[發明專利]一種鋅離子熒光探針化合物、制備方法及應用

在審

• 申請號: 201610202164.1
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105693650A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 陳衛華;尚玉婷;王淼;許巖;賀永桓;王鳳忠
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農產品加工研究所
• 主分類號: C07D263/57
• 分類號: C07D263/57;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京英拓知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 宋寶庫;楊曉莉

技術領域

本發明涉及分析化學技術領域，尤其涉及一種鋅離子熒光探針化合物、制 備方法及其應用。

背景技術

Zn²⁺是一種重要的微量元素，在動植物體內的許多生理過程中發揮著重要作 用，例如神經信號的傳導與調節、基因表達、細胞凋亡和酶催化等諸多方面。 因此，Zn²⁺的檢測，尤其是活體細胞和組織中Zn²⁺的測定與熒光顯微成像技術成 為近年來化學家和生物學家們非常關注的領域之一。但不同于其它過渡態金屬 離子，Zn²⁺由于最外層電子分布為3d¹⁰4s⁰而不顯示任何波譜或磁信號，所以設 計合成高選擇性和高靈敏度的Zn²⁺熒光探針就顯得尤為重要。

傳統Zn²⁺熒光探針的設計從原理上一般分為分子內電荷轉移(ICT)、光誘導 電子轉移(PET)、熒光共振能量轉移(FRET)、扭曲分子內電荷轉移(TICT)和 亞胺異構化等機理。但是這些機理存在著一些缺陷，例如ICT受pH值的影響比 較大，PET受結構的影響比較大，TICT和亞胺異構化是Zn²⁺的結合導致其分子 內扭曲的間接測量結果。而激發態分子內質子轉移(ESIPT)機理是指某些有機 分子受光激發后，分子中某一基團上的質子(通常為羥基或氨基)轉移到分子內 鄰近N、O、S等雜原子上，形成互變異構體的過程。當其與Zn²⁺相結合時，ESIPT 進程受到抑制，表現出斯托克斯位移(Stokesshift)，實現對Zn²⁺的檢測。

理想的Zn²⁺熒光探針還應同時具備化學光穩定性好、選擇性和靈敏性高、良 好的脂溶性兼水溶性、對細胞毒害作用小以及對細胞pH值環境不敏感等性質， 從而實現其在生物領域中的廣泛應用。

發明內容

本發明的一個目的在于提出一種分子結構簡單、產率高、對鋅離子具有良 好的選擇性和靈敏性的鋅離子熒光探針化合物。

本發明的另一個目的在于提出一種工藝簡單、原料易得、易于實施的鋅離 子熒光探針化合物的制備方法。

本發明的再一個目的在于提出一種鋅離子熒光探針化合物的應用。

為達此目的，一方面，本發明采用以下技術方案：

一種鋅離子熒光探針化合物，其化學分子式為C₁₅H₁₃NO₄，分子結構式為：

優選的，所述鋅離子熒光探針化合物是以2-(2’-羥基苯基)苯并噁唑化合 物為母體結構，經過衍生化得到的。

另一方面，本發明采用以下技術方案：

一種鋅離子熒光探針化合物的制備方法，按下列步驟進行：

步驟A、將2-(2’-羥基苯基)苯并噁唑溶解于三氟乙酸溶液中，分批加入 六亞甲基四胺對原料進行甲酰化，純化后得到中間體Ⅰ；

步驟B、將硼氫化鈉逐步加入到中間體Ⅰ的甲醇溶液中進行反應；

步驟C、減壓并蒸發去除溶劑后進行純化；

步驟D、將步驟C中純化后的有機相在二氯甲烷中重結晶，獲得最終化合物。

優選的，步驟A中的所述中間體Ⅰ的化學分子式為C₁₅H₉NO₄，分子結構式為：

優選的，所述最終化合物其化學分子式為C₁₅H₁₃NO₄，分子結構式為：

優選的，步驟A中，對原料進行甲酰化后進行步驟A2，步驟A2為，加熱回 流至反應完全；

優選的，步驟A2后進行步驟A3，步驟A3為，將反應完全后的溶液冷卻后 加入鹽酸酸化，并采用乙酸乙酯溶液進行萃取；

優選的，步驟A3后進行步驟A4，步驟A4為，對步驟A3獲得的有機相用飽 和食鹽水沖洗后用無水硫酸鈉干燥；

優選的，步驟A4后進行步驟A5，步驟A5為采用柱層析方式對步驟A4中干 燥后的有機相進行分離獲得所述中間體Ⅰ；

優選的，2-(2’-羥基苯基)苯并噁唑與六亞甲基四胺的摩爾比為1：2；