CN102304116A - 荧光素化合物及其制备方法 - Google Patents

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武祥龙
潘亚磊
范於菟
孔祥鹤
王娟
梅其炳
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Abstract

本发明公开了一种荧光素化合物及其制备方法，用于解决现有的荧光素化合物的制备方法制备反应时间长的技术问题。技术方案是将含有取代基的邻苯二甲酸酐和含有取代基的间苯二酚混合均匀，加入丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸等，在微波辐射下发生反应1～5分钟，反应完毕后倒入冰水中得到荧光素化合物粗产品，柱色谱分离提纯，即得到荧光素化合物纯品。由于该方法采用微波辐射方式，反应在几分钟内完成，反应时间由背景技术的16～24小时缩短为1～5分钟，反应效率高，反应过程不需要氮气保护，操作简单。

Description

荧光素化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种化合物，特别是一种荧光素化合物；还涉及这种荧光素化合物的制备方法。
背景技术
文献1“Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，18(6)：1977-1979；2008”公开了一种荧光素化合物的制备方法，该方法采用3，6-二氯-4-羧基邻苯二甲酸酐和4-氯间苯二酚为原料，甲基磺酸为催化剂，在氮气保护下，150℃加热搅拌反应24小时，待反应完毕后倒入冰水中可以得到荧光素化合物。该方法反应温度较高，反应时间过长，并且还需要氮气保护，操作复杂。
文献2“Journal of Luminescence，131(4)：776-780；2011”公开了一种荧光素类化合物的制备方法，该方法采用4，5，6，7-四氯邻苯二甲酸酐分别与间苯二酚、2-氯间苯二酚、4-氯间苯二酚以及2，4-二氯间苯二酚为原料，甲基磺酸作为催化剂，氮气保护下，采用梯度升温的方式反应，反应混合物先在50℃反应4小时，然后升温至110℃继续反应12小时，反应完毕后倒入冰水中可以得到荧光素。该方法存在的缺点仍然是反应温度过高，反应时间长，且需要氮气保护，操作复杂。
发明内容
为了克服现有的荧光素化合物的制备方法制备反应时间长的不足，本发明提供一种荧光素化合物及其制备方法，该方法将含有取代基的邻苯二甲酸酐和含有取代基的间苯二酚混合均匀，加入丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸等，在微波辐射下发生反应1～5分钟，反应完毕后倒入冰水中得到荧光素粗产品，柱色谱分离提纯，即可以得到荧光素化合物纯品。由于该方法采用微波辐射方式，反应可以在几分钟内完成，反应时间极大的缩短，反应效率得到提高，反应过程不需要氮气保护，操作简单。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种荧光素化合物，其结构式是
Figure BSA00000510175200011
式中，R1，R2，R3是H；R1，R2，R3是Cl；R1，R2，R3是H或Cl的任一种；R4，R5是Cl；R4，R5是Cl或H的任一种；R4，R5是羧基或H的任一种。
一种上述荧光素化合物的制备方法，其特点是采用以下步骤：
(a)将摩尔比的含有取代基的邻苯二甲酸酐与含有取代基的间苯二酚按照1∶2～1∶4投料。将两种固体粉末研磨均匀呈混合物。
(b)按照步骤(a)制备的混合物与丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸的质量/体积比为1∶4～1∶6加入丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸作为催化剂，搅拌均匀，得到透明溶液或者悬浊液。
(c)将帮助(b)得到透明溶液或者悬浊液放入微波炉中，在功率560～580w条件辐射1～5min，反应完毕后将反应混合物倒入冰水中，充分搅拌得到沉淀，抽滤，用0.1mol/L的稀盐酸洗涤三次，得到荧光素化合物粗产品。
(d)将步骤(c)制备的荧光素化合物粗产品柱色谱分离提纯，以体积比v/v＝1∶1～1∶3甲醇和三氯甲烷混合溶剂作为洗脱剂过柱子分离，得到荧光素化合物。
本发明的有益效果是：由于将含有取代基的邻苯二甲酸酐和含有取代基的间苯二酚混合均匀，加入丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸等，在微波辐射下发生反应1～5分钟，反应完毕后倒入冰水中得到荧光素化合物粗产品，柱色谱分离提纯，即得到荧光素化合物纯品。由于该方法采用微波辐射方式，反应在几分钟内完成，反应时间由背景技术的16～24小时缩短为1～5分钟，反应效率高，反应过程不需要氮气保护，操作简单。
下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
具体实施方式
实施例1：取2.53g(0.023mol)间苯二酚和2.61g(0.01mol)3，6-二氯-4-羧基邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入25ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，560W功率下辐射5分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，有大量墨绿色沉淀析出。抽滤，0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品5(6)-羧基-4，7-二氯荧光素化合物，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶1)洗脱，柱色谱分离，得纯品5(6)-羧基-4，7-二氯荧光素化合物，产率84％。
产物的结构式：
Figure BSA00000510175200021
C22H14Cl2O7，产率：84％，MALDI-TOF MS，m/z：461.36(Calcd：461.25)，核磁1HNMR(DMSO-d6，400MHz)δ：10.15(s，1H，-COOH)，8.12(s，1H，5-ArH)，6.82(s，2H，1’and 8’-ArH)，6.55(s，2H，2’and 7’-ArH).红外IR(cm-1)：3385，3046，2608，1723，1639，1594，1471，1388，1324，1264，1218，1170，1118，847。
实施例2：取4.11g(0.023mol)2，4-二氯间苯二酚和2.61g(0.01mol)3，6-二氯-4-羧基邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入27ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，560W功率下辐射4分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，搅拌，有大量砖红色沉淀析出。抽滤，滤饼用少量0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品5(6)-羧基-2’，4’，5’，7’，4，7-六氯荧光素化合物，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶1)洗脱，柱色谱分离，得粉红色固体荧光素化合物，产率75％。
结构式：
Figure BSA00000510175200031
C22H6Cl6O7，MALDI-TOF MS，m/z：582.14(Calcd：582.99)，核磁1H NMR(DMSO-d6，400MHz)δ：10.73(s，1H，-COOH)，8.66(s，1H，ArOH)，7.68(s，1H，5-ArH)，6.97(s，2H，1’and 8’-ArH).红外IR(cm-1)：3480，1768，1709，1478，1433，1212，1125，1125，997。
