重氧水的用途和制备方法

重氧水是一种化学物质；又称氧18水。天然丰度的氢和100%¹⁸O的化合物。

用途

它主要应用于化学、生物、医学、农业、地质等科研领域作示踪剂；亦可和同位素纯的H₂¹⁶O配制人工校正样品。

重氧水作为示踪剂在核医学成像、生物医药、环境监测以及化学反应机理研究等领域具有重要的用途。例如：在核医学成像领域,重氧水主要用于制备正电子显像药物SF一FDG，该药物是正电子发射计算机断层显像技术的必需品，SF一FDG的合成过程是利用医用回旋加速器轰击重氧水中的氧一18获得氟一18离子，再与非放射性原料经过亲核取代反应制得。

制备方法

当前，重氧水主要通过H₂和O₂在贵金属催化剂的作用下发生氧化还原反应制取。其中，O₂是通过电解双标水(D₂O)产生，而D₂O是由天然水精馏所得。

专利eNloo342955e和CN101618857B披露了一种以天然水为原料经精馏、电解及催化反应得到重氧水，其主要特征是使用铂金丝网或把触媒等贵金属催化剂。

利用重氧水合成同位素标记化合物的方法

同位素标记化合物可以在对反应机理等方面的研究中起重要的作用，为了了解反应中特定的化学键的断裂、形成等情况，可以使用在特定的位置标记的化合物。对其合成的研究也广泛开展。

在自然界中存在的氧以O-16为主，也含有稳定的同位素O-18。对天然产物的同位素氧进行富集，可得到富含O-18的产物，通常情况下,以重氧水H₂¹⁸O的形式储存。制备O-18标记的有机化合物，可以重氧水为原料引进O-18。

对大多数同位素而言，同位素取代的化合物，在热力学及动力学性质上与天然产物并无大的差别。稳定同位素取代的化合物的合成，可以遵循与天然成分化合物相同的原则和方法，但仍须注意到其特点。

由于标记化合物的价格比较昂贵，必须注意节约原料，选用合适的制备反应及操作方法。在普通合成过程中，为了推动某些水解反应的平衡移动，提高产量，常加入过量的水，或以水为溶剂。而制备标记化合物时，就不能采取这种方法，而应选用易于进行的水解反应。

在合成同位素O-18标记化合物时，经常利用的水解反应是腈、原酸的三酰卤和三酯、亚胺等的水解反应。有时，利用同位素交换反应也可得到较好的效果。