CN108864058A - 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用 - Google Patents

一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108864058A
CN108864058A CN201710341271.7A CN201710341271A CN108864058A CN 108864058 A CN108864058 A CN 108864058A CN 201710341271 A CN201710341271 A CN 201710341271A CN 108864058 A CN108864058 A CN 108864058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alkyl
compound
boric acid
aryl
milliliters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710341271.7A
Other languages
English (en)
Inventor
孙健
王超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Kai Kai Technology Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Kai Kai Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Kai Kai Technology Co Ltd filed Critical Chengdu Kai Kai Technology Co Ltd
Priority to CN201710341271.7A priority Critical patent/CN108864058A/zh
Publication of CN108864058A publication Critical patent/CN108864058A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/06—Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/78—Ring systems having three or more relevant rings
    • C07D311/80—Dibenzopyrans; Hydrogenated dibenzopyrans
    • C07D311/82—Xanthenes
    • C07D311/84—Xanthenes with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 9
    • C07D311/86—Oxygen atoms, e.g. xanthones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D455/00—Heterocyclic compounds containing quinolizine ring systems, e.g. emetine alkaloids, protoberberine; Alkylenedioxy derivatives of dibenzo [a, g] quinolizines, e.g. berberine
    • C07D455/03—Heterocyclic compounds containing quinolizine ring systems, e.g. emetine alkaloids, protoberberine; Alkylenedioxy derivatives of dibenzo [a, g] quinolizines, e.g. berberine containing quinolizine ring systems directly condensed with at least one six-membered carbocyclic ring, e.g. protoberberine; Alkylenedioxy derivatives of dibenzo [a, g] quinolizines, e.g. berberine
    • C07D455/04—Heterocyclic compounds containing quinolizine ring systems, e.g. emetine alkaloids, protoberberine; Alkylenedioxy derivatives of dibenzo [a, g] quinolizines, e.g. berberine containing quinolizine ring systems directly condensed with at least one six-membered carbocyclic ring, e.g. protoberberine; Alkylenedioxy derivatives of dibenzo [a, g] quinolizines, e.g. berberine containing a quinolizine ring system condensed with only one six-membered carbocyclic ring, e.g. julolidine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/025—Boronic and borinic acid compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/10—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups
    • C09B23/102—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups two heterocyclic rings linked carbon-to-carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/10—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups
    • C09B23/105—The polymethine chain containing an even number of >CH- groups two >CH- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5008—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics
    • G01N33/5076—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing or evaluating the effect of chemical or biological compounds, e.g. drugs, cosmetics involving cell organelles, e.g. Golgi complex, endoplasmic reticulum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了一类氧杂蒽酮荧光染料及其在荧光探针的设计合成当中的应用，其具有如下结构通式I、II、III、IV：其中R1、R2、R3、R4分别选自氢、卤素、羟基、NH2、巯基、氰基、硝基、N，N‑双C1‑4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5‑10芳基、C2‑8杂环芳基、C1‑6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1‑4的饱和烷基和不饱和烷基)。

Description

一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用
一、技术领域
本发明涉及一类氧杂蒽酮荧光染料及其在制备活细胞染料与亚细胞器染料的应用。
二、技术背景
荧光探针由于具有非侵入性、易操作、能够实现可视化检测等特点，近年来，受到普遍 关注。目前，随着荧光成像和检测手段的进步，应用荧光探针对细胞内蛋白的分布及其功能 进行研究已成为生命科学研究的非常重要手段之一，倍受生物化学、药物化学、酶组学等多 个领域科研工作者的关注。
荧光染料在荧光技术的开发应用中起着关键性作用，激光共聚焦荧光成像技术和超分辨 荧光技术的发展，都依赖于相应的荧光染料的发展。目前已被广泛应用的几大类荧光染料包 括荧光素、四乙基罗丹明、四甲基罗丹明等，其具有优良的荧光量子产率、光谱稳定性、细 胞毒性小等优点。但是它们的斯托克斯位移不够大，在细胞成像研究过程中，容易产生严重 的背景干扰。
在众多荧光染料中，具有氧杂蒽酮结构的荧光素染料，由于具有不错的摩尔消光系数和 荧光量子产率、光谱性质稳定、光热及化学稳定性好、分子量小、细胞毒性小等优点，作为 生物分子荧光探针和荧光成像试剂备受关注。但由于其激发和发射波长都比较短，在进行活 细胞成像研究时，组织透过性差。
因此，开发在斯托克斯位移、激发波长和发射波长、光稳定性、细胞毒性诸多方面均性 质优越的荧光染料具有重要的意义。
三、发明内容
本发明旨在以氧杂蒽酮为母核结构开发一种具有斯托克斯位移大于100nm和荧光波长大 于550nm的荧光染料，并且可用于活细胞染色和亚细胞器定位成像和微环境检测。
本发明的技术目通过以下方案实现：
一类氧杂蒽酮荧光染料，具有如下结构通式III、IV：
R1、R2、R3、R4分别选自氢、卤素、羟基、NH2、巯基、氰基、硝基、N，N-双C1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、 OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。
本发明所涉及的氧杂蒽酮染料III可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生 物和邻硝基苯甲醛衍生物反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化获得目标化合物。
本发明所涉及的氧杂蒽酮染料IV可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生物 和对甲基邻硝基苯甲醛反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化、witting反应，获 得目标化合物。
本发明所述氧杂蒽酮类荧光染料具有如下显著特征：
1.荧光强度和荧光量子产率与溶剂呈现良好线性关系；
2.荧光波长较长，斯托克斯位移大于100nm；
3.在非质子溶剂中荧光较强，波长较短，在质子溶剂中荧光较弱，波长较长
4.合成简便，产品易得；
5.鉴于本发明荧光染料的上述特征，进一步提供其在制备活细胞荧光染料、尤其是在活 细胞亚细胞器定位染料中的应用。
四、附图说明
附图1为化合物(E)-3-(4-methylstyryl)-9H-xanthen-9-one的紫外和荧光光谱随溶剂 极性变化图。
附图2为化合物(E)-3-(4-chlorostyryl)-9H-xanthen-9-one的紫外和荧光光谱随溶剂 极性变化图。
附图3为化合物(E)-3-(3，4-dimethoxystyryl)-9H-xanthen-9-one的紫外和荧光光谱随 溶剂极性变化图。
附图4为化合物(E)-3-(3，4，5-trimethoxystyryl)-9H-xanthen-9-one的紫外和荧光光 谱随溶剂极性变化图。
附图5为a.CT26细胞和II-3培养2h；b.HMSC细胞和II-3培养2h。第一列351nm 激发，第二列457nm激发，第三列514nm激发，第四列transmission，第五列各通道叠 加信号图像。
