CN113603681B - 一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 - Google Patents
一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113603681B CN113603681B CN202010369700.3A CN202010369700A CN113603681B CN 113603681 B CN113603681 B CN 113603681B CN 202010369700 A CN202010369700 A CN 202010369700A CN 113603681 B CN113603681 B CN 113603681B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compound
- cyanine dye
- lap
- novel
- leucine
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- 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"
-
- 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
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
-
- 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
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
-
- 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
- G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Indole Compounds (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于菁染料的新化合物、制备方法及其用途。本发明所述新化合物(Cy‑O‑DP)由菁染料衍生物(Cy‑OH)和二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys‑Leu)通过丙烯酰氯连接而合成制得,并可用于对亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行检测。所述新化合物Cy‑O‑DP的结构通式如下:其中R1、R2、R3、R4为引入的取代基,可以调节新化合物(Cy‑O‑DP)的电子效应、发光性能和化合物的水溶性。本发明提供的新化合物(Cy‑O‑DP)是一种全新的有机化合物。其由花菁染料衍生物(Cy‑OH)和二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys‑Leu)通过丙烯酰氯连接而合成制得,同时,该新化合物能够特异性与生物酶LAP进行相互作用,并引起化合物荧光信号变化,可用于对LAP进行检测。
Description
技术领域
本发明属于有机化学领域,具体为设计合成了一种基于菁染料的新化合物:Cy-O-DP,该化合物由菁染料衍生物(Cy-OH)和二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)通过丙烯酰氯连接而合成制得,并可用于对亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行检测。
背景技术
花菁染料分子一般是由多个亚甲基(甲川基)组成的共轭链,共轭链两端或中间可连接杂化芳环,如喹啉、吲哚等。菁染料一般都具有荧光量子产率高、摩尔消光系数大、发射波长在近红外区、生物相容性较好和可修饰位点多等优点,广泛应用于感光材料、荧光标记等方面,受到科研工作者们的高度关注。通过在菁染料分子上引入不同的修饰基团,可设计合成不同的染料分子,也可构建基于菁染料的荧光探针,这些新的染料化合物的合成与应用在有机化学、感光材料、生物化工和医学分析等领域都有非常重要的作用。因而,开发新型的基于菁染料的新化合物仍具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明第一个目的是提供一种基于菁染料的新化合物(Cy-O-DP)。
本发明第二个目的是提供一种基于菁染料的新化合物(Cy-O-DP)的制备方法。
本发明第三个目的是提供一种基于菁染料的新化合物(Cy-O-DP)用于对亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行检测。
本发明提供的技术方案为,一种化合物Cy-O-DP,其结构通式如下:
其中R1、R2、R3和R4为引入的取代基,可以调节化合物Cy-O-DP的电子效应、发光性能和水溶性。
优选地,R1=R2=R3=H,R4为甲基。
本发明还提供了上述化合物Cy-O-DP的制备方法,所述新化合物经以下两步有机合成反应制得:
