CN114957330A - 一种新型花菁染料中间体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型花菁染料中间体，3‑(2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化铵‑1‑基)丙基(2‑(三甲基氨)乙基)磷酸盐。同时，本发明公开了该中间体的制备方法，以1‑(3‑溴丙基)‑2,3,3‑三甲基‑3H‑吲哚‑1‑溴化铵为原料，将其与2‑(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵在溶剂乙腈中加热反应，即得。该方法采用的原料制备简单，反应步骤少，制备成本低，易纯化，收率高，同时反应条件温和，操作简单，容易实现工业化。
Description
技术领域
本发明涉及化学技术领域，尤其涉及一种新型花菁染料中间体及其制备方法。
背景技术
2,3,3-三甲基-3H-吲哚的季铵盐衍生物，结构式如下：
2,3,3-三甲基-3H-吲哚的季铵盐衍生物是合成花菁染料的一类重要中间体。花菁染料在荧光成像、光热治疗、生物分子标记、靶向治疗等领域具有重要的应用。例如，七甲川花菁染料的荧光发生在700nm-900nm的近红外区，生物组织在此波长范围的自身信号干扰弱，因而此类染料组织穿透能力强，肿瘤成像灵敏度高。又例如，光热治疗是把染料吸收的光能转化为热能，产生局部高温(>42℃)来杀死肿瘤细胞。光热治疗具有微创、疗程短、易操作、治疗效率高等优点。然而目前这类花菁染料存在水溶性差以及生物相容性低两个问题。例如，当其R为–(CH2)2COOH时的花菁染料水溶性差，这可能会导致该染料在动物体内的血管中沉降，影响染料的靶向递送，甚至引起血管堵塞。此外，水溶性差还使得染料容易发生聚集，进而导致荧光淬灭现象，影响荧光成像效果。又如，当其R为–(CH2)3SO3 –时的花菁染料，磺酸基的引入虽然改善了水溶性，但增大了毒性，因而降低了生物相容性，会导致正常细胞的凋亡。
因此开发水溶性好以及生物相容性高的花菁染料中间体具有重要的意义。要开发这样的中间体，一种有效的途径是在2,3,3-三甲基-3H-吲哚的季铵盐衍生物的R基团引入水溶性好以及生物相容性高的基团或片段，比如磷酰胆碱类化合物的片段。
2-(三甲基氨)乙基磷酸盐，结构式如下：
磷酰胆碱类化合物具有以下特点：(1)类似磷脂的结构，磷脂是生物体内的一类分子，因此生物相容性高；(2)其头部基团2-(三甲基氨)乙基磷酸盐亲水性强，能大幅度增加材料的水溶性。
因此引进磷酰胆碱类化合物的片段，既能提高材料的生物相容性，又能改善材料的水溶性。开发对应的新型花菁染料中间体，具有重要意义。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种新型花菁染料中间体，3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，并公开了该中间体的制备方法。该方法采用的原料制备简单，反应步骤少，制备成本低，易纯化，收率高，同时反应条件温和，操作简单，容易实现工业化。
技术方案：本发明的一种新型花菁染料中间体，其特征在于：该中间体为3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，结构式如下：
一种新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：以1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵为原料，将其与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵在溶剂乙腈中加热反应，获得3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，即得新型花菁染料中间体。
其中，所述的1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为1～4:1。
其中，所述的加热反应时，反应的温度为60℃～110℃，反应时间为8h～48h。
其中，所述的加热反应后，加入溶剂将产物析出，过滤、洗涤得到3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐。
其中，所述的产物析出的溶剂为乙醚、石油醚或正己烷。
其中，所述的产物洗涤溶剂为丙酮或乙醚。
本发明方法的反应过程如下式所示：
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明提供了一种新型花菁染料中间体，3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，并公开了该中间体的制备方法。具有以下优点：1)制备路线短，为一步反应；2)制备方法简单，生产成本低；3)产物易纯化，且收率高；4)析出产物所用的溶剂，以及洗涤产物所用的溶剂均可通过常压蒸馏进行回收，减少了溶剂的使用及排污时对环境造成的污染；5)易于实施，便于实现工业化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例1：
将1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵(1.81g,5mmol)加入100mL的反应瓶中，加入2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵(2.12g,5mmol)，15mL乙腈作为溶剂，在80℃搅拌12h，冷至室温，加入乙醚50mL将产物析出，过滤，用乙醚洗涤(30mL×3)得到淡蓝色固体3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐1.94g，收率为84％，其结构检测数据如下：
1H NMR(400MHz,CD3OD):δ(ppm)7.64–7.79(m,4H),4.38(t,J＝4.4Hz,2H),3.32–3.34(m,14H),3.25(t,J＝3.3Hz,2H),2.26(m,2H),2.11(m,2H),1.62(s,6H)。
实施例2：
与实施例1相同，不同之处在于：
1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为1.5:1，反应的温度为90℃，反应时间为24h。
析出产物所用的溶剂为石油醚。
洗涤产物所用的溶剂为丙酮。
得到淡蓝色固体3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，收率为86％。
产物的结构检测数据，同实施例1基本相同。
实施例3：
与实施例1相同，不同之处在于：
1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为2:1，反应的温度为60℃，反应时间为48h。
析出产物所用的溶剂为正己烷。
洗涤产物所用的溶剂为丙酮。
得到淡蓝色固体3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，收率为85％。
产物的结构检测数据，同实施例1基本相同。
实施例4：
与实施例1相同，不同之处在于：
1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为3:1，反应的温度为90℃，反应时间为18h。
洗涤产物所用的溶剂为丙酮。
得到淡蓝色固体3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，收率为87％。
产物的结构检测数据，同实施例1基本相同。
实施例5：
与实施例1相同，不同之处在于：
1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为4:1，反应的温度为100℃，反应时间为24h。
洗涤产物所用的溶剂为丙酮。
得到淡蓝色固体3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，收率为86％。
产物的结构检测数据，同实施例1基本相同。
Claims (7)
1.一种新型花菁染料中间体，其特征在于：该中间体为3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，结构式如下：
2.一种新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：以1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵为原料，将其与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵在溶剂乙腈中加热反应，获得3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐，即得新型花菁染料中间体。
3.根据权利要求2所述的新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：所述的1-(3-溴丙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵与2-(三甲基铵)乙基磷酸四丁基溴化铵的摩尔比为1～4:1。
4.根据权利要求2所述的新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：所述的加热反应时，反应的温度为60℃～110℃，反应时间为8h～48h。
5.根据权利要求4所述的新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：所述的加热反应后，加入溶剂将产物析出，过滤、洗涤得到3-(2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化铵-1-基)丙基(2-(三甲基氨)乙基)磷酸盐。
6.根据权利要求5所述的新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：所述的产物析出的溶剂为乙醚、石油醚或正己烷。
7.根据权利要求5所述的新型花菁染料中间体的制备方法，其特征在于：所述的产物洗涤溶剂为丙酮或乙醚。
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