chất Prôti, nƣớc triti để tránh phân huỷ rõ rệt dƣới tác, dụng phát xạ đặc biệt triti, đuợc trộn lẫn với nƣớc thƣờng Hàm lƣợng triti nƣớc vào khoảng 200-250 /ml Phƣơng pháp đƣa triti vào phân tử hữu tổng hợp hoá học trực tiếp phƣơng pháp hyđrô hoá với hyđrat hoá dƣới tác dụng nƣớc triti Hyđrô phân tử chất hữu kết hợp với oxy, lƣu huỳnh, Nitơ, v.v… linh động Việc đƣa chất phóng xạ (Tri –ti) vào phân tử đồng thời với hyđrô linh động mục đích hoá học đa số trƣờng hợp không cần thiết trình sử dụng hợp chất đánh dấu, triti linh động bị mát đo trao đổi đồng vị Bởi hợp chất không đƣợc sử dụng để nghiên cứu chế đông học phẩn ứng học học Ngoài điều chế Triti hợp chất dàng đƣợc thực trao đổi đồng vị Hyđrô linh động nằm hợp chất hyđrô bon an đehyt gốc hyđrô bon hợp chất khoá, toán đƣa triti vào phân tử hợp chất tổng hợp hoá học việc điều chế hyđrô cácbon Các hyđrô bon nhận đƣợc cách hyđrô hoá cách hyđrô cácbon khác có liên kết hai ba tri phân tử triti sinh R.C CR’ 3H/Ni (3H2) RHC = CHR’ 3H/Ni (3H2) RC = CR’ 3H H RHC = CHR’ 3H H Sự khử có xúc tác đioxyt cacbon triti dẫn đến việc tạo thành metan – 3H CO2 3H2 C3H4 Ngoài metan 3H đƣợc điều chế từ nƣớc triti dƣới tác dụng AL4C3 AL4O3 H2O C3H4 Sự thuỷ ngân dẫn xuất halogenua hyđrô cácbon hợp chất kim nƣớc triti dẫn đến việc tạo thành hyđrô cácbon Mg H2O ROH2Br RCH2MgBr RCH23H H2O R3CK R3C3H Khi hyđrat hoá anđehyt axít hữu nƣớc triti tạo thành axít hữu chứa triti vị trí linh động nhóm hyđroxyl (CH3CO)2 O + 3H2O 2CH3COO3H Khi tác dụng nƣớc triti lên axeti đến với HgSO4 làm xúc tác nhận đƣợc anđehytaxetic – 3H đánh dấu HgSO4 C2H2 + H2O O CH2 H C H Rƣợu đánh dấu triti gốc hyđrocacbon, điều chế cách khử ete, xeton, anđehyt, axít triti liti nhôm hyđrua H2/Pt CH3 CHO CH2 3HCH2OH LiAl3H4 CH3 COOH3 (CH3)2 C 3HOH LiAl3H4 CH3 C 3H OH (CH3 CH2O2O LiAl3H4 CH3 COOC2H5 CH3 CH 3HOH LiAl3H4 CH3 COOH3 CH3 CH 3HOH Metanol – 3H điều chế theo sơ đồ sau: H2O CH2N2 KOH o 3 C10H7COOH C10H7COO H CioH7COOCH2 H CH2 HOH Các hyđrô cácbon chứa triti đễ chuyển vào hợp chất cổ điển khác đƣờng thông thƣờng ví dụ dẫn xuất halogenua hyđrô bon điều chế cách halo-gen hoà hyđrôcacbon đánh dấu triti HaL * RH R* HaL Ngƣời ta điều chế Polyme đánh dấu triti sở forandohyt hợp chất khác, polỉm hoá axetilen -3H foranđehyt … thu đƣợc Begen – 3H, naphtalen – 3H fluoren – 3H – Inđen – 3H Việc điều chế chất cá biệt chứa triti, hợp chất tự nhiên quan trọng thực tế phức tạp không thảo luận Tổng hợp hợp chất đánh dấu 35S Chất đầu để tổng hợp hợp chất chứa35S lƣu huỳnh nguyên tố axit sunfauric chứa 35S Axit funfuríc – 35H đƣợc chuyển sang dạng Barisunfat – 35 S barisunfát – 35S đƣợc khử đến barisunfát – 35S sau điều chế thiourê 35 S Barisunfát – 35S chất đầu để điều chế hyđrô sunfua -35S từ ngƣời ta thu đƣợc sunfua kim loại – 35S Từ hyđrôsunfua-35S nhƣ ngƣời ta điều chế đƣợc lƣu huỳnh nguyên tố, từ 35S ngƣời ta điều chế đƣợc sunfua, natrihiounfat-35S Natrihiounfat-35S, phốt photri – sunfua-35S, rođanua-35S, thiopdiclorua-35S phốtpho pentaclorua-35s (hình 177) Hợp chất để điều chế tổng hợp hợp chất hữu chứa 35+s thiol Để thu đƣợc dùng cách tác dụng tác nhân Grinha benfen lên 35s 35 H S 2O 35 C4H9MgBr C4H9 SMgBr C4H935SH Phƣơng pháp khác tác dụng Natrihiounfat-35S lên dẫn xuất halogenua hữu môi trƣờng rƣợu Bri sunfát Bri sunfát Axit sunfuric Poly clo-rua lƣu huỳnh Bri sunfua Thiouree Hyđrô sunfua Sunfua kim loại nặng Lƣu huỳnh nguyên tố Py rin Hình 17.7 Sơ đồ tổng hợp hợp chất đánh dấu 35S Na35SH C12H25Br RHal Na35SH CH30OH CH3(CH2)11 35SH R35SH Đimerkaptopropanol – 1-2-35S đƣợc điều chế nhƣ Thiol 35S sử dung để tổng hợp hợp chất hữu khác chứa 35S, ví dụ benzenxyctin 35S xyclo hexyl – metylsimfua 35S CH2CHOOC3H5 NH CO C6H5 35 C6H5CH2 SH C6H5CN235 SCH2CH COOH 82 Br2 C6H582Br H 82Br2 CH6HO CH382Br C6H6 82 C6H5NO2 Br2 82 82 KMnO4 82 Br C6H4NO2 Br2 82 Br C6H4COOH