经济全球化使得食品跨境和跨区域的流动更加频繁,种类繁多的食品安全问题暴露极大的弊端,并且给人们的生活和健康造成了极大的威胁。β-受体激动剂在食品中的残留不仅给人类带来危害,更对社会的发展造成阻碍。采用稳定性同位素试剂作为内标试剂,用同位素稀释质谱法检测p-受体激动剂残留,能够极大地提高检测方法的精确性。本文根据检测内标试剂的要求,合成出关键中间体叔丁胺-D9,并利用其分别合成三种同位素内标试剂：妥布特罗-D9。在实验过程中上,采用天然丰度原料进行前期实验的探索和反应条件的优化,在完善各步实验工艺条件的基础上,进行全合成稳定性实验及同位素丰度实验,实验过程中,运用薄层色谱、高效液相色谱、质谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱等分析手段对合成产品进行了表征。(1)关键中间体叔丁胺-D9的合成工艺路线,是以氘代甲醇、氘代丙酮为基础试剂,经格式反应得到叔丁醇-D9,丰度为99.0%。利用叔丁基甲酰胺法合成出叔丁胺-D9,,实验发现,加料顺序对反应的收率有较大的影响,优化得到最佳的加料顺序为：向氰化钠中缓慢滴加乙酸,随后缓慢滴加浓硫酸,反应液混合均匀后,再向其中滴加叔丁醇。制备得到的叔丁胺-D9,化学纯度可达99.8%,同位素丰度为97.7atom%D。(2)以叔丁胺为前体,3,5-二氯对氨基苯乙酮为基础原料,经溴化、胺化和还原,合成得到克伦特罗-D9。实验对关键的胺化步骤进行均匀设计实验优化,得出得到较优的合成工艺条件：控制A2投料量固定,反应时间4 h、反应温度63℃、叔丁胺与A2的摩尔比2：1、三氯甲烷(溶剂)的用量60mL。在还原步骤中,考察了反应溶剂对收率的影响,从实验得出单一溶剂时研究表明：在单一反应溶剂时,甲醇效果较优。当采用复合溶剂时,在甲醇中添加适量水后,还原收率有明显提高,达到65.9%。克伦特罗全合成中,以消耗的叔丁胺计算,二步总收率为31.2%。产品经高效液相、气相、质谱、核磁等其他仪器分析手段进行了结构确认为目标产物,液相化学纯度为98.7%。(3)以叔丁胺为前体,对氨基苯乙酮为原料,先后经NBS、CuBr2溴化,胺化和还原,合成得到溴布特罗。在NBS溴化步骤时,对反应溶剂、反应温度进行了考察,最终确定反应溶剂为DMF,反应温度为70℃,反应时间为4 h。以消耗叔丁胺计算,溴布特罗的总收率为27.3%。产品经高效液相、气相、质谱、核磁等其他仪器分析手段进行了结构确认为目标产物,液相化学纯度为98.5%。(4)以叔丁胺-D9为标记前体,邻氯苯乙酮出发,先后经溴化、胺化和还原,合成得到妥布特罗-D9。通过均匀设计对胺化步骤进行优化,得出得到了较优的合成工艺,控制C2投料量固定,最佳的反应条件为：反应时间5h、反应温度59℃、叔丁胺与C2的摩尔比2：1、三氯甲烷(溶剂)的用量25mL。还原步骤通过单因素法考察了硼氢化钠对反应收率的影响,根据实验得出当硼氢化钠与C3的摩尔比为2：1时,收率最佳。以消耗的叔丁胺-D9计算,妥布特罗-D9的总收率为17.4%。产物经高效液相、气相、质谱、核磁等其他仪器分析手段进行了结构确认,液相化学纯度为98.0%,同位素丰度为97.0atom%D。(5)以1-(二-3,5-(N,N-二.甲氨基甲酰氧基)苯基)-2-溴乙酮为原料经叔丁胺胺化,硼氢化钠还原得到班布特罗。胺化步骤的收率为20.8%,胺化产物液相纯度为99%以上,m.p.165-169℃。还原步骤的收率为21.0%,班布特罗液相纯度为98%,m.p.222～225℃。(6)以3,5-二.羟基苯乙酮为原料,经溴化铜溴化,乙酰氯酯化。前两步的收率分别为57%,72.8%,液相化学纯度分别为99%,99%。