附图6为a.HUVEC细胞和I-7染料培养2h；b.HMSC细胞和I-7染料培养2h。第一列351nm激发，第二列457nm激发，第三列514nm激发，第四列transmission，第五列各 通道叠加信号图像。
五、具体实施方案
1.本发明提供一类具有结构通式III、IV的氧杂蒽酮荧光染料。
R1、R2、R3、R4分别选自氢、卤素、羟基、NH2、巯基、氰基、硝基、N，N-双C1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、 OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)；
具体实施方式之一，所述R1分别选自氢、卤素、OH、NH2、N，N-双C1-4烷基氨基、C5-10芳基、 C2-8杂环芳基、C1-6烷基，硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。
另一具体实施方式，所述R2分别选自氢、卤素、OH、NH2、N，N-双C1-4烷基氨基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基，硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基。
再一具体实施方式，R3、R4分别选自OH、SH、NO2、NH2、N，N-双C1-4烷基氨基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基，硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基。
更为具体地，本发明所述的氧杂蒽酮染料，选自如下结构的化合物：
本发明进一步提供所述I荧光染料的制备方法，包括以下步骤：苯酚衍生物和邻硝基苯 甲醛衍生物，在氯化铜催化下反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后氧化的醛基，所得醛再与witting 盐发生成双键反应，获得目标化合物。
本发明更进一步提供所述II荧光染料的制备方法，包括以下步骤：苯酚衍生物和邻硝基 苯甲醛衍生物，在氯化铜催化下反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后氧化的二醛化合物，所得醛 再与witting盐发生成双键反应，获得目标化合物。
本发明所涉及的氧杂蒽酮染料III可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生 物和邻硝基苯甲醛衍生物反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化获得目标化合物。
本发明所涉及的氧杂蒽酮染料IV可用如下方法合成。首先在氯化铜催化下，苯酚衍生物 和对甲基邻硝基苯甲醛反应，制备氧杂蒽酮骨架，然后通过溴代、氧化、witting反应，获 得目标化合物。
本发明中使用的各种原料均可市售获得，或者可通过本领域技术人员公知的方法或现有 技术中公开的方法由本领域公知的原料简单制备得到。
应认识到，本发明化合物中的各种环取代基有一些可在上述步骤进行之前或刚完成后， 通过标准的芳香族取代反应来引入或者通过常规官能团修饰来产生，这包括在本发明的方法 步骤方面。这种反应和修饰包括例如取代基通过芳族取代反应引入，取代基还原，取代基的 烷基化和取代基的氧化。芳香族取代反应的具体实例包括用浓硝酸引入硝基，Feiedel Crafts 条件引入酰基、烷基。修饰的具体实例包括通过例如镍催化、亚铁盐对硝基的还原；将巯基 氧化成亚磺酰基、磺酰基。
除另有说明外，本文中使用的术语具有以下含义。
本发明中使用的术语“烷基”包括直链烷基和支链烷基。如“C1-6烷基”包括甲基、乙基、 正丙基、正丁基和叔丁基等。类似的规则也适用于本说明书中使用的其它基团。
本发明所述氧杂蒽酮荧光染料的荧光性质对环境敏感，可用于活细胞特异细胞器定位染 色。
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的了解本发明，但不以任何方 式限制本发明。
具体实施方式：
实施例1
(E)-3-(4-(dimethylamino)styryl)-9H-xanthen-9-one
化合物(E)-3-(4-(dimethylamino)styryl)-9H-xanthen-9-one的制备
邻硝基苯甲醛(20.0g，0.13mol)、间甲基苯酚(18.6g，0.17mol)、无水氯化铜(890mg，6.6mmol)、三苯基膦(2.6g，10mmol)与无水磷酸钾(62.0g，0.29mol)溶解到100毫 升重蒸甲苯中，反应液在110℃条件下回流；反应24小时后反应液冷却到室温，将用硅藻 土过滤，并用乙酸乙酯多次清洗滤饼；然后经减压蒸馏将溶剂蒸干。残留物用150毫升乙酸 乙酯溶解后，加等量水洗多次，直至水相颜色有深棕色变为澄清；后用40％氢氧化钠水溶液 洗多次，直至水相由深棕色变为澄清；最后，饱和食盐水洗3到5次；有机相用无水硫酸钠 干燥；有机相减压蒸馏，柱层析分离，干法上样，石油醚比乙酸乙酯50比1；或重结晶，到 乳白色粉末状固体或白色针状晶体a(20g，75％)。
中间体a(840mg，4mmol)，在过氧苯甲酰(96.0mg，0.4mmol)，NBS(720，4mmol) 加到100毫升封管中，40毫升四氯化碳溶解，反应液在100℃油浴中搅拌反应，反应1个小 时，停止加热，冷却到室温，硅藻土过滤，滤液减压蒸馏，残留物用40毫升氯仿溶解，加入 1.4克TBADC，回流反应4个小时。然后将反应液冷却到室温，硅藻土过滤未反应TBADC，滤 液减压蒸馏，残留物加入40毫升乙酸乙酯溶解，再加等量水洗3到5次，最后用40毫升饱 和氯化钠水溶液洗3次，无水硫酸钠干燥，有机相减压蒸馏；柱层析分离，干法上样，石油 醚比乙酸乙酯5比1。得中间体c(430mg，48％)。
上述反应得到的化合物c(224mg，0.1mmol)和d(434mg，0.1mmol)，与1.2个 当量的乙醇钠加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应 液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水 相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏， 柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡黄色粉末状目标化合物273毫克，收率63％。
实施例2：
(E)-3-(4-hydroxystyryl)-9H-xanthen-9-one
化合物(E)-3-(4-hydroxystyryl)-9H-xanthen-9-one的制备
按照实施例1，制备化合物c。化合物c(224mg，0.1mmol)，对羟基苄基三苯基磷盐(434mg，0.1mmol)，乙醇钠(20.4mg，0.3mmol)加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升 DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水 淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除 去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡 黄色粉末状目标化合物240毫克，收率76％。1H NMR(400MHz，DMSO)δ9.81(s，1H)，8.23 -8.18(m，J＝7.8，1.3Hz，1H)，8.14(d，J＝8.2Hz，1H)，7.88(t，J＝7.8Hz，1H)， 7.76(s，1H)，7.70(d，J＝8.4Hz，1H)，7.66(d，J＝8.3Hz，1H)，7.56-7.45(m， 2H)，7.21(d，J＝16.4Hz，1H)，6.83(d，J＝8.5Hz，1H)。
实施例3：
(E)-3-(4-nitrostyryl)-9H-xanthen-9-one
化合物(E)-3-(4-nitrostyryl)-9H-xanthen-9-one的制备
按照实施例1，制备化合物c。化合物c(224mg，0.1mmol)，对硝基苄基三苯基磷盐(434mg，0.1mmol)，乙醇钠(20.4mg，0.3mmol)加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升 DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水 淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除 去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡 黄色粉末状目标化合物240毫克，收率76％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ8.36-8.28(m， J＝7.9，1.1Hz，1H)，8.22(d，J＝8.2Hz，1H)，8.11(d，J＝8.7Hz，2H)，7.75- 7.68(m，1H)，7.45(d，J＝8.4Hz，1H)，7.39(d，J＝8.4Hz，3H)，7.32(s，1H)，7.19 (d，J＝8.2Hz，1H)，6.89(d，J＝12.3Hz，1H)，6.82(d，J＝12.3Hz，1H)。
实施例4：
(E)-3-(4-methoxystyryl)-9H-xanthen-9-one
化合物(E)-3-(4-methoxystyryl)-9H-xanthen-9-one的合成
按照实施例1，制备化合物c。化合物c(224mg，0.1mmol)，对甲氧基苄基三苯基磷盐(434mg，0.1mmol)，乙醇钠(20.4mg，0.3mmol)加到50毫升圆底反应瓶中，10毫 升DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升 水淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF 除去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得 淡黄色粉末状目标化合物240毫克，收率76％。1H NMR(400MHz，DMSO)δ8.19(d，J＝7.0 Hz，1H)，8.15(d，J＝8.3Hz，1H)，7.88(t，J＝7.2Hz，0H)，7.78(s，0H)，7.74 -7.60(m，1H)，7.56(d，J＝16.4Hz，0H)，7.48(t，J＝7.4Hz，OH)，7.28(d，J＝ 16.4Hz，0H)，7.00(d，J＝8.5Hz，1H)，2.51(s，1H)。
实施例5
(E)-3-(4-(4，4，5，5-tetramethyl-1，3，2-dioxaborolan-2-yl)styryl)-9H-xanthen-9-o ne
邻硝基苯甲醛(20.0g，0.13mol)、间甲基苯酚(18.6g，0.17mol)、无水氯化铜(890mg，6.6mmol)、三苯基膦(2.6g，10mmol)与无水磷酸钾(62.0g，0.29mol)溶解到100毫 升重蒸甲苯中，反应液在110℃条件下回流；反应24小时后反应液冷却到室温，将用硅藻 土过滤，并用乙酸乙酯多次清洗滤饼；然后经减压蒸馏将溶剂蒸干。残留物用150毫升乙酸 乙酯溶解后，加等量水洗多次，直至水相颜色有深棕色变为澄清；后用40％氢氧化钠水溶液 洗多次，直至水相由深棕色变为澄清；最后，饱和食盐水洗3到5次；有机相用无水硫酸钠 干燥；有机相减压蒸馏，柱层析分离，干法上样，石油醚比乙酸乙酯50比1；或重结晶，到 乳白色粉末状固体或白色针状晶体a(20g，75％)。
中间体a(840mg，4mmol)，在过氧苯甲酰(96.0mg，0.4mmol)，NBS(720，4mmol) 加到100毫升封管中，40毫升四氯化碳溶解，反应液在100℃油浴中搅拌反应，反应1个小 时，停止加热，冷却到室温，硅藻土过滤，滤液减压蒸馏，残留物用40毫升氯仿溶解，加入 1.4克TBADC，回流反应4个小时。然后将反应液冷却到室温，硅藻土过滤未反应TBADC，滤 液减压蒸馏，残留物加入40毫升乙酸乙酯溶解，再加等量水洗3到5次，最后用40毫升饱 和氯化钠水溶液洗3次，无水硫酸钠干燥，有机相减压蒸馏；柱层析分离，干法上样，石油 醚比乙酸乙酯5比1。得中间体c(430mg，48％)。
上述反应得到的化合物c(224mg，0.1mmol)和d(434mg，0.1mmol)，与1.2个 当量的乙醇钠加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应 液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水 相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏， 柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡黄色粉末状目标化合物273毫克，收率63％。1H NMR(400MHz，DMSO)δ7.70-7.79(m，5H)，7.43-7.46(m，2H)，7.14-7.42(m，4H)，6.90 (d，J＝14Hz，1H)，5.95(d，J＝14Hz，1H)，1.20(s，12H)；13C NMR(100MHz，DMSO) δ175.2，155.6，140.3，137.5，135.2，133.3，130.7，129.9，127.4，126.4，125.9，124.3， 88.1，24.7。
实施例6：
(E)-1，3，3-trimethyl-2-(2-(9-oxo-9H-xanthen-3-yl)vinyl)-3H-indol-1-ium
化合物(E)-1，3，3-trimethyl-2-(2-(9-oxo-9H-xanthen-3-yl)vinyl)-3H-indol-1-ium 的合成。按照实施例1，制备化合物c。化合物c(224mg，0.1mmol)，吲哚啉(174mg， 0.1mmol)，乙醇钠(20.4mg，0.3mmol)加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应液由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水相，再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除去，最后无 水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡黑色粉末状 目标化合物240毫克，收率76％。1H NMR(400MHz，DMSO)δ8.95(d，J＝7.2Hz，1H)，8.12 (dd，J＝7.2Hz，1H)，7.77-7.70(m，2H)，7.65(d，J＝7.3Hz，1H)，7.44(d，J＝7.2 Hz，1H)，7.30(d，J＝7.2Hz，1H)，7.16(d，J＝7.3Hz，1H)，6.79(d，J＝14.0Hz， 1H)，5.67(d，J＝14.0Hz，1H)，1.44(s，6H)，1.0(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO) δ175.1，155.7，141.2，140.3，137.5，135.2，133.3，130.7，129.9，128.3，127.4，126.4， 125.9，124.3，32.5，24.7.
实施例7：
1，3，3-trimethyl-2-((E)-2-(9-oxo-6-((E)-2-(2，3，6，7-tetrahydro-1H，5H-pyrido[3， 2，1-ij]quinolin-9-yl)vinyl)-9H-xanthen-3-yl)vinyl)-3H-indol-1-ium
溴代邻硝基苯甲醛(20.0g，0.08mol)、间甲基苯酚(18.6g，0.17mol)、无水氯化 铜(890mg，6.6mmol)、三苯基膦(2.6g，10mmol)与无水磷酸钾(62.0g，0.29mol)溶解 到100毫升重蒸甲苯中，反应液在110℃条件下回流；反应24小时后反应液冷却到室温， 将用硅藻土过滤，并用乙酸乙酯多次清洗滤饼；然后经减压蒸馏将溶剂蒸干。残留物用150 毫升乙酸乙酯溶解后，加等量水洗多次，直至水相颜色有深棕色变为澄清；后用40％氢氧化 钠水溶液洗多次，直至水相由深棕色变为澄清；最后，饱和食盐水洗3到5次；有机相用无 水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱层析分离，干法上样，石油醚比乙酸乙酯50比1；或重 结晶，到乳白色粉末状固体或白色针状晶体(20g，75％)。
所得中间体再与本乙烯衍生物，在醋酸钯作用下发生偶联，产物再经NBS溴代，氧化， 上述反应得到的化合物(224mg，0.1mmol)和吲哚啉(434mg，0.1mmol)，与1.2个当 量的乙醇钠加到50毫升圆底反应瓶中，10毫升DMF溶解，室温下搅拌反应24小时，反应液 由最初的深玫红色变为淡黄色，加入10毫升水淬灭反应，20毫升乙酸乙酯萃取，分离水相， 再用10毫升水洗涤5到8次，充分将DMF除去，最后无水硫酸钠干燥；有机相减压蒸馏，柱 层析纯化，干法上样(PE∶EA＝20∶1)，得淡黑色粉末状目标化合物273毫克，收率55％。1H NMR(400MHz，DMSO)δ8.95(d，J＝7.2，1H)，8.12(dd，J＝7.2Hz，1H)，7.70(d，J＝ 7.3Hz，1H)，7.65(d，J＝7.3，1H)，7.44(d，J＝7.2，1H)，7.30(d，J＝7.2Hz，1H)， 7.16(s 1H)，7.04(s，2H)，6.79(d，J＝14.0，1H)，5.67(d，J＝14.0，1H)，3.37-3.34 (m，4)，2.78-2.71(m，4H)，1，97-1，94(m，4H)，1.44(s，6H)，1.0(s，3H)；13C NMR(100 MHz，DMSO)δ175.1，155.7，141.2，140.3，137.5，135.2，133.3，130.7，129.9，128.3， 127.4，126.4，125.9，124.3，51，7，32.5，28.0，24.7，22.1.
实施例8：荧光化合物的斯托克斯位移和溶剂极性的相关性研究
化合物紫外吸收与荧光光谱测试。将对应染料配置成25uM/L甲苯、乙酸乙酯、二氧六 环、乙腈和甲醇溶液，分别用紫外分光光度计和荧光分光光度计测试化合物在不同溶液中的 紫外吸收和荧光发光谱。然后测算溶剂极性和斯托克斯位移之间的关系。
表1 化合物在不同溶剂中的紫外最大吸收和荧光最大发射峰与斯托克斯位移数据。

Claims (6)

1.一类氧杂蒽酮化合物，其结构式如下：
通式III、IV中R1、R2、R3、R4分别选自氢、卤素、羟基、NH2、巯基、氰基、硝基、N，N-双C1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。
2.权利要求1所述的氧杂蒽酮化合物，其特征在于R1、R2、R3、R4分别选自羟基、NH2、巯基、氰基、N，N-双C1-4烷基氨基、酰胺基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。
3.权利要求2所述的氧杂蒽酮化合物，其特征在于R1、R2、R3、R4分别选自羟基、NH2、N，N-双C1-4烷基氨基、C2-8杂环芳基、硼酸、硼酸频哪醇酯、OR(其中R为C1-4的饱和烷基和不饱和烷基)。
4.权利要求1-3之一所述的化合物以及具有如下结构通式I、II的化合物在荧光探针的设计合成当中的应用；
其中通式I中R1分别选自巯基、氰基、硝基、N，N-双C1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯；
通式I和II中R2、R3、R4分别选自巯基、氰基、硝基、N，N-双C1-4烷基氨基、醛基、羧基、酰胺基、磺酰胺基、C5-10芳基、C2-8杂环芳基、C1-6烷基、硼酸、硼酸频哪醇酯。
5.权利要求4所述的应用，其特征在于通过小分子如硫化氢、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、钙、镁、锌、铁等与权利要求1-4之一所述的化合物作用，可以改变其荧光强度与波长。
6.权利要求4所述的应用，其特征在于通过改变染料所在的环境，如pH值、溶剂极性、离子强度等可改变权利要求1-4之一所述的化合物的荧光强度和波长。
CN201710341271.7A 2017-05-16 2017-05-16 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用 Pending CN108864058A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710341271.7A CN108864058A (zh) 2017-05-16 2017-05-16 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710341271.7A CN108864058A (zh) 2017-05-16 2017-05-16 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108864058A true CN108864058A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64320579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710341271.7A Pending CN108864058A (zh) 2017-05-16 2017-05-16 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108864058A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109776558A (zh) * 2019-01-25 2019-05-21 海南师范大学 一种大位阻呫吨酮及其衍生物的串联环化合成方法
CN109942508A (zh) * 2019-04-15 2019-06-28 内蒙古大学 一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用
CN111763191A (zh) * 2020-06-19 2020-10-13 河北中科金辉药业有限公司 一种dmxaa的制备方法
CN113105495A (zh) * 2020-01-09 2021-07-13 成都必凯科技有限公司 一种艾尔骨化醇a环中间体的制备方法
CN116284024A (zh) * 2022-11-24 2023-06-23 徐州医科大学 能分别和同时检测一氧化氮和二氧化硫的单分子荧光探针

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105884740A (zh) * 2016-05-16 2016-08-24 山东师范大学 一种检测次氯酸的荧光探针及其制备方法和应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105884740A (zh) * 2016-05-16 2016-08-24 山东师范大学 一种检测次氯酸的荧光探针及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTOPHER H. EVANS, ET AL.: "Calibration of the triplet±triplet absorption of xanthone as a microenvironment sensor", 《JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A: CHEMISTRY》 *
HAIBIN XIAO,ET AL.: "Simultaneous fluorescence visualization of mitochondrial hydrogen peroxide and zinc ions in live cells and in vivo", 《CHEMICAL COMMUNICATIONS》 *
LI FAN, ET AL.: "A novel far-visible and near-infrared pH probe for monitoring near-neutral physiological pH changes: imaging in live cells", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B》 *