KMnO4 82 CH3 C6H4H6 Br CH3 C6H4 NO2 Br Br C6H4COOH Các halogen đặc biệt dễ dàng đƣa vào vòng benzen hợp chất khác cấu trục tƣơng tực Iot phóng xạ đƣa vào phân tử hợp chất hữu tác dụng Cl13I Kết hợp halogen phóng xạ từ axit hyđro halogen – nua vào liên kết đôi ba hợp chất chƣa bão hoà xảy dễ dàng H36CI H 36 CH2 = CCICOOH CH2 CI - CCICOOH 131 II C2H4 ICI2 CH2 131I Khi tác dụng Natri Iodua – 131I dung dịch axenon lên amin chứa clo hay Brom xảy phản ứng halogen Iod O Na131 O 131 CI CH2 C CH2 I CH2 C NH2 axenton TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ ĐÁNH DẤU 32P Chất đầu để tổng hợp hợp chất phốt chứa 32P photpho đo đƣợc chiều lò phản ứng Từ ngƣời ta điều chế Phôtpho – 32P phôtpho pentasufua – 32P Từ Photphotriclorua – 32P ngƣời điều chế Photphothiotriclo – rua -32P photphoclooxyt -32P Từ Photphppentaclorua – 32P nhận đƣợc photphoclooxyt -32P (hình 17.8) Axít octphôphat -32P chất đầu để điều chế phân bốn phatphp -32P (muối oxitphotpho -32P) este muối axít photpho -32P Hợp chất gốc để đƣa phốtpho phóng xạ vào phân tử chất hữu PSCI3, 32PSCI3, H532PO4 muối chúng Ví dụ điều chế bic – (2etylenhexyl) – oxitphotphoríc 32P tiến hành sơ đồ 32 POCI3 O2H5 C8H17MgBr CH3(CH2)3 CHCH2 32PO2H 32 Este izo propionic axít photphoric -32P đƣợc điều chế cách sau: 32 PCI3 C3H7OH (C3H7O)2 32POH Cloanhyđrit axit đimetylthio phatphoric – 32P theo sơ đồ 32 PSCI3 CH3OH (CH3O)2 32PSCL NaOH Axit ôct phốtphoric32P tạo thành với rƣợu este axit photphoric tƣơng ứng ROH +H3 32PO4 ROH232PO4 Natritetro Thiophotphat Phốtpho (đỏ) Phốtpho triclorua Phốtpho Pentaclorua Phốtpho Penta sunfua Phốtpho thio Tri CLORUA Phốtpho Y clorua Phân lân Kali Đi phốt phát Phốt Pentaoxýt Axit Phốt phoric Sufe phốt phat Hình 17.8 Sơ đồ tổng hợp hợp chất đánh dấu 32P $ - TỔNG HỢP BẰNG TRAO ĐỔI ĐỒNG VỊ Trao đổi đồng vị đƣợc sử dụng rộng rải để đƣa đồng vị phóng xạ vào phân tử hợp chất cổ điển khác Để tiến hành tổng hợp cần phải đạt đƣợc tiếp xúc hai chất trao đổi sau phân phia chúng Ứng dụng trao đổi đồng vị đặc biệt quan trọng đƣa nguyên tử phóng xạ vào hợp chất phức tạp khó điều chế phƣơng pháp tổng hợp hoá học trực tiếp Nếu nguyên tử phóng xạ trao đổi đồng vị vào hợp chất chứa vài nguyên tử có khả trao đổi xảy đánh dấu tất vị trí nguyên tử liên kết phân tử giá trị xảy đánh dấu không theo hoạt phân tử không giá trị phƣơng pháp trao đổi đồng vị thƣờng không cho phép tiến hành đánh dấu theo hệ thống vị trí đƣợc ghi nhƣợc điểm phƣơng pháp (tính riêng trƣờng hợp liên kết nguyên tử trong) Phƣơng pháp trao đổi đồng vị đƣợc sử dung rộng rãi để điều chế hợp chất đánh dấu đồng vị phóng xạ halogen Halogen phân tử, axít hyđro halogenua muối chúng dễ dàng tham gia vào phản ứng trao đổi đồng vị với dẫn xuất halogenua hyđrô bon dung dịch hợp kim RHaL + HaL2 RHaL + HaL HaL RHaL + Me Hal RHaL +MeMaL 82 Ví dụ đun nóng 3acbromua - Br với etylbromua nhân đƣợc etylbromua-82Br C2H5Br + Af32Br C2H582Br + AgBr Bằng trao đổi đồng vị Li36CL với dãy ankyLalorua ( ), dung dịch rƣợu nhận đƣợc ankyIorua đánh dấu 36CI Việc điều chế CloBengen -32CI, đƣợc thực trao đổi với Li36CI nhiệt độ thƣờng có oxyt đồng làm xúc tác Phản ứng trao đổi dẫn xuất halogen hữu với nhôm clorua xảy đặc biệt tốt Phản ứng trao đổi hai hợp chất hữu halogen xảy chất nóng chảy hai pha Ví dụ việc đƣa brom phóng xạ vào antimobromua tạo thành natri bromua-82Br rắn nhiệt độ cao Sau trao đổi antimobromua -82 đƣợc cất Bằng trao đổi đồng vị ngƣời ta điều chế đƣợc phần lớn hợp chất hữu đánh dấu triti đơtri Việc đƣa triti đồng thời hyđro vào liên kết O-H, S-H, NH khppng khó khăn nhanh tiến hành tiếp xúc đơn giản với nƣớc triti, nhƣ hợp chất đƣợc đánh dấu nhƣ có ý nghĩa nghiên cứu hoá học Việc đƣa triti vào liên kết C-H trao đổi đồng vị đƣợc thực điều kiện đặc biệt Trong môi trƣờng axít mạnh kiểm mạnh đun nóng, đòi hỏi thời gian, xảy với có mặt chất xúc