(1)以菁染料衍生物CY-OH为原料,通过与丙烯酰氯进行亲核取代反应得到CY-O-A,所述化合物CY-OH和CY-O-A具有以下所示的结构:
其中R1、R2、R3、R4为引入的取代基,可以调节化合物的电子效应、发光性能和化合物的水溶性。
(2)上述所制备的化合物CY-O-A通过与二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)进行加成反应,制备出新化合物:Cy-O-DP。
根据本发明所述一种新化合物:Cy-O-DP,可特异性与生物酶亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行相互作用,并引起化合物荧光信号变化,可用于对LAP进行检测。因此本发明进而提出了所述化合物Cy-O-DP在对亮氨酸氨基肽酶进行检测中的应用。
更进一步地,本发明所述化合物Cy-O-DP在制备用于检测亮氨酸氨肽酶的荧光探针中的应用。
本发明提供的新化合物(Cy-O-DP)详细合成方法如下:
根据所述新化合物(Cy-O-DP),优选R1、R2、R3为氢,R4为甲基为例进行说明。
(1)以CY-OH1为原料,通过与丙烯酰氯进行亲核取代反应得到CY-O-A1:
在氩气保护下,将CY-OH1(200 mg,0.52 mmol)溶解在干燥的二氯甲烷(10ml)溶液中,并降温至0 ℃,然后分别向其中缓慢加入干燥的三乙胺(143 μL,1.03 mmol)和丙烯酰氯(85 μL,1.05 mmol),恢复至室温,然后搅拌16小时。反应结束后,减压蒸馏除去溶剂,柱层析提纯,得到紫色固体产物:CY-O-A1。
(2)化合物CY-O-A1与二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)进行加成反应,制备出新化合物:CY-O-DP1:
在氩气保护下,将化合物CY-O-A1(60 mg, 0.137 mmol)和二肽(Cys-Leu)(100mg, 0.427mmol)溶解在CH3CN-HEPES (v/v, 1:1)的缓冲溶液中,在35 ℃下反应5小时。反应结束后,减压蒸馏除去溶剂,柱层析分离提纯,得到紫色固体产物:CY-O-DP1。
本发明的独创性在于将菁染料的衍生物(Cy-OH)与二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)进行有机结合,设计合成出基于菁染料的新型化合物:CY-O-DP,该化合物利用LAP能够特异性剪切亮氨酸残基的特点,实现了与LAP的相互作用,并最终引起化合物荧光信号变化,使其具有检测LAP的用途。
术语:
Absorption为吸收值。
Fluoresence (FL) intensity为荧光强度。
有益技术效果:
本发明提供一种基于菁染料的新化合物:Cy-O-DP。菁染料是一种具有摩尔消光系数大、荧光量子产率高、发射波长在近红外区和可修饰位点多等优点的荧光染料,广泛应用于生物化工、感光材料、荧光标记等方面,具有非常重要的应用价值。然而,由于其合成难度较高,大规模生产仍然受到限制,并且基于菁染料的新化合物也相对有限。通过对花菁染料母体进行改造和不同的修饰,可设计合成具有不同光学性能的染料分子,可用于构建新型荧光探针、制备新型荧光材料、感光材料等,而且新染料化合物的合成与应用在有机化学、材料学、生物化工和医学等领域也都将具有非常重要的意义。
本发明基于以上需求,提供了一种基于菁染料的新化合物:Cy-O-DP,该化合物由菁染料衍生物(Cy-OH)和二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)通过丙烯酰氯连接而合成制得。Cy-O-DP不仅是一种全新的基于菁染料的新化合物,而且在相关性能测试中发现,该化合物还可用于对亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行检测。
附图说明
图1是本发明新化合物(CY-O-DP)在PBS 缓冲溶液(pH=7.4)中与LAP作用前后的(a)紫外吸收光谱图(b)荧光发射光谱图;
图2是本发明新化合物(CY-O-DP)在PBS 缓冲溶液(pH=7.4)中与各种分析物反应前后荧光强度变化示意图。其中:a.空白;b. KCl;c.氯化钙;d.溴化锌.;e. CYS.;f. HCY;g. GSH;h.葡萄糖;i.亚硫酸氢钠;j.胰蛋白酶;k. α-淀粉酶;l.脂肪酶;m. GGT;n.硫氢化钠;o.纤维素酶;p.抑肽酶;q. LAP。
图3是本发明新化合物(CY-O-DP)的核磁共振氢谱图,氘代试剂为d 6-CD3OD。
图4是本发明新化合物(CY-O-DP)的核磁共振碳谱图,氘代试剂为d 6-CD3OD。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
新化合物Cy-O-DP1的合成:
在氩气保护下,将CY-OH1(200 mg,0.52 mmol)溶解在干燥的二氯甲烷(10ml)溶液中,并降温至0 ℃,然后分别向其中缓慢加入干燥的三乙胺(143 μL,1.03 mmol)和丙烯酰氯(85 μL,1.05 mmol),恢复至室温,然后搅拌16小时。反应结束后,减压蒸馏除去溶剂,柱层析提纯,得到紫色固体产物:CY-O-A1。
