CN100381502C - 一种噻唑橙类菁染料的固相合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种噻唑橙类菁染料的固相合成方法，本发明方法克服了液相合成中的缺点，分离过程简单，易于实现纯化。与以往的固相合成方法相比，由于实现了自动切割，大大简化了合成过程和步骤，降低了生产成本。本发明方法中所选用的固相载体不挥发，无毒无臭，有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种菁染料的固相合成技术，特别涉及固相合成并以自动切割技术制备噻唑橙菁染料及其衍生物。
背景技术
随着生物技术的不断发展，人们在生物标记方面有了长足的进步，如在核酸标记方面。但传统的生物标记染料，如吖啶橙、溴化乙啶和H33258等，它们自身都会产生荧光背景强干扰，而用噻唑橙(Thiazole orange，TO)菁染料标记生物大分子则没有这种干扰。噻唑橙类单甲川菁染料在游离状态下几乎没有荧光，但与核酸结合后荧光显著增强，进行荧光检测时没有染料自身的荧光干扰，提高了检测的灵敏度。菁染料作为生物大分子的标记染料，具有标记速度快、灵敏高并无毒性等特点，近年来成为新一代的生物分子荧光标记染料，其在生物技术领域中广泛的应用前景，越来越受到人们的关注。
1992年美国探针公司与加州大学伯克利分校，提出了以2-巯基苯并噻唑和4-甲基喹啉衍生物为原料合成噻唑橙(TO)的方法；1995年，德国科学家提出用2-氨基苯并噻唑代替2-巯基苯并噻唑与4-甲基喹啉衍生物反应合成噻唑橙；2001年天津大学宋健在上述基础上仍用2-巯基苯并噻唑经过两次甲基化后和4-甲基喹啉衍生物合成噻唑橙，只是甲基化所用的试剂为CH3I和MeOTs，该过程为：
上述合成过程是在液相中进行的。该液相合成的反应过程复杂，每步产物均需要分离和纯化，且副产物多，中间产物不易分离和纯化。
固相有机合成是以不溶性聚合物为载体，通过对载体功能基化，把反应中的试剂、催化剂等键合到聚合物上，然后再将目标分子从聚合物上切割下来。2001年瑞典的JennieIsacsson采用固相合成法合成了四种不对称水溶性噻唑橙菁染料，该法以2-巯基苯并噻唑为起始物，将其键合到含-NH2聚苯乙烯高分子聚合物载体上，再以HBTU和DIEA进行切割合成带-COOH噻唑橙菁染料；但该法在合成噻唑橙时，固相载体不能实现自动切割
发明内容
本发明人进行了大量的研究工作后，最终找到了一种无需采用特定的切割试剂即可将噻唑橙类菁染料从高分子载体上自动切割下来的噻唑橙类菁染料固相合成方法。
本发明合成方法克服了液相合成中的缺点，分离过程简单，易于实现纯化。与前述固相合成方法相比，由于实现了自动切割，大大简化了合成过程和步骤。
本发明所选用的固相载体不挥发，无毒无臭，有利于环境保护。
本发明噻唑橙类菁染料的固相合成方法的步骤包括：
1、将2-巯基苯并噻唑或其衍生物溶于丙酮中，加入碳酸钾及高分子氯球，50℃下回流6小时；过滤，洗涤，于室温下干燥，得聚苯乙烯固载-2-苄基苯并噻唑。
2、将步骤1所得产物与对甲苯磺酸甲酯在甲苯中于110℃下回流反应72小时，过滤，洗涤，于室温下干燥，得聚苯乙烯固载-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐。
3、将步骤2所得产物与4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐溶于乙醇中，加入三乙胺，25℃下反应60分钟，得到橙红色溶液后过滤；向滤液中加入0.83g碘化钾，其后加入乙醚，产生橙色沉淀，经过滤、洗涤、干燥得到噻唑橙。
所述高分子氯球为带有氯苄基的苯乙烯高分子聚合物、聚乙二醇高分子聚合物或聚硅氧烷高分子聚合物。高分子氯球的氯苄基上可以带有溴或碘。
为了得到较好的效果，各反应原料的摩尔比应保持：2-巯基苯并噻唑及其衍生物∶高分子氯球∶对甲苯磺酸甲酯等于1.0～3.0∶0.10～0.30∶1.5～5.0。
为了得到更好的效果，2-巯基苯并噻唑衍生物优选化合物6-硝基-2-巯基苯并噻唑，5-氯-2-巯基苯并噻唑苯并噻唑，5-甲氧基-2-巯基苯并噻唑，2-氨基苯并噻唑。
本发明反应过程可以用下式表示：
本发明的特点和优点为：
1)该固相合成方法过程简单，生产成本低。
2)中间产物的分离纯化简单、易操作。
3)实现了自动切割目标化合物；
4)产物的纯度高。
5)所选用的固相载体不挥发，无毒无臭，有利于环境保护。
具体实施方式：
为了有助于理解本发明，下面以实例进一步说明，但不限制本发明。
实施例1噻唑橙(TO)的固相合成
步骤一：聚苯乙烯固载-2-苄基苯并噻唑的合成
将2.84g 2-巯基苯并噻唑加入30mL丙酮中，搅拌溶解后，加入1.38g碳酸钾及1.0g聚苯乙烯固载氯苄，50℃下反应6小时。反应完全后过滤除去未反应的碳酸钾，依次用水、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得到聚苯乙烯固载-2-苄基苯并噻唑。
步骤二：聚苯乙烯固载-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐的合成
将上述聚苯乙烯固载-2-苄基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯5.6g，在甲苯中于110℃下回流反应72小时后，再依次用甲苯、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得聚苯乙烯固载-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐。
步骤三：4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐的合成
5mL4-甲基喹啉加入26mL 1，3-二溴丙烷中，室温下暗室搅拌72小时，反应得到白色沉淀，乙醚洗涤沉淀后空气中干燥，得到固体产品5.77g，收率为52.5％。
步骤四：固相合成噻唑橙(TO)