tác Đặc biệt thành công trao đổi hyđrô đƣợc thực hợp chất hữu phức 3HH2PO4 RH3 RH + 3HH2PO4.B.F3 R3H +H3 PO4.B.F3 Việc tổng hợp Cloroformie -3H xảy 560C dung dịch KOH ví dụ cho trao đổi kiềm Khác với đơtri, triti tiếp xúc phân tử với hợp chất hữu cơ, kéo hyđrô với lực nhƣ nguyên tử phân tử phân rã , nguyên tử thứ hai triti nằm trạng thái kích thích tham gia vào phản ứng trao đổi đồng vị Phƣơng pháp điều chế đƣợc hợp chất thiên nhiên đánh dấu triti phức tạp Tuy nhiên tác dụng phát xạ triti xảy xa phân chất hữu sản phẩm nhận đƣợc cuối bị nhiễm bẩn hổn hợp phức tạp sản phẩm phản ứng triti với sản phẩm xa phân phân tử ban đầu 3 H2 H He 3 H He H + 3He RH +3H R3H + H Mặc dù nguyên tử bon hợp chất hữu không linh động, đóng vào mạch phân tử, có khả tổng hợp hợp chất hữu đánh dấu 14C trao đổi đồng vị Con đƣờng đƣa 14C vào phân tử hữu đƣờng tantome hoá, đƣờng thứ hai trao đổi gốc Với việc trao đổi14C gefeoza forandehyt -14C qua tanlomehoa nhận đƣợc glucofa-14C Trong phản ứng tantome hoá, nhóm anđehyt glucoza đƣợc trao đổi với forman-dehyt-14C.Tƣơng tự ngƣời ta nhận đƣợc fruetoza-14C, aralinoza-14C galactoza-14C với việc trao đổi gốc hợp chất kim cấu tạo khác nhận đƣợc, ví dụ hợp chất thuỷ ngân đánh dấu14C Hg(C6H5)2 + Hg14C6H5Br Hg (14C6H5 )2 + HgC6H5Br Cũng giống nhƣ điều chế đƣợc acte metylic axit metacrylic CH3 = C – COOCH3 + 14CH3OH CH2 = C – COO14CH3 + CH3OH CH3 CH3 Sự trao đổi đồng vị bon đƣợc sử dụng để tổng hợp kali xyâm-14C Ở nhiệt độ 550 -6500C Kalixyanua trao đổi bon với cacbon đioxyt 14C –bonát kim loại 14 C kim loại kiềm kiềm thổ, kết tốt đạt đƣợc trao đổi với cácbon đioxyt 14 CO2 + KCN O2 + K14CN Ba14CO3 + KCN BaCO3 + K14CN Bằng trao đổi đồng vị ngƣời ta điều chế loại hợp chất vô đơn giản đánh dấu 35S Axit sunfuric-35S đƣợc điều chế cách trao đổi Bari sunfat -35S với axit sunfuaríc Ba35SO4 + H2SO4 BaSO4 + H235SO4 Với việc trao đổi với axit sunfuaric -35s ngƣời ta điều chế thành công cacbon –sunfua- 35S polysunfua-35S Các bon sunfua-35S, hyđrosunfua-35S CO35S điều chế đƣợc trao đổi với lƣu huỳnh nguyên tố -35S nhiệt độ cao Trao đổi đồng vị đƣợc sử dụng để lƣu huỳnh phóng xạ vào phân tử hữu Thiourê dẫn xuất điều chế cách đun nóng chúng với lƣu huỳnh -35S nguyên tố (NH4)2 OS + 35S (NH4)2O 35S +S Tƣơng tự điều chế hợp chất thio khác đánh dấu 35S CH3COSH + 35S CH3CO35SH + S C6H5CH2S + 35S C6H5CH2 35SH+S Đồng thời phải kể đến khả tổng hợp chất kim trao đổi đồng vị, ví dụ hợp chất thuỷ ngân đƣợc thực theo phản ứng kiểu; 203 HgH2 +203HgHal2 Hg R2 +HgHal2 Hay tổng hợp hợp chất chì 210 PbR4 +PbR2Ha2 PbR4 + 210 PbR2Hal Cơ thể phản ứng đƣợc mô tả chƣong Trao đổi đồng vị hàng loạt trƣờng hợp số giai đoạn tổng hợp hoá học trực tiếp dùng dể điều chế sản phẩm trung gian Nó đƣợc sử dụng để làm giảm số giai đoạn tổng hợp hoá học $4: - TỔNG HỢP SINH HỌC Để điều chế hợp chất hữu phức tạp thực tế ngƣời ta tiến hành sinh tổng hợp hợp chất đánh dấu dựa chuyển hoá hợp chất phóng xạ thành phần đơn giản thành hợp chất tự nhiên phức tạp nhờ động vật bậc thấp thực vật Chẳng hạn thực vật đƣợc đƣa vào bàn khí bon đioxyt phóng xạ aminoaxit cácbon thực vật đƣợc đánh dấu 14C Quá trình sản xuất aminoaxit đánh dấu đƣợc thực cách đƣa tế bào lục diệp tố dong biển hay đƣờng củ cải vào bàn khí 14CO2 Nhờ khuôn vi trùng ƣa axit nuôi môi trƣờng dinh dƣỡng chứa cacbon phóng xạ ngƣời ta điều chế đƣợc vitamin B12 đánh dấu 60Co Sinh tổng hợp không thuận lợi cho việc tiến hành đánh dấu tất nguyên tố cho, nhƣng điều cho phép điều cế hợp chất đánh dấu 14C có hoạt tính riêng tƣơng đối cao Ngoài sinh tổng hợp hợp chất có nguyên tử đồng hoá bon tạo thành dạng L mà tổng hợp hoá học trực tiếp nhận đƣợc hổn hợp triệt quang Với việc sinh tổng hợp nhận đƣợc phƣơng pháp đơn giản nhƣng đòi hỏi thời gian dài $5: TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN TỬ LÙI - TỔNG HỢP NÓNG Tổng hợp “nóng” dựa phản ứng nguyên tử phóng xạ lùi tạo thành trình biến chuyển hạt nhân, chủ yếu phản ứng hạt nhân với nguyên tử xung quanh Nhƣ nêu từ chƣơng 7; nguyên tử nhƣ có động lƣợng kích thích cao Trong trình làm chậm sinh gốc chất Sự tƣơng tác nguyên tử làm xảy vùng lƣợng cao chúng, sau chúng nguội Do kết tƣơng tác nguyên tử nóng thu đƣợc hổn hợp chất phóng xạ- Các sản phẩm tƣơng tác nguyên tử lùi với chất môi trƣờng, nơi mà chúng đƣợc sinh sản phẩm xạ phân chất môi trƣờng Trong đa số trƣờng hợp hỗn hợp phức tạp chất Tính phức tạp thành phần sản phẩm tổng hợp nóng đƣợc đặc trƣng việc chiếu nơtron lên amliu tạo thành loạt chất đánh dấu 14C To luđin o-metyl Sản phẩm ứng Anilin Metylaniđin (0,m,p) benziđin Phần 14 C chất % Sản phẩm phản ứng Phân 14C chất % 3,2 Metylđi Metan phonyla-min 1,6 1,5 2,6 Benzin amin 0,8 Toboenen Benzen 0,7 0,1 Do hỗn hợp sản phẩm tổng hợp nóng có thành phần phức tạp nên để điều chế chất tinh khiết vào cần phải phân chia tinh chế Để nhằm mục đích ngƣời ta sử dụng sắc ký khí, sắc ký lỏng, điện di chứng cất phân đoạn… Một phản ứng có hiệu suất cao thay trực tiếp nguyên tử phân tử đồng vị phóng xạ nó, nhiên trình không cho phép đa số trƣờng hợp điều chế chất có hoạt tính riêng cao, sản phẩm đƣợc điều chế thay nguyên tử khác phân tử nguyên tử lùi tạo thành hợp chất gốc với nguyên tử nhiệt lùi có hiệu suất thấp thời gian sản phẩm đƣợc điều chế chất mang với lƣợng nhỏ chất mang tạo thành phân hủy phóng xạ phân tử ban đầu nghĩa với hoạt tính riêng phân cao Ƣu điểm phƣơng pháp điều chế đồng vị phóng xạ lần tổng hợp hợp chất (loại trừ nhiều giai đoạn tổng hợp hóa học, liên quan đến mát đồng vị hóa học thời gian chi phí lớn) Sự vạn phƣơng pháp điều chế hợp chất đánh dấu nguyên tắc điều chế hợp chất không chất mang lƣợng chất mang tối thiểu, có khả điều chế loạt hợp chất có ích Có khả tổng hợp hợp chất có đồng vị chu kỳ bsns hũy ngăn Nhƣợc điểm phƣơng pháp khả nguyên tắc thu đƣợc đánh dấu vị trí xác định (các nguyên tử phóng xạ thay tất vị trí phân tử chúng phân bố không tuân theo quy luật thống kê); khó khăn việc phân chia tinh chế hợp chất đánh dấu, khó khăn việc điều chế chất với hƣớng có ích Phƣơng pháp nguyên tử lùi bổ sung cho kho tàng phƣơng pháp tổng hợp khác sử dụng phối hợp với phƣơng pháp tổng hợp hóa học Nó đƣợc sử dụng riêng biệt để điều chế chất khó tổng hợp trƣờng hợp đó, cần phải có chất đánh dấu vị trí Ý nghĩ đặc biệt phƣơng pháp chỗ để tổng hợp hợp chất đồng vị sống ngắn Để tổng hợp nóng sử dụng hai phƣơng pháp điều chế nguyên tử lùi; chiếm hợp chất hỗn hợp, hợp chất hạt nhân, thực tế notron lò hạt nhân, sử dụng nguyên tử phóng xạ thu đƣợc phân rã phóng xạ hay lò trình phân chia hạt nhân Khi chiếu lò với phản ứng hạt nhân xảy loại phản ứng phụ với tạp chất chất thùng đƣợc đƣa vào chiếu, vừa chếu đƣợc tiến hành ampun thạch anh ănpun polietylen đặt băng nhôm đƣợc chuẩn bị từ nhôm tinh khiết cao Chất đƣợc chiếu không đƣợc chứa tạp chất dễ hoạt tính Khi chiếu chất hữu xảy xạ phân khác lớn với việc tách khí polime hóa Yếu tố hạn chế khả chiếu dài chất hữu bắt buộc phải hàn kín ănpun trƣớc chiếu chân không Để giảm việc tách sản phẩm loại cá trƣờng hợp có ích hỗn hợp trƣớc chiếu ngƣời ta đƣa vào gốc ức chế Để giảm xạ phân dƣới tác dụng notron nhánh lò ngƣời ta sử dụng hợp lý tháp nhiệt lò lò có phận làm chậm notron nhanh, ví dụ lò có chất làm chậm nƣớc nặng TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU TRITI Triti nhận đƣợc chiếu liti notron chậm theo phản ứng 6li(n,&)3H Tiết diện phản ứng 950 bara 6Li chiếm 7,5% hỗn hợp đồng vị Từ 18 Liti tự nhiên với dòng 1012 nơtron/cm2s suốt tạo thành (n curi Triti Do xạ phân với mức độ cao dƣới tác dụng hạt  triton lùi nên chiếu cá hợp chất hữu tiến hành vài phần mƣời Việc chiếu hỗn hợp muối Liti (Li2CO3 Li2SO4, LiF) với hợp chất hữu không tan Việc sử dụng dung dịch dẫn