实施例3：取3.3g(0.023mol)4-氯间苯二酚和2.61g(0.01mol)3，6-二氯-4-羧基邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入27ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，560W功率下辐射3分钟，将反应液倒入冰水混合物中，搅拌。抽滤得棕黄色滤饼，滤饼用少量0.1mol/L盐酸洗涤三次，干燥得粗产品荧光素化合物。用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶1)洗脱，柱色谱分离提纯，得4，7，2`，7`-四氯-5(6)-羧基荧光素化合物，产率：88％，
结构式：
MALDI-TOF MS，m/z：515.55(Calcd.：514.10)。红外FT-IR(KBr压片)，.υ/cm-1：3421，1759，1608，1434，1175；
实施例4：取3.3g(0.023mol)2-氯间苯二酚和2.61g(0.01mol)3，6-二氯-4-羧基邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入30ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，580W功率下辐射2分钟，将反应液倒入冰水混合液中，并剧烈搅拌，有大量桔黄色沉淀生成。抽滤得桔黄色滤饼，滤饼用少量0.1mol/L盐酸洗涤三次，干燥，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶1)洗脱，柱色谱分离提纯得4，7，4`，5`-四氯-5(6)-羧基荧光素化合物，产率86％，
结构式：
MALDI-TOF MS，m/z：514.76(Calcd.：514.10)；红外FT-IR(KBr压片)，υ/cm-1：3432，1760，1605，1433，1213。
实施例5：取2.5g(0.023mol)间苯二酚和2.8g(0.010mol)4，5，6，7-四氯邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入25ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，570W功率下辐射4分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，剧烈搅拌，有大量墨绿色沉淀析出。抽滤，0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品4，5，6，7-四氯荧光素化合物化合物，用V(甲醇)∶V(氯仿)＝1∶3混合溶剂洗脱，柱色谱分离，得3.6g墨绿色固体4，5，6，7-四氯荧光素化合物，产率82％。
结构式：
C20H8Cl4O5，产率：82％，核磁1H NMR(DMSO-d6，400MHz)δ：10.30(s，1H，-COOH)，6.94(d，2H 1’and 8’-ArH)，6.72(s，2H，4’and 5’-ArH)，6.56(d，2H，2’and 7’-ArH).MALDI-TOF MS，m/z：469.80(Calcd：470.09).红外IR(cm-1)：3455，1766，1609，1489，1432，1380，1268，1144.
实施例6：取3.3g(0.023mol)4-氯间苯二酚和2.8g(0.010mol)4，5，6，7-四氯邻苯二甲酸酐在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入28ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，580W功率下辐射3分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，充分搅拌有大量砖红色沉淀析出。抽滤，0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品2’，7’-二氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶3)洗脱，柱色谱分离，得3.7g土黄色砖红色固体2’，7’，-二氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，产率76％。
结构式：
C20H6Cl6O5，产率：76％，核磁1H NMR(DMSO-d6，400MHz)δ：11.11(s，1H，-COOH)，7.30(s，2H，1’and 8’-ArH)，6.88(s，2H，4’and 5’-ArH).MALDI-TOF MS，m/z：539.76(Calcd：538.98)，红外IR(cm-1)：3455，1766，1608，1489，1432，1380，1268，1143。
实施例7：取3.3g(0.023mol)2-氯间苯二酚和2.8g(0.010mol)4，5，6，7-四氯邻苯二甲酸酐在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入25ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，570W功率下辐射2分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，充分搅拌，有大量土黄色沉淀析出。抽滤，0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品4’，5’-二氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶3)洗脱，柱色谱分离，得4.0g土黄色固体4’，5’-二氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，产率75％。
结构式：
Figure BSA00000510175200061
C20H6Cl6O5，产率：75％，核磁1H NMR(DMSO-d6，400MHz)δ：11.06(s，1H，-COOH)，6.99(d，2H，1’and 8’-ArH)，6.81(d，2H，2’and 7’-ArH).MALDI-TOF MS，m/z：539.24(Calcd：538.98)，红外IR(cm-1)：3480，1763，1605，1432，1217，1132，1044。
实施例8：取4.1g(0.023mol)2，4-二氯间苯二酚和2.8g(0.01mol0)4，5，6，7-四氯邻苯二甲酸酐，在研钵中研磨均匀，加入250mL圆底烧瓶中，加入30ml甲基磺酸，充分搅拌溶解，得透明溶液或者悬浊液，放入微波炉中，580W功率下辐射1分钟，反应完毕后将反应混合物倾入冰水中，充分搅拌，有大量砖红色沉淀析出。抽滤，0.1mol/L盐酸洗涤三次，得粗品2’，4’，5’，7’-四氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，用甲醇和三氯甲烷混合溶剂(v/v＝1∶3)洗脱，柱色谱分离，得4.2g砖红色固体2’，4’，5’，7’-四氯-4，5，6，7-四氯荧光素化合物，产率74％。
结构式：
Figure BSA00000510175200062
C20H4Cl8O5，产率：74％，核磁1H NMR(DMSO-d6，400MHz)δ：11.16(s，1H，-COOH)，7.37(s，2H，1’and 8’-ArH)，MALDI-TOF MS，m/z：607.36(Calcd：607.87)，红外IR(cm-1)：3484，1771，1480，1432，1372，1295，1217。

