CN102911346A - 主链含寡聚苯撑乙炔水溶性共轭不对称小分子及合成和应用 - Google Patents
主链含寡聚苯撑乙炔水溶性共轭不对称小分子及合成和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为主链含寡聚苯撑乙炔水溶性共轭不对称小分子及合成和应用。本发明设计并合成一类刚性链段为寡聚苯撑乙炔结构，柔性链段为具有疏水性的烷基链和亲水性的聚乙二醇单甲醚结构，通过调节溶剂的组成、配比等条件可以得到不同纳米尺度的自组装体。合成出来的这类有机共轭不对称小分子在水溶液中能自发的自组装成30-50nm的球状组装体。细胞培养表明：该类具有生物相容性的自组装材料能够很好地被细胞所吸收，并积聚在细胞的细胞质之中，可以应用于生物细胞成像。
Description
技术领域
本发明属于生物功能化的纳米材料技术领域，具体涉及主链含寡聚苯撑乙炔的水溶性共轭不对称小分子的合成及其自组装体在细胞成像中的应用。
技术背景
水溶性共轭不对称小分子由于其特殊的光电性质，合成方法简便，且对温度、pH值、溶剂等外界条件敏感而成为用于研究自组装生物纳米传感材料的有力候选者日趋受到各方关注。本发明提出开发新型的水溶性共轭不对称小分子生物纳米传感材料，在主链寡聚苯撑乙炔的两端分别引入不对称的亲水性的聚乙二醇单甲醚链和疏水性的烷基链，利用这种疏水性的柔性链在水溶液中能自发的向里延伸形成“核”而亲水性的柔性链能自发的向外延伸而形成“壳”，从而形成这种“核-壳”结构的球状自组装体。并且这种材料在自组装过程中可以自发的包裹一些功能化的无机纳米粒子（磁，金纳米粒子）或药物分子，达到检测与载药的功效。通过改变亲水链的长度可以得到不同纳米尺度且具有特殊光电性质的自组装体。由于MPEG是一种低毒性、生物相容性非常好的物质，所以这类自组装体材料可以很容易地进入生物细胞体内，达到检测或释放治疗药物的作用，是一种非常理想的生物纳米材料。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于提供一种具有良好光电性能及生物相容性的水溶性共轭不对称小分子的合成方法及其自组装体在细胞成像中的应用。
技术方案：本发明的一类水溶性共轭不对称小分子具有如下分子结构式：
其中n值为1，2；
x值为5，11，17；
y值为8，11，24，43；
本发明的一种水溶性共轭不对称小分子的合成方法具体步骤如下：
4-三甲基硅基乙炔溴苯：在二口圆底烧瓶中加入1-溴-4-碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，室温避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到白色固体产物；
4-十二烷氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入4-碘苯酚，无水碳酸钾和四丁基溴化胺，抽真空氮气保护下加入溶剂丙酮，随后加入溴代十二烷，然后将反应体系升温到55~60°C，回流反应18~24小时。反应完后直接减压脱溶剂，得到固体初产物，粗产物用乙醇重结晶，最终得到白色鳞状晶体；
1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，注射完毕后开始加热，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到淡黄色固体产物；
4-十二烷氧基苯乙炔：将1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇进行重结晶，得到最终产物为亮黄色晶体；
对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基苯乙炔，4-三甲基硅基乙炔溴苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到淡黄色固体产物；
1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯：将对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇/二氯甲烷进行重结晶，得到最终产物为淡黄色晶体；
对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯：在单口圆底烧瓶中加入聚乙二醇单甲醚和氢氧化钾，随后加入溶剂水和四氢呋喃，整个反应体系置于冰水浴中。然后将对甲苯磺酰氯溶解在四氢呋喃置于一横压滴液漏斗中，逐滴滴入至上述溶液中。滴加完毕后恢复到室温反应过夜。反应结束后，加入大量盐酸溶液，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸镁进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到产物为无色油状液体；
对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯，4-碘苯酚，无水碳酸钾和少量的碘化钾。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入丙酮和DMF的混合溶剂，然后反应体系开始磁力搅拌，回流反应4~5天。反应结束后，抽滤除去固体物质，滤液通过减压脱溶剂得到初产物，粗产物用甲醇和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到产物为无色粘稠状液体；
1-（对十二烷氧基苯）-4-（对聚乙二醇单甲醚氧基苯）二炔基苯：在二口圆底烧瓶中加入1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，初产物首先以乙酸乙酯为洗脱液通过柱层析除去未反应完的1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，而后改洗脱液为甲醇和二氯甲烷的混合溶剂，最后得到淡黄色固体产物；
所述的水溶性共轭不对称小分子在细胞成像中的应用，具体方法如下：
1)所选材料如下，在水溶液中自发地自组装形成30-50nm的球状组装体，其中n值为1，x值为11，y值为43；