xuất cơliti dẫn đến xạ phân lớn phần lớn lƣợng triton hầu nhƣ tất lƣợng hạt  trƣờng hợp đầu bị hấp phụ vào chất rắn, trƣờng hợp triton lùi, lƣợng lùi 2,7MeV, hợp chất hữu đƣợc ngƣng tụ 30-50MK) Khi tổng hợp “nóng” 30-50% nguyên tử lùi đƣợc điều chế dạng hyđro phân tử H3H, 10-50% thay nguyên tử hyđro hợp chất đầu phần lại đƣợc ổn định dạng hợp chất hữu khác Ví dụ chiếu dòng nơtron 1017 - 1018 nhận đƣợc benzen, toluen, xyclohexan, antraren, galatoza loại hợp chất có hoạt tính riêng 100200 từ xyclo hexen điều chế đƣợc benzen có hạt tính riêng cao TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU 14C Phản ứng 14N(n,p) 14C có tiết diện 1,76 barn nguồn nguyên tử lùi 14C Trong dòng 1012 nơtron/(cm2.sec) từ gam nitơ suốt tạo thành tất 0,03ukcuri 14C Bởi hợp chất hữu không chịu đƣợc chiếu lớn 200 giờ, nên hiệu suất tốt hợp chất đánh dấu đƣợc chiếu họat tính riêng chất đƣợc chiếu nhỏ đại lƣợng từ phần mƣời đến vài (hcuri/g Để tổng hợp ngƣời ta đem vào chiếu hợp chất chứa nitơ hỗn hợp chất hữu với chất chứa nitơ làm nguyên tử lùi (anilin, piridin, anin khác hợp chất dị vòng) Ví dụ tổng hợp “nóng” TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU 35S Nguyên tử lùi 35s thu đƣợc theo phản ứng 35c1 (n,p) 35s dòng 10 12 nơtron/(cm2.s) suốt tạo thành 30Mcuri 35s Để nhận đƣợc hợp chất hữu đánh dấu 35s ngƣời ta đƣa dung dịch chất chứa clo hợp chất ban đầu vào chiếu Nguyên tử lùi s tạo thành từ hợp chất hữu chứa clo chất mang 35s thâm nhập vào cách nguyên tử hydro nhóm nguyên tử với việc tạo thành sunfua Mepkamah Việc chiếm hỗm hợp xyclopentan CO14 xảy tạo thành loại xunphua Menkan maH tuần arnoa murokute, ví dụ thiophan (1), tetrahydro thiopiran (2), xyclopentanthiol (3) TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU 38C1, 82Br128I Khi chiếu hợp chất halogen nơtron xảy việc tạo thành nguyên tử lùi halogen theo phản ứng Mha1 (n, ) M+ Hal Các nguyên tử lùi thay nguyên tử halogen, nguyên tử hyđroo, nhóm nguyên tử phân tử hợp chất có halogen Phần chủ yếu nguyên tử lùi phân bố hợp chất hóa học ban đầu halogen tự Phần nhỏ thay nguyên tử hydrô nhóm nguyên tử (xem bảng 7.6; 7.8) Bời chu kỳ bán hủy chất nhỏ tiết diện phản ứng lớn nên chiếu thời gian ngắn nhận đƣợc hợp chất mẹ có hoạt tính riêng cao Bằng cách điều chế đƣợc hợp chất halogen Trong thực tế sản xuất ngƣời ta điều chế brombengen nhƣ vậy, nhiên việc chiếu trực tiếp đòi hỏi phải tinh chế sau đƣa vào dung dịch halogen vào chất hữu để chiếu Chính chiếu dung dịch brom axetic với hiệu suất cao nhận đƣợc axit bromuaaxetic đánh dấu bromuamety1 Clo 38 01 iot 128I phòng xạ có chu kỳ bán hủy nhỏ sử dụng phân tử, phân tử chứa phân tử gặp trở ngại Đồng vị sống lâu 131 (T1/2 = ngày) thu đƣợc chia Uran hy theo phản ứng 130 Tc (n, ) 131Te  131 Khi chiếu hỗn hợp aminiaxetat rắn với U3O8 tạo thành nguyên tử lùi 131I, kết hợp với CH3, COONH4 tạo thành CH3 131I Quá trình tƣơng tự với axit benziner dẫn đến tạo thành C6H5 131I Việc chiếu Teluaclorue tan benzen dẫn đến việc tạo thành C6H5 131I TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU 13N Đồng vị phóng xạ 13N thu đƣợc lò phản ứng hạt nhân theo phản ứng kép từ hỗn hợp chứa Liti bo: 6Li(n, ) 3H; 10b (, n) 13N, ví dụ chiếu bột nhão gồm LiBo2 benzen tạo thành piriddin đánh dấu 13N cách thay trực tiếp bon nguyên tử phóng xạ lùi nitơ TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU BẰNG SỰ PHÂN RÃI CỦA CÁC ĐỒNG VỊ OC TRONG PHÂN TỬ Nhƣ mô tả chƣơng 7, đồng vị nguyên tử nặng tham gia phân tử hợp chất phân rã  80-90% phân tử nhận đƣợc điện tích 1+ 10-20% phân tử nhận điện tích cao phân tử ion phân tử đƣợc tạo thành có kích thích clectron Vì nguyên tử không bền, biến chuyển chúng dẫn đến việc tạo thành phân tử chứa đồng vị sản phẩm phân rã  đồng vị phóng xạ mẹ Nếu đồng vị phóng xạ thu hợp chất đánh dấu đồng vị phóng xạ Trong trình phân rã  thu đƣợc