在氩气保护下,将化合物CY-O-A1(60 mg, 0.137 mmol)和二肽(Cys-Leu)(100mg, 0.427mmol)溶解在CH3CN-HEPES (v/v, 1:1)的缓冲溶液中,在35 ℃下反应5小时。反应结束后,减压蒸馏除去溶剂,柱层析分离提纯,得到紫色固体产物:CY-O-DP1。
化合物CY-O-DP1的氢谱(如图3),氘代试剂为d 6-CD3OD。
1H NMR (400 MHz, d 6-CD3OD):δ 8.72 (d, J = 14.8 Hz, 1H), 7.63 (d, J =7.4 Hz, 1H), 7.50 (dd, J = 6.3, 1.1 Hz, 2H), 7.44 (d, J = 5.1 Hz, 2H), 7.41(s, 1H), 6.82-6.85 (m, 2H), 6.42 (d, J = 14.8 Hz, 1H), 4.57 (s, 1H), 3.81 (s,3H), 3.67 (s, 2H), 2.80 – 2.76 (m, 2H), 2.72 (t, J = 6.1 Hz, 2H), 2.26 – 2.16(m, 1H), 2.12 – 1.99 (m, 2H), 1.99 – 1.87 (m, 3H), 1.81 (s, 6H), 1.40 (s,2H), 1.28 (s, 9H), 0.90 (t, J = 6.9 Hz, 3H).
化合物CY-O-DP1的碳谱(如图4),氘代试剂为d 6-CD3OD。
13C NMR (101 MHz, d 6-CD3OD):δ179.44,170.48,159.76,153.01,146.20,142.34,130.97,129.87,129.46,128.87,128.48,128.02,127.68,122.36,119.75,118.94,114.51,112.94,109.37,105.52,65.26,51.02,35.15,34.40,31.69,29.38,29.10,26.73,26.51,24.03,22.36,21.80,20.71,18.87,13.07,7.80.
化合物CY-O-DP1的高分辨率质谱HRMS (m/z): Calcd for C38H46N3O6S+: 672.31,Found: 672.30 [M]+.
效果例:
参考图1是新化合物(CY-O-DP)在PBS缓冲溶液(0.01 mol/L, pH=7.4)中与LAP作用前后的(a)紫外吸收光谱图:新化合物CY-O-DP在386nm处有最大的紫外吸收峰,在加入LAP酶共同孵育之后,吸收峰红移至483nm处;(b)荧光发射光谱图:在360 nm的光的激发下,新化合物CY-O-DP荧光几乎忽略不计,而在与LAP酶作用后,在704 nm处显示出极大的荧光增强。因而,新化合物(CY-O-DP)具有检测LAP的用途。
参考图2:新化合物(CY-O-DP)在PBS 缓冲溶液(pH=7.4)中与各种分析物反应前后荧光强度变化示意图,结果显示CY-O-DP表现出对LAP优异的选择性,抗干扰能力强。其中:a.空白;b. KCl;c.氯化钙;d.溴化锌.;e. CYS.;f. HCY;g. GSH;h.葡萄糖;i.亚硫酸氢钠;j.胰蛋白酶;k. α-淀粉酶;l.脂肪酶;m. GGT;n.硫氢化钠;o.纤维素酶;p.抑肽酶;q. LAP。
本发明提供一种基于菁染料的新化合物:Cy-O-DP。该化合物由菁染料衍生物(Cy-OH)和二肽(半胱氨酸亮氨酸:Cys-Leu)通过丙烯酰氯连接而合成制得。Cy-O-DP不仅是一种全新的基于菁染料的新化合物,而且在相关性能测试中发现,该化合物还可用于对亮氨酸氨基肽酶(LAP)进行检测。
以上显示描述了本发明的基本内容和用途。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010369700.3A CN113603681B (zh) | 2020-05-05 | 2020-05-05 | 一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010369700.3A CN113603681B (zh) | 2020-05-05 | 2020-05-05 | 一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113603681A CN113603681A (zh) | 2021-11-05 |
CN113603681B true CN113603681B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=78303113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010369700.3A Active CN113603681B (zh) | 2020-05-05 | 2020-05-05 | 一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113603681B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109438319A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-03-08 | 湖北大学 | 一种检测亮氨酸氨肽酶的化合物及其制备方法和应用 |
CN110746410A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-02-04 | 湖南大学 | 一种亮氨酸氨肽酶和单胺氧化酶激活的近红外荧光探针、合成方法及生物应用 |
-
2020
- 2020-05-05 CN CN202010369700.3A patent/CN113603681B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109438319A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-03-08 | 湖北大学 | 一种检测亮氨酸氨肽酶的化合物及其制备方法和应用 |
CN110746410A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-02-04 | 湖南大学 | 一种亮氨酸氨肽酶和单胺氧化酶激活的近红外荧光探针、合成方法及生物应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
REGISTRY[online];Columbus,Ohio,US;《STN检索报告 US REGISTRY》;20150521;第1页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113603681A (zh) | 2021-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2036953A2 (en) | Long wavelength thiol-reactive fluorophores | |
CN109438319B (zh) | 一种检测亮氨酸氨肽酶的化合物及其制备方法和应用 | |
JPH06504987A (ja) | 光活性化合物、それらの合成法および発蛍光団としての使用 | |
US7897787B2 (en) | Maleimide derivative | |
Han et al. | Chain length-dependent photoinduced formation of azobenzene aggregates | |
CN110229120B (zh) | 一种长波长荧光染料分子及其制备方法 | |
CN113603681B (zh) | 一种基于菁染料的化合物及其制备方法和用途 | |
CN109824565A (zh) | 一种光响应性多功能化学交联剂及其制备方法与应用 | |
US5958673A (en) | Fluorescent dye | |
CN110305026B (zh) | 固体荧光染料及其制备方法 | |
US5342970A (en) | Hydrosoluble coumarin derivatives, their preparation and their use as an enzyme substrate or for the preparation of such substrates | |
CN111909236B (zh) | 一种二肽修饰的菁染料化合物及其制备方法和用途 | |
CN105623647A (zh) | 一种检测细胞内co的荧光探针及其制备方法和应用 | |
CN114853656B (zh) | 具有aee特性的咔唑类衍生物、制备方法及应用 | |
CN111548304A (zh) | 一种基于三苯胺的衍生物及制备方法与应用 | |
Esteves et al. | Unnatural benz-X-azolyl asparagine derivatives as novel fluorescent amino acids: synthesis and photophysical characterization | |
CN112939960B (zh) | 羰基氮杂环丁烷取代的nbd类荧光染料及其合成方法和应用 | |
CN113234031B (zh) | 一类d-a型聚集诱导发光化合物及其制备方法和应用 | |
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 | |
JP2009503054A (ja) | フルオレセイン系化合物およびペプチド合成のためのその使用 | |
CN110256339B (zh) | 有机荧光染料分子及其制备方法 | |
CN110372700A (zh) | 一种萘-1,4,5,8-四甲酰二肼的合成方法 | |
CN112778375B (zh) | 两亲性手性铂配合物及其自组装的温敏性单组分发光材料和应用 | |
CN111533761B (zh) | 一类具有细胞器或蛋白质靶向功能的比率型pH探针及应用 | |
CN110590784B (zh) | 一种基于吡咯并吡咯二酮的衍生物及制备方法与应用 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |