CN1325400A - 化学发光的1,2－二氧丁环 - Google Patents
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Abstract
本发明提供由取代芳族酯或酮和在环中含有π－电子体系或在螺稠环中含有碳碳双键或叁键的螺稠酮制得的化学发光1,2－二氧丁环。这些1,2－二氧丁环在四元过氧化物环中有给电子或吸电子基团,因此,通过加入的电荷可以影响这些1,2－二氧丁环。
Description
本发明是1998年9月8日提出的题目为“化学发光的1,2-二氧丁环(1,2-dioxetane)”的待审美国临时专利申请60/099693的完成申请。该申请的全部内容参考结合于本申请中。
发明背景
1．发明领域
本发明涉及化学发光化合物。具体地说，本发明涉及稳定、可触发的化学发光1,2-二氧丁环。更具体地说，本发明涉及由新颖烯烃的氧化制得的新的化学发光1,2-二氧丁环化合物。上述的烯烃由取代芳族酯或酮与环中有或没有π电子体系或碳碳双键的螺稠合酮(spiro-fused ketones)偶合制得。
2．现有技术
化学发光化合物及其制造方法和用途已很早就记载在现有技术文献中。这些“高能量”的分子储存了足以在分解时产生电子激发的羰基化合物。这时可观察到化学发光现象。由于这种化学发光现象，二氧丁环，特别是1,2-二氧丁环特别适用于检测体液(如血液等)中是否存在某些酶。因此，1,2-二氧丁环特别适用于医学分析。
1,2-二氧丁环一般是具有较宽稳定范围但热不稳定的物质，加热时分解并发出光。它相当于如下式(1)：式中R相当于下述现有技术中记载的任何一种有机基团。据记载，这些1,2-二氧丁环具有宽的稳定范围。例如，在(a)K.W.Lee,L.A.Singer和K.D.Legg,J.Org.Chem.,41,2685(1976)；(b)F.McCapra,I.Beheshti,A.Burford,R.A.Hanu和K.A.Zaklika,J.Chem.Soe.Chem.Commun.944(1977)；和(c)J.H.Wieringa,J.Strating,H.Wynberg和W.Adam,Tet.Lett.,169(1972)中分别记载的现有技术揭示了如下具有不同稳定性的1,2一二氧丁环：EA≌18千卡/摩尔
EA≌26千卡/摩尔
EA≌35千卡/摩尔
虽然这些高能量化合物都是螺取代的1,2-二氧丁环，但螺金刚烷取代对这些四元环过氧化物发挥了特别大的稳定作用。由氮向二氧丁环给电荷，可解释上述式(3)和(4)的二氧丁环具有较低的活化能(EA)。上述式(5)的二氧丁环在150℃分解，25℃时的半衰期超过20年。
如下1,2-二氧丁环(6)，二螺[金刚烷2,3′-[1,2-]二氧丁环-4′,9′-芴]晶体已分离得到，并记载在W.Adam和L.A.A.Encarnacion,Chem.Ber.,115,2592(1982)。
据记载,1,2-二氧丁环(5)和(6)的稳定性取决于金刚烷基的体积庞大和刚性的螺环性质。
据A.P.Schaap,R.S.Handley和B.P.Giri,Tet.1ett.,935(1987)报道，第一稳定和可酶激发的1,2-二氧丁环通过(6-乙酰氧基-2-萘基)甲氧基亚甲基金刚烷的氧化制得。这种1,2-二氧丁环利用芳基酯酶催化乙酸萘基酯取代的1,2-二氧丁环的乙酸酯基团的裂解，并在室温下的水缓冲液中按如下次序产生化学发光：
文献中现已揭示了一些其它的稳定1,2-二氧丁环及其作为被酶作用物的应用。具体参见A.P.Sehaap,T.S.Chen,R.S.Handley,R.DeSilva和B.P.Giri,Tet.Lett.,1155(1987)；A.P.Schaap,M.D.Sandison和R.S.Handley,Tet.Lett.,1159(1987)；美国专利4,962,192；美国专利4,978,614；美国专利5,386,017；美国专利4,721,370中。这些文献参考结合于本申请中。
这些其它的1,2-二氧丁环一般具有如下通式结构：
式中
是非活性的部位，且选自含有6-30个碳原子的多环烷基，OX是取代在芳环的含氧基团(oxy group)，它用选自酸、碱、盐、酶、有机或无机催化剂和电子给体源的活化剂激发除去X时形成1,2-二氧丁环化合物的不稳定氧化物中间体，X是可用活化剂除去以形成光和含羰基化合物的化学不稳定基团，R1是含有1-8个碳原子的低级烷基或它们的混合物，或
式中T是非活性部位，为用螺键与二氧丁环的4元环部分连接的环烷基或多环烷基；Y是荧光发色团；X是氢、烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基，环杂烷基、或酶可裂解的基团；Z是氢或酶可裂解的基团；前提是至少一个X或Z必须是酶可裂解的基团。
下述的酶可裂解的式(14)、(15)和(16)1,2-二氧丁环已被商品化，且用于免疫分析、Southern印迹法、Northern印迹法、Western印迹法、噬菌/菌落迁移法和DNA测序法。
与二氧丁环(14)相比，金刚烷环中有氯取代基的式(15)1,2-二氧丁环在DNA测序中显示更好的结果。当用CH2CH2CH2COOH代替CH3基团时，二氧丁环(16)比1,2-二氧丁环(14)和(15)更易于溶解在含水体系中。
其它相关的现有技术可参见美国专利5,386,017；4,962,192；5,018,827；5,578,253；5,004,565；5,068,339中。这些文献的内容参考结合于本申请中。