ion phân tử bền với biến đổi hóa học tiếp theo, đƣợc ổn định dạng hợp chất hóa học phù hợp bị phân rã phần dƣới ảnh hƣởng kích thích Khi phân tử rã  125 Sb tạo thành 125mTe Sự phân rã  125 So thành phần hợp chất R3 125 Sb, SbX3 R3 125 SbX2, R4 125 SbX R5 125 b dẫn đến tạo thành hợp chất Telua với công thức tổng quát R2 125mTe, R2 125 TeX2; R3 125m TeX, R125m TeX3và R4 125mTe Bảng 17.1 Hiệu suất tạo thành hợp chất hữu 210 Po dẫn xuất thơm 210 phân rã  Hợp chất đầu Hiệu suất R2P0 R2P0X2 R3P0X2 (-CH3O6H4)3 210Bi 33 67 (m-CH3O6H4)3 210Bi… 61 39 O-CH3O6H4)3 210Bi… 32 68 [(CH3)3O6H2)3] 210Bi… 32 (O-CH3C6H4)3 210BiF2 95 (m-CH3O6H4)3 210BiF2… 94 (p-CH3O6H4)3 210BiF2… 95 (C6H5)3 210BiC12 92 33 (O-CH3C6H4)3 210BiC12 67 29 (m-CH3O6H4)3 210BiC12 71 31 (p-CH3O6H4)3 210BiC12 69 73 (O-CH3C6H4)3 210BiBr2 27 87 (m-CH3O6H4)3 210BiBr2 13 95 (p-CH3O6H4)3 210BiBr2 Hiệu suất hợp chất telua trình bày bảng 17.2 Khi phân rã  131 I 129 I tổng hợp đƣợc hợp chất phóng xạ becHohu Ví dụ: 131 IO4  131mXeO4  131mXeo5 +o Nếu phân tử chứa nguyên tử phóng xạ phân rã  hai nguyên tử nhận đƣợc hợp chất đƣợc đánh dấu đồng vị phóng xạ lại, ví dụ: C6H43H14CH3  [C6H43H 14NH3]4  C6H43HNH3 Bảng 17.2 Hiệu suất tạo thành hợp chất hữu 125mTe dẫn xuất pheny1 125Sb phân rã  Hợp chất đầu (C6H5)3 125Sb (C6H5)5125 SbC12 Hiệu suất % (C6H5)2Te (C6H5)2Tecl2 83 (C6H5)2 (C6H5)4Te 27 83 (C6H5)5 125SbC12 30 (C6H5)4 125SbC1 75 (C6H5)2 125SbC13 C6H5Tecl3 56 65 35 Có thể điều chế đƣợc 99Tc từ 99 Mc, 138I, 131Tew tổng hợp phân rã  Khi đồng vị phân thành phần thành phần hợp chất hữu phân rã  thu đƣợc ion phân tử, phân rã ion phân tử loại trƣờng hợp dẫn đến việc tạo thành ion bony R 3H  R3He+ R 18H   R18Nc+ → R + 3He R+ 3He R+ 18Ne R+ + 18Ne R 36 C1  R 36 Ar → R+ 36Ar R+ + 36 Ar R 82Br  R 82 Kr+ → R+ 82 Kr R+ + 82 Kr R131 I  R 131 Xe+ → R + 131 Xe R+ + Xe → Nếu lấy chất đầu hợp chất đánh dấu nhiều lần ion cacbon nhận đƣợc đánh dấu Bởi ion cacbon có khả phản ứng nên nhờ chúng thực đƣợc tổng hợp chất đánh dấu ví dụ C3H+3 + CH4 C3H3 – CH3 + H+ C3H+3 + NO4 C3H3 – CH3NO2 + C3H + C1 C3H3 – CH3 Co C3H+3 + CH3NH2 C3H3 CH3 NH + H+ BÀI CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP HÓA LÝ TỔNG HỢP BỨC XẠ Khi phân hợp chất hóa học, đặc biệt hợp chất hữu tạo nên góc, góc tƣơng tác với thu đƣợc hỗn hợp chất Nếu hỗn hợp chất đƣợc đa vào xạ phân mà thành phần chất phóng xạ nhận đƣợc hỗn hợp hợp chất đánh dấu, có mặt chất đầu, chất đơn giản, chất phức tạp phân tử thành phần nhƣng cấu trúc khác Sự tổng hợp xạ diễn nhƣ dƣới tác dụng chiếu xạ nhƣ dƣới ảnh hƣởng xạ chất phóng xạ tham gia hỗn hợp Khi tổng hợp xạ thu đƣợc hỗn hợp phức tạpcủa hợp chất đánh đấu Điều gây khó khăn cho việc tách hợp chất đánh dấu tinh khiết, nhƣng thời gian lại cho khả thu đƣợc vài hợp chất lần chiếu xạ Quá trình tổng hợp giai đoạn liên tục Việc dự đoán trƣớc vị trí đánh dấu phân tử khó khăn Hoạt tính riêng hợp chất tạo thành nhỏ hoạt tính riêng chất phóng xạ ban đầu Sự tạo thành hợp chất chứa oxy đánh dấu 14c ví dụ cho tổng hợp xạ Khi chiếu 14cc heptan dòng rơnghen hay tia 30% oxyt bon chuyển vào hợp chất cácbonyl sử dụng đồng thời oxyt bon 14CO2 50% 14c trở thành oxít cacbonic Để khắc phục biến đổi xạ chất phóng xạ nhận đƣợc tổng hợp xạ ngƣời ta đƣa chúng khỏi vùng phản ứng cách hấp phụ lên silicagen TỔNG HỢP PHÓNG ĐIỆN Sự phóng điện tiến hành chất hữu sinh ion gốc Chúng tƣơng tác với tạo thành chất Nếu phóng diện tiến hành chất phóng xạ hỗn hợp chất mà chất phóng xạ thu đƣợc hỗn hợp hợp chất đánh dấu Phƣơng pháp có ƣu điểm nhƣợc điểm giống nhƣ tổng hợp xạ: trình thực giai đoạn liên tục, thu đƣợc hỗn hợp chất, đòi hỏi phải phân chia phân bố phân tử khó đoán trƣớc Hoạt tính riêng nhỏ hoạt tính riêng chất phóng xạ ban đầu Với tổng hợp phóng điện hỗn hợp oxyt oxyt cácbon 14c với metan axetilen phân 14c đƣợc tập trung dạng hỗn hợp đánh dấu axít bon nít nhóm cacboxyl đánh dấu nhóm cacbonyl anđehyt Trong hỗn hợp metan với 14CO, 20% bon phóng xạ thu đƣợc dạng dẫn xuất cácbonyl, gân nửa xảy đánh dấu pyoxmađehyt-14c, phần lớn 14c tập trung đánh dấu nhóm boxyl axít propicnic – 14c Trong hỗn hợp nitan 14CO2 với phần axít với số nguyên tử bon TỔNG HỢP ĐIỆN HÓA Ngƣời ta biết phƣơng pháp tổng hợp loại hợp chất hữu tổng hợp điện Tổng hợp điện hóa sử dụng để đƣa đồng vị phóng xạ vào phân tử chất hữu Một ví dụ cho tỏng hợp điện việc điều chế phẩm y học “nog2hodcta” (muối natri tetra iođphenolphta-lein) Sự điện phân tiến hành dung dịch rƣợu nƣớc hỗn hợp phenolphtalein natri chứa 131 I điện cực platin TỔNG HỢP TRONG DÒNG IO CAO TỐC Phƣơng pháp dựa bắn phá bia ion chứa đồng vị phóng xạ đƣợc tăng tốc trƣờng điều đến tốc độ lớn, cách nhƣ thu đƣợc hợp chất hữu đánh dấu 14c 3H Để bắn pha ngƣời ta sử dụng ion 14C+, 14CO +, CO2+, 3H+, 3H2+ Các ion đƣợc gia tốc trƣờng điện sau phân chia trƣờng điện từ, chúng đập vào bia rắn với bề mặt nhỏ Khi chiếu 500mg benzen dòng 14C+ suốt 24 thu đƣợc chế phân có hoạt tính riêng 0,Qmeuri Tuy nhiên mẫu với benzen chứa tôluen loại sản phẩm phản ứng phóng xạ khác Liên quan đến vấn đề việc cần thiết phải tiến hành tinh chế đƣợc chiếu khỏi tạp chất sau tổng hợp Khi tổng hợp hợp chất chứa triti để bắn phá ion 3H + 3H2+ Có thể sử dụng ống phóng điện, ống xảy tạo thành ion chúng đƣợc gia tốc trƣờng điện Ống làm việc khí 3H2 chất cần chiếu nắm catôt, chất thu đƣợc chứa tạp chất phóng xạ cần phải tinh chế chúng; nhiên tạp chất tƣơng đối so với tổng hợp xạ tổng hợp phƣơng pháp hạt nhân lùi Với tổng hợp dòng ion cao tốc ngƣời ta thu đƣợc benzen, axít Stearíc, axit phalmitic loại hợp chất khác chứa triti TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU NHIỀU LẦN Việc điều chế chất chứa phân tử hai nhiều nguyên tử phóng xạ giống vài đồng vị phóng xạ (đƣợc gọi hợp chất đánh dấu nhiều lần) quan trọng để nghiên cứu chế phản ứng hóa học phức tạp Việc tổng hợp hợp chất đánh dấu nhiều lần có khả sử dụng chất phóng xạ chứa đồng vị không 50-10% Hoạt tính riêng nhƣ thực tế xa đạt đƣợc mà không luôn đồng vị tổng hợp hợp chất nhƣ trở nên phức tạp, cần phải tiến hành đánh dấu sƣo vị trí khác bắt buộc phải tăng số giai đoạn tổng hợp Trong tính tổng hợp không đƣợc tiến hành pha loãng chất phản ứng chất không hoạt tính Sự tổng hợp tiến hành hỗn hợp hợp chất đánh dấu nhiều lần lần PHÂN TÍCH CÁC CHẤT PHÓNG XẠ Khi phân tích chất phóng xạ ngƣời ta xác định vắng mặt tạp chất đồng vị phóng xạ , tạp chất chất phóng xạ chứa đồng vị cho tạp chất không hoạt tính nhƣ xác định hoạt tính riêng hợp chất Sự phân tích tinh khiết hóa phóng xạ dựa vắng mặt đồng vị phóng xạ đƣợc tiến hành xác định chu kỳ bán hủy (đối với đồng vị sống ngắn), lƣợng xạ theo hấp thụ nó, tia  đƣợc xác định theo phổ  nhờ quang phổ kế  Việc loại bỏ chất nhiễm bẩn phóng xạ chứa đồng vị phóng xạ với hợp chất tốt dùng phƣơng pháp sắc ký phóng xạ Sự vắng mặt tạp chất không hoạt tính đƣợc kiểm tra theo độ tinh khiết chế phẩm phƣơng pháp thích hợp (kết tinh lại, chiết, sắc ký…) với việc xác định liên tục hoạt tính riêng chất Khi tạp chất hoạt tính riêng cần phải bảo toàn – không thay đổi sau lần tinh chế lại Để xác định hạt tính riêng chất cần phải tìm đƣợc hoạt tính khối lƣợng xác định chất curi/g xung/(phút.gam) Nếu hợp chất có nguyên tố đồng vị phóng xạ nằm vài vị trí khác phân tử loạt trƣờng hợp cần phải xác định hoạt tính riêng, phân biệt theo vị trí nguyên tố phân tử, phân bố nộ phân tử [...]