在样品瓶中加入材料，然后加入一定量的去离子水，室温搅拌一天。通过TEM,SEM,DLS等表征证明这类材料在水溶液中能自组装形成30-50nm的球状组装体。
2).将自组装材料用于BGC-823和HepG-2两种癌细胞的培养表明：该类具有生物相容性的自组装材料能够很好地被细胞所吸收，并积聚在细胞的细胞质之中。
有益效果：本发明主要通过Sonogashira偶联反应合成主链含寡聚苯撑乙炔结构，两端分别引入不对称的亲水性的聚乙二醇单甲醚链和疏水性的烷基链。本发明中所涵盖的材料具有优良的发光性能、水溶性、化学稳定性、热稳定性、生物相容性。在水溶液中能自组装形成30-50nm的球状组装体，这种材料在自组装过程中可以自发的包裹一些功能化的无机纳米粒子（磁，金纳米粒子）或药物分子，达到检测与载药的功效。通过改变亲水链的长度可以得到不同纳米尺度且具有特殊光电性质的自组装体。由于MPEG是一种低毒性、生物相容性非常好的物质，所以这类自组装体材料可以很容易地进入生物细胞体内，达到检测或释放治疗药物的作用，是一种非常理想的生物纳米材料。
具体实施方式
采用Sonogashira偶联反应等步骤，合成主链含寡聚苯撑乙炔结构，两端分别引入不对称的亲水性的聚乙二醇单甲醚链和疏水性的烷基链。
本发明提供的水溶性共轭不对称小分子分子结构式如下：
其中n值为1，2；
x值为5，11，17；
y值为8，11，24，43；
上述化合物中，典型例子OPE-43其分子结构式如下：
本发明的上述化合物的合成方法如下：
4-三甲基硅基乙炔溴苯：在二口圆底烧瓶中加入1-溴-4-碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，室温避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到白色固体产物；
4-十二烷氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入4-碘苯酚，无水碳酸钾和四丁基溴化胺，抽真空氮气保护下加入溶剂丙酮，随后加入溴代十二烷，然后将反应体系升温到55~60°C，回流反应18~24小时。反应完后直接减压脱溶剂，得到固体初产物，粗产物用乙醇重结晶，最终得到白色鳞状晶体；
1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，注射完毕后开始加热，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到淡黄色固体产物；
4-十二烷氧基苯乙炔：将1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇进行重结晶，得到最终产物为亮黄色晶体；
对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基苯乙炔，4-三甲基硅基乙炔溴苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到淡黄色固体产物；
1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯：将对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇/二氯甲烷进行重结晶，得到最终产物为淡黄色晶体；
对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯：在单口圆底烧瓶中加入聚乙二醇单甲醚和氢氧化钾，随后加入溶剂水和四氢呋喃，整个反应体系置于冰水浴中。然后将对甲苯磺酰氯溶解在四氢呋喃置于一横压滴液漏斗中，逐滴滴入至上述溶液中。滴加完毕后恢复到室温反应过夜。反应结束后，加入大量盐酸溶液，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸镁进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到产物为无色油状液体；
对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯，4-碘苯酚，无水碳酸钾和少量的碘化钾。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入丙酮和DMF的混合溶剂，然后反应体系开始磁力搅拌，回流反应4~5天。反应结束后，抽滤除去固体物质，滤液通过减压脱溶剂得到初产物，粗产物用甲醇和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到产物为无色粘稠状液体；
1-（对十二烷氧基苯）-4-（对聚乙二醇单甲醚氧基苯）二炔基苯：在二口圆底烧瓶中加入1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，初产物首先以乙酸乙酯为洗脱液通过柱层析除去未反应完的1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，而后改洗脱液为甲醇和二氯甲烷的混合溶剂，最后得到淡黄色固体产物；
为了更好地理解本发明，下面通过具体实例来进一步说明本发明的技术方案。
实例1OPE-43的合成方法如下：
4-三甲基硅基乙炔溴苯：在一100ml二口圆底烧瓶中加入1-溴-4-碘苯3.00g(0.01mol)和催化剂三苯基磷钯0.577g(0.5mmol)，碘化亚铜0.19g(1.0mmol)。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺50ml，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，室温避光反应24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用硅胶柱提纯（洗脱液：石油醚），得到白色固体产物，产率92%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.44(d,2H,J=8.4Hz),7.32(d,2H,J=8.4Hz),0.25(s,9H).
4-十二烷氧基碘苯：在一250ml二口圆底烧瓶中加入4-碘苯酚(5.0g,0.023mol)，无水碳酸钾(12.24g,0.092mol)和四丁基溴化胺(0.37g,1.15mmol)，抽真空氮气保护下加入溶剂丙酮120mL，随后加入溴代十二烷(5.5g,0.022mol)，然后将反应体系升温到60°C，回流反应24小时。反应完后直接减压脱溶剂，得到固体初产物，粗产物用乙醇重结晶，最终得到白色鳞状晶体，产率80%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.36(d,2H,J=9.2Hz),6.78(d,2H,J=9.2Hz),3.90(t,2H,J=6.8Hz),1.76(m,2H,J=6.8Hz),1.26(s,18H),0.88(t,3H,J=7.2Hz).
1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯：在一250ml二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基碘苯(6.0g,0.016mol)和催化剂三苯基磷钯0.924g(0.8mmol)，碘化亚铜0.31g(1.6mmol)。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺100mL，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔。注射完毕后，注射完毕后开始加热，在溶剂开始回流的温度下避光反应24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用硅胶柱提纯（洗脱液：石油醚），得到淡黄色固体产物，产率98%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.36(d,2H,J=8.9Hz),6.78(d,2H,J=8.9Hz),3.90(t,2H,J=6.8Hz),1.76(m,2H,J=6.8Hz),1.26(s,18H),0.88(t,3H,J=7.2Hz),0.25(s,9H).
4-十二烷氧基苯乙炔：将1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯(5.0g,0.014mol)溶于30mL四氢呋喃和30mL甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾(1.0g溶于2ml水)，维持常温常压搅拌反应2小时。反应结束后，向反应体系中加入50mL水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇进行重结晶，得到最终产物为亮黄色晶体，产率97%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.36(d,2H,J=8.8Hz),6.78(d,2H,J=8.8Hz),3.90(t,2H,J=6.4Hz),2.99(s,1H)1.76(m,2H,J=7.2Hz),1.27(s,18H),0.89(t,3H,J=6.8Hz).
对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔：在一250ml二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基苯乙炔(3.86g,0.013mol)，4-三甲基硅基乙炔溴苯(4.06g,0.015mol)和催化剂三苯基磷钯(0.76g,0.66mmol)，碘化亚铜0.26g(1.3mmol)。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺100mL，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用硅胶柱提纯（洗脱液为石油醚：二氯甲烷=20:1），得到淡黄色固体产物，产率71%；1HNMR (400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.42(m,6H,J=10.8Hz),6.87(d,2H,J=8.8Hz),3.97(t,2H,J=6.4Hz),1.78(m,2H,J=8.0Hz),1.27(s,18H),0.88(t,3H,J=6.8Hz),0.25(s,9H).；
1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯：将对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔(4.0g,8.71mmol)溶于30mL四氢呋喃和30mL甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾(1.0g溶于2ml水)，维持常温常压搅拌反应2小时。反应结束后，向反应体系中加入50mL水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇/二氯甲烷进行重结晶，得到最终产物为淡黄色晶体，产率98%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.42(m,6H,J=10.8Hz),6.87(d,2H,J=8.8Hz),3.97(t,2H,J=6.4Hz),3.16(s,1H)1.78(m,2H,J=8.0Hz),1.27(s,18H),0.88(t,3H,J=6.8Hz).；
对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯：在100mL单口圆底烧瓶中加入聚乙二醇单甲醚(Mw=1900g/mol,10.0g,5.26mmol)和氢氧化钾(1.00g,17.8mmol)，随后加入溶剂20mL水和30mL四氢呋喃，整个反应体系置于冰水浴中。然后将对甲苯磺酰氯(1.2g,6.3mmol)溶解在30mL四氢呋喃置于一横压滴液漏斗中，逐滴滴入至上述溶液中。滴加完毕后恢复到室温反应过夜。反应结束后，加入大量10%盐酸溶液，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸镁进行干燥。通过减压蒸馏除去溶剂后，得到产物为无色油状液体，产率85%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.79(d,2H,J=8.0Hz),7.34(d,2H,J=8.0Hz),4.14(t,2H,J=5.2Hz),3.81(t,2H,J=5.2Hz)3.63(s,164H),3.37(s,3H),2.44(s,1H).
对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯：在250mL二口圆底烧瓶中加入对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯(5.0g,2.3mmol)，4-碘苯酚(0.6g,2.7mmol)，无水碳酸钾(1.5g,9.2mmol)和少量的碘化钾。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂100mL（丙酮：DMF=10:1），然后反应体系开始磁力搅拌，回流反应4天。反应结束后，抽滤除去固体物质，滤液通过减压脱溶剂得到初产物，粗产物用硅胶柱提纯（洗脱液为甲醇：二氯甲烷=1:20），得到产物为无色粘稠状液体，产率75%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.52(d,2H,J=8.8Hz),6.68(d,2H,J=8.8Hz),4.1(t,2H,J=5.2Hz),3.84(t,2H,J=5.2Hz)3.63(s,164H),3.34(s,3H).
1-（对十二烷氧基苯）-4-（对聚乙二醇单甲醚氧基苯）二炔基苯：在一100mL二口圆底烧瓶中加入1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯(0.3g,0.78mmol)，对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯(1.33g,0.65mmol)和催化剂三苯基磷钯(0.075g,0.065mmol)，碘化亚铜0.02g(0.013mmol)。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行。用针筒注入溶剂二异丙胺100mL，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，初产物首先以乙酸乙酯为洗脱液通过柱层析除去未反应完的1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，而后改为洗脱液为（甲醇：二氯甲烷=1:10），最后得到淡黄色固体产物，产率63%；1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ:7.52(d,2H,J=8.8Hz),6.68(d,2H,J=8.8Hz),4.1(t,2H,J=5.2Hz),3.84(t,2H,J=5.2Hz)3.63(s,164H),3.34(s,3H).应用研究
1、方法：利用有机共轭不对称小分子这种疏水性的柔性链在水溶液中能自发的向里延伸形成“核”而亲水性的柔性链能自发的向外延伸而形成“壳”，从而形成这种“核-壳”结构的球状自组装体。由于MPEG是一种低毒性、生物相容性非常好的物质，所以这类自组装体材料可以很容易地进入生物细胞体内，达到检测或释放治疗药物的作用，是一种非常理想的生物纳米材料。
2、实验步骤：在样品瓶中加入1.0mg材料(OPE-43)，然后加入5ml去离子水，室温搅拌一天。通过TEM,SEM,DLS等表征证明这类材料在水溶液中能自组装形成30-50nm的球状组装体。将自组装材料用于BGC-823和HepG-2两种癌细胞的培养表明：该类具有生物相容性的自组装材料能够很好地被细胞所吸收，并积聚在细胞的细胞质之中。
Claims (4)
1.一种主链含寡聚苯撑乙炔的水溶性共轭不对称小分子，其特征在于具有如下分子结构式：
其中n值为1，2；x值为5，11，17；y值为8，11，24，43。
2.根据权利要求1所述的主链含寡聚苯撑乙炔水溶性共轭不对称小分子，其特征在于：所述的水溶性共轭不对称小分子结构式的刚性链段为寡聚苯撑乙炔结构，两端的柔性链段分别为具有疏水性的烷基链和亲水性的聚乙二醇单甲醚结构。
3.一种如权利要求1所述的主链含寡聚苯撑乙炔水溶性共轭不对称小分子的合成方法，其特征在于具体合成步骤如下：
反应条件:(Ⅰ)TMSA,二异丙胺,rt.(Ⅱ)K2CO3,TBAB,丙酮.(Ⅲ)TMSA,二异丙胺,Pd[(C6H5)3P]4,CuI,75~85℃.(Ⅳ,Ⅵ)KOH,THF,H2O,甲醇,rt.(Ⅴ)二异丙胺,Pd[(C6H5)3P]4CuI,75~85℃.(Ⅶ)KOH,THF,H2O,0~5℃.(Ⅷ)K2CO3,KI,丙酮,DMF,70~80℃.(Ⅸ)二异丙胺,Pd[(C6H5)3P]4,CuI,75~85℃;
4-三甲基硅基乙炔溴苯：在二口圆底烧瓶中加入1-溴-4-碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行，用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔；注射完毕后，室温避光反应18~24小时，反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到白色固体产物；
4-十二烷氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入4-碘苯酚，无水碳酸钾和四丁基溴化胺，抽真空氮气保护下加入溶剂丙酮，随后加入溴代十二烷，然后将反应体系升温到55~60°C，回流反应18~24小时。反应完后直接减压脱溶剂，得到固体初产物，粗产物用乙醇重结晶，最终得到白色鳞状晶体；
1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜；将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行；用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在室温用针筒缓慢注入另一反应原料三甲基硅基乙炔；注射完毕后，注射完毕后开始加热，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时；反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到淡黄色固体产物；
4-十二烷氧基苯乙炔：将1-三甲基硅基乙炔-4-十二烷氧基苯溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥；通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇进行重结晶，得到最终产物为亮黄色晶体；
对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔：在二口圆底烧瓶中加入4-十二烷氧基苯乙炔，4-三甲基硅基乙炔溴苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜；将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行；用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时。反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，粗产品用石油醚和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯得到淡黄色固体产物；
1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯：将对十二烷氧基苯-4-三甲基硅基乙炔苯乙炔溶于四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，加入氢氧化钾，维持常温常压搅拌反应2~3小时。反应结束后，向反应体系中加入水，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸钠进行干燥；通过减压蒸馏除去溶剂后，得到粗产品为黄色固体，然后用乙醇/二氯甲烷进行重结晶，得到最终产物为淡黄色晶体；
对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯：在单口圆底烧瓶中加入聚乙二醇单甲醚和氢氧化钾，随后加入溶剂水和四氢呋喃，整个反应体系置于冰水浴中；然后将对甲苯磺酰氯溶解在四氢呋喃置于一横压滴液漏斗中，逐滴滴入至上述溶液中；滴加完毕后恢复到室温反应过夜；反应结束后，加入大量盐酸溶液，然后用二氯甲烷萃取三次，合并有机层，用水和饱和食盐水分别洗涤一次，然后用无水硫酸镁进行干燥，通过减压蒸馏除去溶剂后，得到产物为无色油状液体；
对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯：在二口圆底烧瓶中加入对甲苯磺酸聚乙二醇单甲醚酯，4-碘苯酚，无水碳酸钾和少量的碘化钾，将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行；用针筒注入丙酮和DMF的混合溶剂，然后反应体系开始磁力搅拌，回流反应4~5天；反应结束后，抽滤除去固体物质，滤液通过减压脱溶剂得到初产物，粗产物用甲醇和二氯甲烷的混合洗脱液通过硅胶柱提纯，得到产物为无色粘稠状液体；
1-（对十二烷氧基苯）-4-（对聚乙二醇单甲醚氧基苯）二炔基苯：在二口圆底烧瓶中加入1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，对聚乙二醇单甲醚氧基碘苯和催化剂三苯基磷钯，碘化亚铜。将整个反应体系密封抽真空，然后充入氮气，保持整个反应过程在氮气氛围中进行；用针筒注入溶剂二异丙胺，然后反应体系开始磁力搅拌，在溶剂开始回流的温度下避光反应18~24小时；反应完成后减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，初产物首先以乙酸乙酯为洗脱液通过柱层析除去未反应完的1-炔基-4-（对十二烷氧基苯）炔基苯，而后改洗脱液为甲醇和二氯甲烷的混合溶剂，最后得到淡黄色固体产物。
4.一种如权利要求1所述的主链含寡聚苯撑乙炔的水溶性共轭不对称小分子在细胞成像中的应用，具体方法如下：
1)在水溶液中自发地自组装形成30-50nm的球状组装体，其中n值为1，x值为11，y值为43；
2)将材料溶于去离子水中，配成不同浓度的溶液，进而在水溶液中形成不同纳米尺度的球状自组装体；用于BGC-823和HepG-2两种癌细胞的培养表明：该类具有生物相容性的自组装材料能够很好地被细胞所吸收，并积聚在细胞的细胞质之中。
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| CN101486728A (zh) * | 2009-03-04 | 2009-07-22 | 南京工业大学 | 有机发光材料苯撑乙炔撑二聚物、合成方法及应用 |
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