[發(fā)明專利]花菁染料的合成方法及作為酸堿響應(yīng)的熒光試劑上的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911251981.6
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN111100474B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖述章;嚴(yán)曉婧;李楊;朱鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: C09B23/10
• 分類號: C09B23/10;C09K11/06;C07D403/14;G01N21/64
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明涉及花菁染料的合成制備技術(shù)，具體涉及一種對酸堿有顯著響應(yīng)的花菁染料的設(shè)計合成，檢測了該花菁染料在不同pH的PBS溶液中的吸收光譜和熒光光譜。測試發(fā)現(xiàn)在酸性和堿性條件下，該化合物的吸收和熒光光譜發(fā)生了明顯的變化，適用于對癌細(xì)胞的檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熒光染料的合成方法，具體為花菁染料作為酸堿響應(yīng)的熒光染料的合成及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

花菁染料是一種近紅外熒光染料，由含兩個氮原子的雜環(huán)和多甲川鏈組成，其發(fā)射和吸收波長均在600-800nm之間，能有效減少生物樣品由于自吸收與自發(fā)熒光身所帶來的背景干擾。除此之外，花菁染料摩爾消光系數(shù)大，熒光量子產(chǎn)率高，水溶性好，生物相容性好，這些優(yōu)點(diǎn)使它更適合應(yīng)用在生物環(huán)境的分析中。而在生物環(huán)境中，pH是一個重要的參數(shù)，它的改變與病理學(xué)狀態(tài)息息相關(guān)，是某些疾病診斷的一個重要依據(jù)(例如，癌細(xì)胞一般是酸性環(huán)境)。因此，設(shè)計一種酸堿響應(yīng)的花菁染料在醫(yī)學(xué)研究上有重大的意義。

但是，傳統(tǒng)花染料通過增加聚甲川鏈來增加其激發(fā)波長和發(fā)射波長，容易造成染料的光穩(wěn)定性降低和光漂白性增加等問題，而功能化花菁染料具有多個修飾位點(diǎn)，可以通過分子設(shè)計，合成得到不同官能化的菁染料。但是功能化的菁染料產(chǎn)率低，價格高；尤其是大Stokes位移的不對稱結(jié)構(gòu)的花菁染料，合成難度更大，限制了其應(yīng)用。因此，本發(fā)明通過Knoevenagl縮合反應(yīng)在吡咯的1位和3位連接兩個含氮雜環(huán)，提供了一種簡單高效的花菁染料的合成方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案通過Knoevenagl縮合反應(yīng)在吡咯的1位和3位連接兩個含氮雜環(huán)，提供一種花菁染料的合成方法，工藝步驟：

(1)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將N-乙酰甘氨酸溶解在DMF中，在冰鹽浴下緩慢滴加三氯氧磷，室溫下反應(yīng)0.5-3h，再升溫至80-100℃下反應(yīng)3-5h(優(yōu)選條件為，在室溫下反應(yīng)時間為1h，再升溫至90℃下反應(yīng)4h)，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液緩慢倒入冰水中，經(jīng)中和、萃取柱層析提純，得到淡黃色固體粉末，即為3,5-二氯-1H-吡咯-2,4-二甲醛；所述的N-乙酰甘氨酸、三氯氧磷的摩爾比為1：2.5-5。

(2)將吲哚和碘甲烷溶解在乙腈中，70-90℃下攪拌反應(yīng)1-3h(優(yōu)選條件為吲哚和碘甲烷在乙腈中80℃下攪拌反應(yīng)2h)，反應(yīng)完成后冷至室溫，過濾、洗滌，得到淡粉色固體粉末，即為1,2,3,3,-四甲基吲哚鹽；吲哚、碘甲烷的摩爾比為1：2-4。

(3)將3,5-二氯-1H-吡咯-2,4-二甲醛和1,2,3,3,-四甲基吲哚鹽溶解在無水正丁醇中，在100-140℃下反應(yīng)4-6h(優(yōu)選條件為120℃下反應(yīng)5h)，反應(yīng)結(jié)束后旋蒸除去正丁醇，柱層析提純，得到灰黑色固體粉末，即為花菁染料，3,5-二氯-1H-吡咯-2,4-二甲醛和1,2,3,3,-四甲基吲哚鹽的摩爾比為1：1.5-3.5。

上述反應(yīng)步驟(1)中，DMF要干燥，反應(yīng)溫度不可過高，防止高溫下DMF分解。

上述反應(yīng)步驟(2)中，碘甲烷要過量，取用的時候要小心，如果是夏天泡在冰水中再取，防止溫度過高快速揮發(fā)。

上述反應(yīng)步驟(3)中，正丁醇要重蒸除水，反應(yīng)時可加分水器除水。

本發(fā)明合成得到的產(chǎn)品采用磁共振氫譜與碳譜驗(yàn)證了上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。同時，本發(fā)明將所制備得到的花菁染料作為酸堿響應(yīng)的熒光試劑上的應(yīng)用。測試發(fā)現(xiàn)，該化合物具有兩個熒光通道，分別為875nm-900nm和500nm-650nm，在這兩個熒光通道內(nèi)，都是pH在3到5之間熒光開啟響應(yīng)，而溶酶體的正常pH為4.5-5.5，引起該化合物熒光開啟響應(yīng)，即該化合物可以用于生物體內(nèi)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1所得到的花菁染料的核磁共振氫譜圖。