Claims (2)

1.一种荧光素化合物，其结构式是
Figure FSA00000510175100011
式中，R1，R2，R3是H；R1，R2，R3是Cl；R1，R2，R3是H或Cl的任一种；R4，R5是Cl；R4，R5是Cl或H的任一种；R4，R5是羧基或H的任一种。
2.一种权利要求1所述荧光素化合物的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
(a)将摩尔比的含有取代基的邻苯二甲酸酐与含有取代基的间苯二酚按照1∶2～1∶4投料；将两种固体粉末研磨均匀呈混合物；
(b)按照步骤(a)制备的混合物与丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸的质量/体积比为1∶4～1∶6加入丙酸或者甲基磺酸或者浓硫酸作为催化剂，搅拌均匀，得到透明溶液或者悬浊液；
(c)将帮助(b)得到透明溶液或者悬浊液放入微波炉中，在功率560～580w条件辐射1～5min，反应完毕后将反应混合物倒入冰水中，充分搅拌得到沉淀，抽滤，用0.1mol/L的稀盐酸洗涤三次，得到荧光素化合物粗产品；
(d)将步骤(c)制备的荧光素化合物粗产品柱色谱分离提纯，以体积比v/v＝1∶1～1∶3甲醇和三氯甲烷混合溶剂作为洗脱剂过柱子分离，得到荧光素化合物。
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