... sự tổng hợp các hợp chất nhƣ thế trở nên phức tạp, bởi vì cần phải tiến hành đánh dấu sƣo bộ ở các vị trí khác nhau cho nên bắt buộc phải tăng số giai đoạn tổng hợp Trong đó tính tổng hợp không đƣợc tiến hành pha loãng chất phản ứng bằng các chất không hoạt tính Sự tổng hợp tiến hành trong hỗn hợp các hợp chất đánh dấu nhiều lần và một lần PHÂN TÍCH CÁC CHẤT PHÓNG XẠ Khi phân tích các chất phóng xạ. .. ứng bằng cách hấp phụ lên silicagen TỔNG HỢP PHÓNG ĐIỆN Sự phóng điện tiến hành trong hơi các chất hữu cơ sinh ra các ion và các gốc Chúng tƣơng tác với nhau tạo thành các chất mới Nếu sự phóng diện tiến hành trong hơi các chất phóng xạ hay là hỗn hợp các chất mà một trong các chất đó phóng xạ thì thu đƣợc hỗn hợp các hợp chất đánh dấu Phƣơng pháp này cũng có ƣu điểm và nhƣợc điểm giống nhƣ sự tổng hợp. .. Vì vậy các nguyên tử không bền, sự biến chuyển của chúng dẫn đến việc tạo thành các phân tử mới chứa các đồng vị con là sản phẩm phân rã  của các đồng vị phóng xạ mẹ Nếu các đồng vị con phóng xạ thì thu các hợp chất đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ Trong quá trình phân rã  có thể thu đƣợc các ion phân tử bền với các biến đổi hóa học tiếp theo, nó đƣợc ổn định ở dạng các hợp chất hóa học phù hợp và... để đƣa đồng vị phóng xạ vào phân tử các hợp chất cổ điển khác nhau Để tiến hành tổng hợp cần phải đạt đƣợc sự tiếp xúc hai chất trao đổi và sau đó phân phia chúng Ứng dụng của trao đổi đồng vị đặc biệt quan trọng khi đƣa các nguyên tử phóng xạ vào các hợp chất phức tạp khó điều chế bằng phƣơng pháp tổng hợp hoá học trực tiếp Nếu các nguyên tử phóng xạ bằng trao đổi đồng vị đi vào trong các hợp chất chứa... đƣợc hỗn hợp các chất Nếu hỗn hợp các chất đƣợc đa vào xạ phân mà trong thành phần của một trong các chất đó phóng xạ thì nhận đƣợc hỗn hợp các hợp chất đánh dấu, trong đó có mặt các chất đầu, chất đơn giản, chất phức tạp hơn và các phân tử cùng thành phần nhƣng cấu trúc khác Sự tổng hợp bức xạ có thể diễn ra nhƣ dƣới tác dụng chiếu xạ trong cũng nhƣ dƣới ảnh hƣởng bức xạ của các chất phóng xạ tham gia... ngƣời ta xác định sự vắng mặt các tạp chất của các đồng vị phóng xạ , tạp chất các chất phóng xạ chứa đồng vị đã cho và tạp chất không hoạt tính cũng nhƣ xác định hoạt tính riêng của các hợp chất Sự phân tích tinh khiết hóa phóng xạ dựa trên sự vắng mặt các đồng vị phóng xạ là đƣợc tiến hành bằng các xác định chu kỳ bán hủy (đối với đồng vị sống ngắn), năng lƣợng bức xạ theo sự hấp thụ của nó, còn... tốt nhất của các hợp chất đánh dấu đƣợc chiếu và họat tính riêng của chất đƣợc chiếu nhỏ và là đại lƣợng từ một phần mƣời đến vài (hcuri/g Để tổng hợp ngƣời ta đem vào chiếu các hợp chất chứa nitơ hay là hỗn hợp các chất hữu cơ với các chất chứa nitơ làm nguyên tử lùi (anilin, piridin, các anin khác và các hợp chất dị vòng) Ví dụ có thể là sự tổng hợp “nóng” TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU 35S Nguyên... tử phóng xạ giống nhau hoặc một vài đồng vị phóng xạ (đƣợc gọi là hợp chất đánh dấu nhiều lần) quan trọng để nghiên cứu cơ chế các phản ứng hóa học phức tạp Việc tổng hợp các hợp chất đánh dấu nhiều lần có khả năng chỉ khi sử dụng các chất phóng xạ chứa các đồng vị không ít hơn 50-10% Hoạt tính riêng nhƣ thế trên thực tế còn xa mới đạt đƣợc mà không luôn luôn cũng không phải đối với bất kỳ đồng vị. .. chế hợp chất đánh dấu bất kỳ về nguyên tắc có thể điều chế các hợp chất không chất mang hay là lƣợng chất mang tối thiểu, có khả năng điều chế một loạt các hợp chất có ích Có khả năng tổng hợp các hợp chất có các đồng vị chu kỳ bsns hũy ngăn Nhƣợc điểm của phƣơng pháp là không có khả năng về nguyên tắc thu đƣợc sự đánh dấu ở vị trí xác định (các nguyên tử phóng xạ thay thế tất cả các vị trí trong phân... thành piriddin đánh dấu 13N bằng cách thay thế trực tiếp các bon bằng nguyên tử phóng xạ lùi của nitơ TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT ĐÁNH DẤU BẰNG SỰ PHÂN RÃI CỦA CÁC ĐỒNG VỊ OC TRONG PHÂN TỬ Nhƣ đã mô tả ở chƣơng 7, khi các đồng vị của các nguyên tử nặng tham gia trong phân tử của một hợp chất nào đó phân rã  thì 80-90% phân tử nhận đƣợc điện tích 1+ và 10-20% phân tử nhận điện tích cao hơn ngoài ra các phân tử