将上述产物聚苯乙烯固载-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐和1.72g 4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐溶于30mL乙醇中，加入1mL三乙胺，25℃下反应60分钟，得到橙红色溶液后过滤，向滤液中加入0.83g碘化钾，其后加入乙醚产生橙色沉淀，经过滤、洗涤和干燥得到固体噻唑橙(TO)单体。
实施例2TO-1(氯取代噻唑橙)的固相合成
步骤一：聚苯乙烯固载-5-氯-2-苄基苯并噻唑的合成
将3.42g 5-氯-2-巯基苯并噻唑加入30mL丙酮中，搅拌溶解后，加入1.38g碳酸钾及1.0g聚苯乙烯固载氯苄，50℃下反应6小时。反应完全后过滤除去未反应的碳酸钾，依次用水、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得聚苯乙烯固载-5-氯-2-苄基苯并噻唑。步骤二：聚苯乙烯固载-5-氯-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐的合成
将步骤一得到的化合物和对甲苯磺酸甲酯5.6g，在甲苯中于110℃下回流反应72小时后，再依次用甲苯、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得聚苯乙烯固载-5-氯-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐。
步骤三：4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐的合成
将5mL 4-甲基喹啉加入26mL 1，3-二溴丙烷中，室温下暗室搅拌72小时，反应得到白色沉淀，乙醚洗涤沉淀后空气中干燥，得到固体产品5.77g，收率为52.5％。
步骤四：固相合成TO-1(氯取代噻唑橙)
将步骤二所得产物聚苯乙烯固载-5-氯-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐和1.72g4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐溶于30mL乙醇中，加入1mL三乙胺，25℃下反应60分钟，得到橙红色溶液后过滤，向滤液中加入0.83g碘化钾，其后加入乙醚产生橙色沉淀，经过滤、洗涤和干燥得到TO-1(氯取代噻唑橙)。
实施例3TO-2(硝基取代噻唑橙)的固相合成
步骤一：聚苯乙烯固载-5-硝基-2-苄基苯并噻唑合成
将3.61g 5-硝基-2-巯基苯并噻唑加入30mL丙酮中，搅拌溶解后，加入1.38g碳酸钾及1.0g聚苯乙烯固载氯苄，50℃下回流6小时。反应完全后过滤除去未反应的碳酸钾，依次用水、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得到聚苯乙烯固载-5-硝基-2-苄基苯并噻唑。
步骤二：聚苯乙烯固载-5-硝基-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐的合成
将上述聚苯乙烯固载-5-硝基-2-苄基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯5.6g，在甲苯中于110℃下回流反应72小时后，再依次用甲苯、二氯甲烷和丙酮洗涤3-5次后置于室温进行干燥，得聚苯乙烯固载-5-硝基-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐。
步骤三：4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐的合成
5mL 4-甲基喹啉加入26mL 1，3-二溴丙烷中，室温下暗室搅拌72小时，反应得到白色沉淀，乙醚洗涤沉淀后空气中干燥，得到固体产品5.77g，收率为52.5％。
步骤四：固相合成TO-2(硝基取代噻唑橙)
将上述产物聚苯乙烯固载-5-硝基-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐和1.72g 4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐溶于30mL乙醇中，加入1mL三乙胺，25℃下反应60分钟，得到橙红色溶液后过滤，向滤液中加入0.83g碘化钾，其后加入乙醚产生橙色沉淀，经过滤、洗涤和干燥得到TO-2(硝基取代噻唑橙)。
Claims (4)
1.一种噻唑橙类菁染料的固相合成方法，其特征在于合成步骤包括：
1)将2-巯基苯并噻唑或其衍生物溶于丙酮中，加入碳酸钾及高分子氯球，50℃下回流6小时；过滤，洗涤，于室温下干燥，得聚苯乙烯固载-2-苄基苯并噻唑；
2)将步骤1所得产物与对甲苯磺酸甲酯在甲苯中于110℃下回流反应72小时，洗涤，于室温下干燥，得聚苯乙烯固载-3-甲基-2-苄基苯并噻唑对甲苯磺酸盐；
3)将步骤2所得产物与4-甲基-1-(3-溴丙基)喹啉溴盐溶于乙醇中，加入三乙胺，25℃下反应60分钟，得到橙红色溶液后过滤；向滤液中加入0.83g碘化钾，其后加入乙醚产生橙色沉淀，过滤、洗涤、干燥得到噻唑橙；
所述高分子氯球为带有氯苄基的苯乙烯高分子聚合物、聚乙二醇高分子聚合物或聚硅氧烷高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述噻唑橙类菁染料的固相合成方法，其特征在于反应原料摩尔比为：
2-巯基苯并噻唑及其衍生物∶高分子氯球∶对甲苯磺酸甲酯为1.0～3.0∶0.10～0.30∶1.5～5.0。
3.根据权利要求1所述噻唑橙类菁染料的固相合成方法，其特征在于所述高分子氯球的氯苄基上带有溴或碘。
4.根据权利要求1所述噻唑橙类菁染料的固相合成方法，其特征在于2-巯基苯并噻唑衍生物是6-硝基-2-巯基苯并噻唑，5-氯-2-巯基苯并噻唑苯并噻唑，5-甲氧基-2-巯基苯并噻唑，2-氨基苯并噻唑。
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| 噻唑橙类菁染料与生物大分子结合的光谱特性的研究. 高志宇等.感光科学与光化学，第20卷第4期. 2002 * |
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