LINTAO ZENG, ET AL.: "A novel and photostable pH probe for selectively staining nuclei in living cells", 《ANALYST》 *
REDA M. EL-SHISHTAWY, ET AL.: "Synthesis, linear and nonlinear optical properties of a new dimethine cyanine dye derived from phenothiazine", 《RSC ADVANCES》 *
TAMARA C. S. PACE, ET AL.: "Photophysics of Aminoxanthone Derivatives and Their Application as Binding Probes for DNA", 《PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY》 *
YONGKANG YUE, ET AL.: "A new "donor-two-acceptor" red emission fluorescent probe for highly selective and sensitive detection of cyanide in living cells", 《SENSORS AND ACTUATORS B:CHEMICAL》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109776558A (zh) * 2019-01-25 2019-05-21 海南师范大学 一种大位阻呫吨酮及其衍生物的串联环化合成方法
CN109776558B (zh) * 2019-01-25 2021-10-19 海南师范大学 一种大位阻呫吨酮及其衍生物的串联环化合成方法
CN109942508A (zh) * 2019-04-15 2019-06-28 内蒙古大学 一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用
CN109942508B (zh) * 2019-04-15 2020-07-28 内蒙古大学 一种比率型一氧化碳荧光探针及其制备方法和应用
CN113105495A (zh) * 2020-01-09 2021-07-13 成都必凯科技有限公司 一种艾尔骨化醇a环中间体的制备方法
CN111763191A (zh) * 2020-06-19 2020-10-13 河北中科金辉药业有限公司 一种dmxaa的制备方法
CN116284024A (zh) * 2022-11-24 2023-06-23 徐州医科大学 能分别和同时检测一氧化氮和二氧化硫的单分子荧光探针
CN116284024B (zh) * 2022-11-24 2024-03-29 徐州医科大学 能分别和同时检测一氧化氮和二氧化硫的单分子荧光探针

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108864058A (zh) 一类氧杂蒽酮类荧光染料及应用
CN107603269B (zh) 一类基于萘酰亚胺的荧光染料、其制备方法及应用
CN104262378B (zh) 一种硅基罗丹明衍生物及其制备方法和应用
CN108864733B (zh) 一种近红外碳罗丹明荧光染料及其合成方法
Wang et al. Rational design of novel near-infrared fluorescent DCM derivatives and their application in bioimaging
WO2004101709A1 (en) Phenyl xanthene dyes
CN107098923A (zh) 一类红光与近红外发射溶酶体靶向荧光染料及其制备方法与用途
CN104710815A (zh) 一种大斯托克斯位移和近红外荧光发射的新型罗丹荧类荧光染料及其合成方法
CN110256218A (zh) 一种聚集诱导发光染料分子及其合成方法
CN108191710B (zh) 一种快速响应的新型一氧化氮的探针及其制备方法和应用
CN105367566B (zh) 取代的香豆素-噻唑橙衍生物及其制备方法和用途
CN101205416A (zh) 吡咯二甲川类荧光染料及其合成方法和用途
CN114591632B (zh) 一类氮杂吲哚-半花菁染料、其合成方法及应用
CN105670608B (zh) 一种可检测活细胞线粒体中镍离子的高选择性荧光探针及其制备方法
CN111793371B (zh) 一种3，5位不对称修饰bodipy类近红外荧光染料及其制备方法
Zhang et al. A series of novel NIR fluorescent dyes: Synthesis, theoretical calculations and fluorescence imaging applications in living cells
CN103755634A (zh) 9-氨基吖啶衍生物及其合成方法
CN110183478B (zh) 一种菁、香豆素、二羰基氟化硼杂化荧光染料的合成及其应用
CN103044947A (zh) 一类尼罗蓝荧光染料，其制备方法及应用
Chow Two-photon induced emissive thiophene donor–acceptor systems as molecular probes for in vitro bio-imaging: synthesis, crystal structure, and spectroscopic properties
CN113416196B (zh) 一种苯并噻二唑-tb类化合物及其合成方法和应用
CN102633789B (zh) 含有双罗丹明b的化合物及其制备方法与应用
CN104387790A (zh) 一种含噻吩基团的苯并吲哚盐染料及其制备方法和用途
CN104277826A (zh) 细胞内Hg2+检测用以氧原子为结合位点的荧光探针
CN114805297A (zh) 一种大斯托克斯位移近红外发射染料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181123

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication