CN111138468A - 一种蒽类荧光染料及其合成方法 - Google Patents

一种蒽类荧光染料及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蒽类荧光染料及其合成方法。合成方法主要分为六步，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。新的蒽类荧光染料具备荧光切换的性质，相比于之前的技术结构简单，适用于不同的基因测序环境。

Description

一种蒽类荧光染料及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种适用于基因测序的，近红外波段蒽类荧光染料及其合成方法，属于生物化学类荧光染料合成领域。尤其适用于蒽类化合物及含杂原子蒽类化合物的合成。
背景技术
蒽类荧光染料属于一类含有类蒽环的荧光素。该类化合物部分具有长波长、荧光切换、摩尔吸收系数高等特点。这类化合物尤其可以使用在基因测序方面。申请人之前的专利CN201510155218.9中也公开了该类化合物以及其合成方法。然而，随着深入的研发发现，该类化合物的合成过程中，其化学合成方法并不是很优化，化学合成条件比较苛刻，对于环境影响比较大，并且合成效率比较低，并且染料还存在量子效率低等问题。因此我们开发了新的染料及合成方法。新合成的染料合成工艺更加简单，易操作；合成的产率有明显的提高，由于合成的烷基取代的荧光染料分子烷基取代基为供电子官能团，其荧光激发波长发生红移，较原来的激发波长更长；从而进一步降低了激发光所需能量，减少测序中对DNA分子的光损伤，并且烷基取代电子更易激发导致量子产率有所提高；由于烷基供电子基团存在，羟基的与磷酸形成的测序底物更容易合成，测序底物更加稳定和容易储存。为了解决前面提到的问题，本申请公开一种蒽类荧光染料及其合成方法，来解决合成蒽类荧光染料时关键中间体难以制备，产率低的问题；同时新的合成路线所需原料便宜易得，反应条件更加温和，减少了反应操作的危险性，实验过程中和实验处理时对环境的危害更小。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明提供一种蒽类荧光染料，其特征在于具有如下所述结构
Figure BDA0002374692280000011
其中,R1选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基；
R2可以独立的选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基；
R3可以独立的选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基。
根据优选的实施方式，R1，R2为甲基，R3为正丁基。
本发明提供一种蒽类荧光染料的合成方法，其特征在于包含以下步骤，
1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物，即第一中间产物；
2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物，即第二中间产物；
3)将第二中间产物转化为有机锂盐或有机镁盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；
6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料；
其中，步骤5)中，所述格式试剂为烷基格式试剂。
根据优选的实施方式，步骤1中所述取代的间卤代苯酚指的是，在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。
根据优选的实施方式，步骤1中所述取代的间卤代苯酚指的是，C1-C6的烷基取代，卤代的C1-C6的烷基取代。
根据优选的实施方式，步骤(1)中，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，指的是间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与多聚甲醛在酸性加热溶液中反应，
根据优选的实施方式，步骤(1)，加热反应时间为10-24h，加热温度为40-50摄氏度。
根据优选的实施方式，步骤(5)中，格式试剂选自烷基氯化镁格式试剂，或者烷基锂。
根据优选的实施方式，步骤(5)中，格式试剂选自烷基格式试剂，其中所述的烷基指的是C1-C6的烷基。
根据优选的实施方式，步骤(1)为，取间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚；溶解于浓盐酸的甲醇水溶液中；加入多聚甲醛，加热到40-60摄氏度，反应10-40小时；分离产物获得获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物。
根据优选的实施方式，步骤(3)中，所述二卤代化合物为二苯基或者二烷基取代的二卤代甲烷，或者二苯基或者二烷基取代的二卤代硅烷。
本发明公开一种蒽类荧光染料的合成方法，其特征在于包括，
1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，即第一中间产物；
2)第一中间产物与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第二中间产物；
3)将第二中间产物转化为有机锂盐或有机镁盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；
6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。
本发明公开一种蒽类荧光染料，其具备以下特点：激发波长红移，激发波长在510-530nm；发射波长在540-560nm，量子产率为93％左右。同之前公开的专利中的染料相比，结构简单，适用于不同的测序标记。
本发明公开了一种蒽类荧光染料的合成方法，具备以下的优点：(1)新路线原料便宜易得。(2)中间体制备简单，产率高。(3)避免有机金属化合物使用，更环保。(4)操作合成简便易行。
具体实施方式
下面更详细地描述本公开的示例性实施方式。应当理解的，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
申请人在之前的专利中公开了一系列蒽类化合物，参见专利CN201510155218.9。必要的，该专利中部分内容可以以引用的方式加入本专利。
除特殊解释外，本发明所涉及的词语均为本领域的常见词语。
本发明中所涉及的蒽类化合物，指的是具有类似三苯环蒽结构的化合物。该词语并非特殊用语。
本发明中所涉及的C1-C6等类似词语为化学领域的常见词语。C1-C6指的是含有1-6个碳原子。
本发明所涉及的反应中，某些步骤存在其他产物，但是在本发明所做说明的基础上，本领域技术人员很容易获得目标产物。副产物的具体结构不属于本发明的核心内容，不进行过多描述。
本发明公开一种蒽类化合物的合成方法，其特征在于包括，(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；(2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；(5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。
一般的，苯酚的对位活性更高一些。本发明所使用的间卤代苯酚指的是，在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。取代基可以是常见的非活泼性质的取代基，例如甲基，乙基，C1-C6的烷基，卤素取代的C1-C6的烷基等。
酚醛缩聚反应是常见的化学反应。苯酚分子中，酚羟基中氧原子的孤对电子所在的P轨道与苯环共轭大π键的π电子轨道相互交盖而形成一共轭体系，使氧原子上的P电子云向苯环转移，苯环上的电子云密度增加，苯环得到活化，使得羟基邻、对位的电子云密度增大，氢原子活泼性增强，甲醛分子中，由于氧原子的吸引，使碳原子上的电子云密度减小，二者在酸或碱的作用下，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基发生加成，生成羟甲基苯酚。在酸(常用浓盐酸)催化下，由于酸性催化剂抑制了苯酚的电离，降低了酚羟基氧原子孤对电子与苯环的共轭作用，使苯环电子云密度增大不多，酸的催化作用增强了甲醛和羟甲基苯酚的反应活性，当苯酚过量时，苯酚主要在两个邻位起反应，生成羟甲基苯酚，它们之间相互脱水缩合成线型酚醛树脂。当控制其反应物及条件的时候，可以获得两个分子的缩聚产物。例如可以参见下面路线1中的第一步反应。
下面以具体的路线例子来更进一步的说明本发明。参见下面合成路线1：
Figure BDA0002374692280000051
(1)将间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛溶液在酸性加热条件下反应，得到加成产物即二苯甲烷衍生物，取代基位置可以为2位、6位或者2、6位同时具有取代基；或者将间卤代苯甲醚或者取代的间卤代苯甲醚与甲醛在酸性条件下反应直接得到带保护基的二苯甲烷衍生物。
(2)将上述二苯甲烷衍生物的羟基转化为甲基醚或硅基醚进行保护(如加入氢化钠去除羟基上的氢与碘甲烷反应生成卤代苯甲醚；咪唑催化下酚羟基与氯硅烷类化合物反应生成硅醚)，得到带有羟基保护基的二苯甲烷衍生物。
(3)将上述溴代二苯甲烷衍生物先转化为有机锂盐，再与二卤代化合物进反应形成蒽类衍生物。
(4)将上述蒽类衍生物经氧化剂氧化为蒽酮类化合物。
(5)将上述带有保护基团的蒽酮类化合物与烷基格氏试剂反应，可得到烷基取代的蒽类衍生物。
(6)脱除酚羟基保护基团，最后可以得到不同类型的荧光化合物。
可以进行说明的。本领域技术人员通过该步骤可以了解的是。酚羟基的保护步骤并不是固定的。例如，可以首先对于酚羟基做甲基化或者硅基化保护,然后再反应。
可以理解的，步骤5中，格式试剂一般的可以适合的是新作的格式试剂。可以是或者烷基氯化镁格式试剂，或者烷基锂等。其中，所述的烷基可以是C1-C6的烷基。
可以理解的，步骤3中，二卤代化合物发生反应的时候，两个卤素被脱去。化合物扭曲，形成新的六元环。
更加具体的，下面以路线二为例进行更加详细的说明。路线二同路线一原理是完全相同的。但是其过程中某些化合物使用了具体的化合物。下面路线2：
Figure BDA0002374692280000061
除了路线2的说明以外。本发明还有其它的可更换方式。例如下面的路线3：
Figure BDA0002374692280000071
可以理解的，化合物10转化为化合物11的时候，根据不同的格式试剂会获得不同的产物。当使用烷基格式试剂的时候，可以得到烷基取代的蒽类化合物。
1本发明中所列的合成路线一是本发明开发的合成路线的一般通式，可替代官能团均用R代替。
2本发明中合成路线2是合成碳杂蒽类荧光染料的合成路线，合成路线3是合成硅杂蒽类荧光染料的合成路线。合成路线2与合成路线3的区别在于利用不同卤代试剂合成了不同蒽类荧光染料(如第三步所用的2,2二溴丙烷和二氯二甲基硅烷)。
3总结：本路线1所述的方法，与申请人之前的杂蒽类化合物合成方法(CN105315698B)具有明显区别的。在于：(1)本方法合成的关键在于先合成杂蒽酮衍生物，利用杂蒽酮衍生物与格氏试剂反应反应合成荧光染料前体。之前方法关键步骤在于通过甲磺酸加热环化方法合成荧光染料前体。(2)之前的合成方法用到了有机锌，四氯化钛等有毒有害、加料不易操作的试剂，本方法都是采用常规试剂。(3)本方法由于优化了酸性条件下酮与苯环关环产率低关键步骤导致总收率是有明显的提高。本发明的总收率为40％，之前发明的总收率大概为10％。4本发明中所用化合物缩写字母所代表化合物分别为：TBSCl:叔丁基二甲基氯硅烷；THF:四氢呋喃；DMF:N，N-二甲基甲酰胺；DMSC:二氯二甲基硅烷；TBAF:四丁基氟化胺。
可以说明的，路线2中，化合物3-4的合成过程中，使用了二甲基二溴甲烷(2,2二溴丙烷)；从具体的合成路线分析可以看到。在后面的反应中，两个甲基被残留在蒽类化合物中。由此可知，在不太影响整体化合物荧光性能的基础上，可以被替换成多种其它化合物。该化合物的特点是甲烷分子中，两个氢被卤素取代，另外两个氢被其它结构取代即可。而本处所述的其它结构可以有多种替代。例如，甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，异丁基，取代或者不取代的C1-C6的烷基。卤素取代的C1-C6烷基。等等。这些取代并不会造成化合物太多的改变。同时需要说明的是，两个取代基可以是相同的，也可以是不同的。
本发明公开一种蒽类化合物的合成方法，其特征在于，包括：
(1)取间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚；溶解于浓盐酸的甲醇水溶液中；加入多聚甲醛，加热到40-60摄氏度，反应10-40小时；分离产物获得获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；
(2)将第一中间产物与叔丁基二甲基氯硅烷反应，得到带有酚羟基保护基TBS的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；
(3)将第二中间产物于正丁基锂反应，获得有机锂盐，并且与二卤代化合物2,2二溴丙烷反应，得到生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
(4)将第三中间产物用高锰酸钾氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
(5)将第四中间产物与格式试剂异丙基氯化镁氯化锂反应，第五中间产物；
(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。
下面的例子中，所有的无水操作都是在氮气保护下，所用反应容器已经干燥处理。所用到的化学原料、试剂、溶剂等如没有特殊说明，均表示为市售直接购买的分析纯试剂。所用干燥溶剂得无水处理按照常规方法进行或直接购买无水超干溶剂。
产物的分离鉴定的方法和仪器：薄层层析柱硅胶为GF254 60型(Merk),254nm及365nm双波长手提紫外检测仪；柱层析硅胶为青岛基亿达硅胶试剂有限公司的200-300目硅胶；核磁共振谱采用VArian300核磁共振仪测定；氢谱、碳谱。
实施例1
荧光染料的合成见合成路线2；
Figure BDA0002374692280000091
1)化合物4,4'-methylenebis(3-bromophenol)2合成：称量化合物1(10g，57.8mmol)，溶于40％的浓盐酸的甲醇和水(1:1)溶液中，加入多聚甲醛(360mg，4mmol)将反应液加热至50℃，反应24小时。将反应液旋除水中的大部分甲醇后，加入食盐水，二氯甲烷萃取，旋除溶剂柱层析纯化可得油状化合物2 3.6g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.95(s,2H),7.22(dt,J＝7.5,1.1Hz,2H),7.01(d,J＝1.5Hz,2H),6.75(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),4.02(t,J＝1.0Hz,2H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ156.32,131.75,127.53,125.48,118.98,118.58,42.17.HRMS:Caled for C13H11Br2O2(M+H),358.0290,Found m/z 358.0291。
Figure BDA0002374692280000092
2)化合物bis(2-bromo-4-((tert-butyldimethylsilyl)oxy)phenyl)methane 3合成：将化合物2(4g,11.3mmol)溶于20ml DMF中，加入叔丁基二甲基氯硅烷(5g,33.8mmol)，加入咪唑(4.6g 67.8mmol),室温反应8小时，TCL监测反应进行至完全，加入水洗涤，乙酸乙酯萃取，旋除溶剂，柱层析分离可得油状化合物3 6g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.23–6.96(m,4H),6.78(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),4.03(t,J＝1.0Hz,2H),1.01(s,18H),0.21(s,12H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ150.52,135.85,128.72,116.45,116.01,109.27,35.30,25.93,18.36,-3.53.HRMS:Caled forC25H39Br2O2Si2(M+H),586.5550,Found m/z 586.5548。
Figure BDA0002374692280000093
3)化合物((9,9-dimethyl-9,10-dihydroanthracene-2,7-diyl)bis(oxy))bis(tert-but yldimethylsilane)4合成：将化合物3(1.5g，2.56mmol)溶于无水THF 5ml中，氩气保护下降温至-78℃，慢慢滴加正丁基锂(4.1ml，5.3mmol)反应1小时，加入2,2二溴丙烷(0.3ml，2.8mmol)慢慢升至室温反应24小时，加水淬灭反应，加入氯化钠饱和水溶液，乙酸乙酯萃取，旋除溶剂纯化可得白色固体化合物4 1.3g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.08(dt,J＝7.5,1.0Hz,2H),6.87(dd,J＝11.7,1.5Hz,2H),6.73(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),3.81(t,J＝1.0Hz,2H),1.57(s,6H),1.01(s,18H),0.21(s,12H).
13C NMR(75MHz,CDCl3)δ151.63,143.72,130.02,129.98,127.35,119.77,114.81,114.79,40.05,35.12,31.08,25.54,17.56,-4.57.HRMS:Caled for C28H45O2Si2(M+H),468.2880,Found m/z 468.2876
Figure BDA0002374692280000101
4)化合物3,6-bis((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-10,10-dimethylanthracen-9(10H)-one 5合成：将化合物4(0.58g，1.0mmol)溶于5ml的丙酮溶液中，1冰浴下加入高锰酸钾(1.0g，7mmol)在0℃以下反应3小时，加入二氯甲烷10ml，滤出不溶物可得白色固体化合物5 0.25g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝7.5Hz,2H),7.02(dd,J＝7.5,1.6Hz,2H),6.85(d,J＝1.6Hz,2H),1.59(s,9H),1.01(s,24H),0.21(s,17H)..13C NMR(75MHz,CDCl3)δ182.48,156.25,145.73,129.32,128.95,118.83,114.76,40.75,30.96,25.54,17.56,-4.57.HRMS:Caled for C28H43O3Si2(M+H),482.8110,Found m/z 482.8108
Figure BDA0002374692280000102
5)化合物methyl4-(3,6-bis((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-9-hydroxy-10,10-dimethyl-9,10-
dihydroanthracen-9-yl)-3-me-thylbenzoate 7合成：将化合物6(0.8mg，2.8mmol)溶于无水的四氢呋喃溶液5ml中，加入异丙基氯化镁氯化锂2.9mmol，室温反应2小时；将溶有化合物5(1.3mg，2.8mmol)的四氢呋喃溶液慢慢加入到新制备的格氏试剂中，室温下反应8小时后；TCL检测反应情况反应完全后加入水5ml，继续搅拌反应5小时；旋除溶剂，乙酸乙酯萃取柱层析纯化可得红色固体化合物7 200mg。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.11–7.84(m,1H),7.79(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),7.23(d,J＝7.5Hz,1H),7.17(d,J＝7.5Hz,2H),6.96–6.66(m,4H),3.93(d,J＝14.3Hz,4H),2.35(s,3H),1.57(s,6H),1.02(s,18H),0.21(s,12H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ166.40,152.55,143.72,142.11,135.48,132.55,132.25,130.53,129.01,128.68,127.21,126.85,119.91,116.20,74.75,52.11,40.04,30.96,25.54,21.90,17.54,-4.57.HRMS:Caled forC37H53O5Si2(M+H),632.9880,Found m/z 632.9879
Figure BDA0002374692280000111
6)化合物4-(6-hydroxy-10,10-dimethyl-3-oxo-3,10-dihydroanthracen-9-yl)-3-meth ylbenzoic
acid 8合成：将化合物7 0.2g溶于1ml甲醇溶液中，入浓盐酸1ml，水2ml及氟化钠0.5g，继续搅拌反应5小时；旋除溶剂。将上述所得粗品溶于甲醇和水1:1混合溶液中5ml，加入氢氧化锂(75mg，3mmol)室温反应10小时，待完全水解后，旋除甲醇，加入饱和食盐水乙酸乙酯萃取，柱层析纯化可得红色固体化合物8 50mg。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.74(s,1H),7.97–7.77(m,2H),7.50–7.29(m,3H),6.91(d,J＝1.4Hz,1H),6.77(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),6.68–6.46(m,2H),2.43(s,3H),1.56(s,6H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ185.60,168.99,156.26,151.59,145.24,141.46,139.53,137.64,136.58,132.42,130.53,130.47,129.93,128.61,128.17,128.10,127.26,121.32,115.68,113.27,38.88,30.40,20.16.
HRMS:Caled for C24H22O4(M+H),372.4200,Found m/z 372.4210。
本实施例所合成的荧光染料的激发波长为510-530nm；发射波长为540-560nm，量子产率在93％以上。相比于前面专利中公开的荧光切换的荧光染料，其具备下面几个特点：(1)保留了荧光切换性质；(2)稳定性更好一些，自身不易被氧化，不易发生光猝灭；稳定性明显优于前面公开的染料。(3)分子量更小，更易于与DNA分子结合。但是，这种化合物也有明显的缺点，同核酸结合以后，测序性能并没有明显的提升，甚至还会下降一两个百分点，但是稳定性变的更好一些了。综合来看，应用在基因测序的时候，两种染料各有特点，适合于不同的环境。这些都属于实验的结果。
具体实施案例二
荧光染料的合成见合成路线3
Figure BDA0002374692280000121
1化合物4,4'-methylenebis(3-bromophenol)2合成：
称量化合物1(10g，57.8mmol)，溶于40％的浓盐酸的甲醇和水(1:1)溶液中，室温反应20分钟，加入多聚甲醛(360mg，4mmol)将反应液加热至50℃，反应24小时。将反应液旋除水中的大部分甲醇后，加入食盐水，二氯甲烷萃取，旋除溶剂柱层析纯化可得油状化合物2 3.6g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.95(s,2H),7.22(dt,J＝7.5,1.1Hz,2H),7.01(d,J＝1.5Hz,2H),6.75(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),4.02(t,J＝1.0Hz,2H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ156.32,131.75,127.53,125.48,118.98,118.58,42.17.HRMS:Caled for C13H11Br2O2(M+H),358.0290,Found m/z 358.0291。
Figure BDA0002374692280000131
2化合物bis(2-bromo-4-((tert-butyldimethylsilyl)oxy)phenyl)methane 3合成：
将化合物2(4g,11.3mmol)溶于20ml DMF中，加入叔丁基二甲基氯硅烷(5g,33.8mmol)，加入咪唑(4.6g 67.8mmol),室温反应8小时，TCL监测反应进行至完全，加入水洗涤，乙酸乙酯萃取，旋除溶剂，柱层析分离可得油状化合物3 6g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.23–6.96(m,4H),6.78(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),4.03(t,J＝1.0Hz,2H),1.01(s,18H),0.21(s,12H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ150.52,135.85,128.72,116.45,116.01,109.27,35.30,25.93,18.36,-3.53.HRMS:Caled forC25H39Br2O2Si2(M+H),586.5550,Found m/z 586.5548。
Figure BDA0002374692280000132
3化合物3,7-bis((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-5,5-dimethyl-5,10-dihydrodiben zo[b,e]siline 9合成：将化合物3(8.5g，14.5mmol)溶于无水THF 50ml中，氩气保护下降温至-78℃，慢慢滴加正丁基锂(12.7ml，30.6mmol)反应1小时，加入二氯二甲基硅烷(2ml，16mmol)慢慢升至室温反应24小时，加水淬灭反应，加入氯化钠饱和水溶液，乙酸乙酯萃取，旋除溶剂纯化可得化合物4.8g。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.24(dt,J＝7.5,1.0Hz,2H),7.02(t,J＝1.7Hz,2H),6.84(dd,J＝7.5,1.5Hz,2H),4.33(t,J＝1.0Hz,2H),1.01(s,18H),0.46(s,6H),0.21(s,12H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ153.05,137.65,134.17,127.65,122.64,121.92,37.73,25.54,17.55,-3.15,-4.57.HRMS:Caled for C27H45O2Si3(M+H),484.9020,Found m/z484.9019
Figure BDA0002374692280000141
4化合物3,7-bis((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-5,5-dimethyldibenzo[b,e]silin-10(5H)-one 10合成：将化合物9(4.8g，10.3mmol)溶于15ml的丙酮溶液中，冰浴下加入高锰酸钾(4.4g，27.8mmol)在0℃以下反应3小时，加入二氯甲烷100ml，滤出不溶物可得红色固体化合物10 3.5g.
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝7.5Hz,2H),7.19–7.11(m,4H),1.01(s,18H),0.50(s,6H),0.21(s,12H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ184.28,156.43,137.38,135.80,135.49,128.49,122.34,120.47,25.54,17.56,-3.25,-4.57.HRMS:Caled forC27H43O3Si3(M+H),498.8850,Found m/z 498.8847.
Figure BDA0002374692280000142
5化合物methyl 4-(7-hydroxy-5,5-dimethyl-3-oxo-3,5-dihydrodibenzo
[b,e]silin-10-yl)-Methylbenzoate11合成：将化合物6(1.3g，4.6mmol)溶于无水的四氢呋喃溶液中，加入异丙基氯化镁氯化锂4.6mmol，室温反应2小时；将溶有化合物10的四氢呋喃溶液慢慢加入到新制备的格氏试剂中，室温下反应8小时后；TCL检测反应情况，待反应完全后加入浓盐酸5ml，水20ml及四丁基氟化胺1ml，继续搅拌反应5小时；旋除溶剂，乙酸乙酯萃取柱层析纯化可得红色固体化合物11 500mg。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ9.11(s,1H),8.09–8.02(m,2H),7.87–7.83(m,1H),7.62(d,J＝7.5Hz,1H),7.48(d,J＝7.5Hz,1H),6.97(d,J＝1.4Hz,1H),6.85(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),6.80(d,J＝2.2Hz,1H),6.68(dd,J＝10.8,2.2Hz,1H),3.92(s,3H),2.47(s,3H),0.53(s,6H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ185.53,166.48,157.84,146.96,143.49,142.48,139.51,137.59,137.03,135.42,132.15,130.07,129.97,129.86,129.67,129.37,127.47,125.03,118.60,118.07,52.09,20.16,-3.46.HRMS:Caled for C24H23O4Si(M+H),402.5210,Foundm/z 402.5212
Figure BDA0002374692280000151
6化合物4-(7-hydroxy-5,5-dimethyl-3-oxo-3,5-dihydrodibenzo[b,e]silin-10-yl)-3-methylbenzoic acid 12合成：化合物11(500mg，1.243mmol)溶于甲醇和水1:1混合溶液中，加入氢氧化锂(522mg，12.4mmol)室温反应10小时，待完全水解后，旋除甲醇，加入饱和食盐水乙酸乙酯萃取，柱层析纯化可得红色固体化合物12 300mg。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ9.11(s,1H),8.05(d,J＝11.0Hz,1H),7.91–7.86(m,2H),7.62(d,J＝7.5Hz,1H),7.48(d,J＝7.7Hz,1H),6.97(d,J＝1.5Hz,1H),6.85(dd,J＝7.5,1.5Hz,1H),6.80(d,J＝2.2Hz,1H),6.68(dd,J＝10.8,2.2Hz,1H),2.47(s,3H),0.53(s,6H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ185.53,168.99,157.84,146.96,145.22,142.48,139.51,137.86,136.91,135.46,132.14,130.43,129.97,129.37,129.20,129.06,128.10,125.03,118.60,118.08,20.13,-3.47.HRMS:Caled for C23H21O4Si(M+H),388.4940,Found m/z388.4939
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种蒽类荧光染料，其特征在于具备如下结构
Figure FDA0002374692270000011
其中,R1选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基；
R2可以独立的选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基；
R3可以独立的选自C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基、芳香基、苯基、C1-C6醚基，取代的C1-C6醚基。
2.根据权利要求1所述的蒽类荧光染料，其特征在于，R1，R2为甲基，R3为正丁基。
3.一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包括，
(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；
(2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；
(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
(5)将第四中间产物与格式试剂反应，获得第五中间产物；
(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取代的间卤代苯酚指的是，在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。
5.根据权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述取代的间卤代苯酚指的是，C1-C6的烷基，卤代的C1-C6的烷基。
6.根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，指的是间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与多聚甲醛在酸性加热溶液中反应。
7.根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，格式试剂选自烷基氯化镁格式试剂，或者烷基锂格式试剂。
8.根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述二卤代化合物为二苯基或者二烷基取代的二卤代甲烷，或者二苯基或者二烷基取代的二卤代硅烷。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)为，取间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚；溶解于浓盐酸的甲醇水溶液中；加入多聚甲醛，加热到40-60摄氏度，反应10-40小时；分离产物获得获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物。
10.一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包括，
(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，即第一中间产物；
(2)第一中间产物与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第二中间产物；
(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
(5)将第四中间产物与格式试剂反应，获得第五中间产物；
(6)第五中间产物脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。
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