[發明專利]具有可見光調控順反異構特性的偶氮苯羧酸衍生物及其用途和合成方法

有效

• 申請號: 201810966576.1
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109232302B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 楊朝勇;馬艷麗;呂哲豪;李婷玉;鄒遠;朱志
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C07C245/08
• 分類號: C07C245/08;C07C201/08;C07C205/59;C07C227/04;C07C229/64
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;游學明

本發明涉及到一種具有可見光調控順反異構特性的偶氮苯羧酸衍生物及其用途和合成方法，偶氮苯羧酸衍生物結構式如下所示：本發明偶氮苯衍生物分子實現了在可見光范圍內(藍光和綠光調控)的順反異構體的光調控，并且在苯環上構筑了可作為連接基團的羧酸基團，能夠進一步應用于一些生物體系的調控，以實現對體系的無侵入性、可逆性調控。本發明具有合成方法簡單，時間短，成本低，調控光源為可見光及其光調控效率高等優點，在調控一些化學生物學反應等方面具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種具有可見光調控順反異構特性的偶氮苯羧酸衍生物及其用途和合成方法。

背景技術

偶氮苯化合物是一類偶氮基兩端連接苯基的化合物。大多數情況下，該類化合物在紫外光區域顯示很強的π-π^*躍遷，而在可見光區域顯示較弱的n-π^*躍遷。偶氮苯類化合物有順(Z)-反(E)兩種異構體，順式異構體具有非平面結構而反式異構體具有平面結構。一般情況下，反式異構體在紫外光照射條件下，可以轉變為順式異構體，而在加熱或者可見光照射條件下，順式異構體又可以可逆地轉變為反式異構體。利用偶氮苯分子這種順反異構體的變化來調控生物學反應，一直是生物分析研究的熱點。

目前常用于生物分析的偶氮苯化合物，主要利用紫外光和可見光來調控順反異構。這類偶氮苯化合物在365nm波長的紫外光照射下，從穩定的反式異構體，轉換為順式異構體；在可見光的條件下，順式異構體又迅速的轉換為反式異構體。這類調控反應，需要使用紫外光作為光響應刺激條件，鑒于紫外光對于生物體具有強大的殺傷力，能夠使蛋白質變性以及核酸斷裂等，從一定程度上限制了該類化合物在生物分析中的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是提供具有可見光調控順反異構特性的、且含有羧酸官能團的偶氮苯衍生物及其合成方法。其結構式如下所示，

本發明具有可見光調控順反異構特性的偶氮苯羧酸衍生物的合成方法為：

(1)合成中間原料3，5-二甲氧基-4-氨基苯甲酸甲酯。以3，5-二甲氧基苯甲酸甲酯為起始原料，經硝化反應在4位引入硝基，并通過Pd/C和氫氣試劑將亞硝基還原為氨基。

(2)合成偶氮苯羧酸衍生物。利用重氮鹽法合成鄰位甲氧基取代的偶氮苯，如果對位含有活潑的-OH或者-SH時，需要對其利用碘甲烷進行封閉，最后在堿性溶液中進行水解。

優選地，具有可見光調控順反異構特性的偶氮苯羧酸衍生物的制備方法，包括如下合成步驟：

其中，化合物AZO-01，AZO-02為中間產物，化合物AZO-03為最終得到的目標產物。

優選地，步驟1以3，5-二甲氧基苯甲酸甲酯為原料，經硝化反應在4位引入硝基，并通過Pd/C試劑催化，和氫氣將亞硝基還原為伯胺，再利用重氮鹽合成偶氮苯，合成鄰位含有四個甲氧基的偶氮苯(AZO-01)。

優選地，步驟1包括：

1)3，5-二甲氧基苯甲酸甲酯4.0-6.0，冰水浴條件下先向其中加入4-6mL的醋酸酐，再逐滴加入2-3mL濃硝酸，在冰水浴條件下，攪拌反應0.5-2h；

2)3,5-二甲氧基對硝基苯甲酸甲酯，催化劑(0.2g 10％Pd/C)，加入5-10倍體積甲醇進行溶解，而后逐漸向其中通入氫氣，攪拌反應4-8h；