虽然这些现有化合物提供了酶可裂解的1,2-二氧丁环，但已观察到在水缓冲液中这些分子的发光性特别差，特别是当需要检测痕量的生物物质时。因此，需要性能更好的二氧丁环，即在水缓冲液中有更高化学发光度的二氧丁环。
发明概述
本发明提供由环中有或没有π电子或螺稠环中有碳碳双键的螺稠酮衍生的新颖1,2-二氧丁环。另外，这些新的二氧丁环在四元过氧化物环上带有给电子或吸电子基团，使这些二氧丁环在所有位置上具有活性。
这些1,2-二氧丁环一般相当于如下通式：式中
(1)当Ar-O-Y和OR连接起来产生带X-O基团取代基的芳基，形成稳定的1,2-二氧丁环中间体(它可激发形成不稳定的中间体氧化物)时，R2和R3或形成(a)
它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或形成(b)
它是含有用连接臂(linkerarm)连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(2)当Ar-O-Y和OR1没有相互连接时，
(a)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基(linker)-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或当R2和R3形成(ⅱ)
时，它是含有取代或未取代稠芳环或用连接臂连接的取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(b)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是取代或未取代的单环或多环烷基或螺稠环；或
(c)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中R2和R3是含有3-8个碳原子的支链烷基或环烷基，在其环中或侧链中也有可含有卤原子或杂原子。
这些新的二氧丁环可用上述相同的活化剂激发。
用于制备本发明1,2二氧丁环的新的烯烃由(a)2-金刚烷酮或其它在环中有π电子的螺稠酮(包括多酮)与(b)取代芳酯或酮的反应制得，该反应在四氢呋喃(THF)或其它所选的溶剂中用三氯化钛或四氯化钛和还原剂(如活性金属或氢化铝锂)进行。该反应是用改进McMurray方法形成乙烯基醚的酮与酯或酮的分子间偶合。一般来说，反应物的用量至少为化学计量。然而，也可以使用过量的酯或酮。上述反应中的温度是现有技术中记载的温度。
用熟知常规技术使所得的乙烯基醚光氧化产生1,2-二氧丁环。它是易于处理的化合物且具有所需的稳定性。
上述1,2-二氧丁环的化学发光分解可以，但较好在室温下通过用氟离子、碱或酶除去保护基团产生不稳定的1,2-二氧丁环芳基氧化物中间体而被方便地激发。上述的中间体分解成原料，并产生强烈的兰色或其它颜色的发射光线。
为了更完整地理解本发明，请参照如下的详细描述和所附的实施例。
优选实施方式的描述
如上所述，对于生物分析(如免疫分析或DNA测序)来说，以1,2-二氧丁环为基本结构的化学发光酶作用物在文献中是众所周知的。在生物体系中使用这些高能量的化合物需要在酶反应的温度下热稳定且在水缓冲液中不会发生迅速自发分解的1,2-二氧丁环。本发明的螺-稠金刚烷基二氧丁环满足这些要求。本发明的1,2-二氧丁环可以改性成各种酶的作用物，包括芳基酯酶、β-半乳糖苷酶、碱性磷酸酯酶等。
如上所述，本发明提供新的1,2-二氧丁环。这些新的1,2-二氧丁环相当于如下通式：式中
(1)当Ar-O-Y和OR连接起来产生带X-O基团取代基的芳基，形成稳定的1,2-二氧丁环中间体(它可激发形成不稳定的中间体氧化物)时，R2和R3形成(a)
它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或形成(b)
它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(2)当Ar-O-Y和OR1没有相互连接时，
(a)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或当R2和R3形成(ⅱ)
时，它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(b)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成
时，它是螺稠于二氧丁环的取代或未取代的单环或多环烷基；或
(c)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中R2和R3是含有3-8个碳原子的支链烷基或环烷基，在其环中或侧链中也有可含有卤原子或杂原子。
本发明中新的烯烃一般由(a)2-金刚烷酮或其它在环中有π电子的螺稠酮(包括多酮)与(b)取代芳酯或酮的反应制得，该反应在四氢呋喃(THF)中用三氯化钛或四氯化钛和还原剂(如活性金属或氢化铝锂)进行。该反应是用改进McMurray方法形成乙烯基醚的酮与酯或酮的分子间偶合。一般来说，反应物的用量至少为化学计量。然而，也可以使用过量的酯或酮。上述反应中的温度是现有技术中记载的温度。
所得乙烯基醚的光氧化产生1,2-二氧丁环。它是易于处理的化合物，且具有所需的稳定性。
当这些二氧丁环与能除去Y基团(式17)的活化剂反应时，它们分解形成用下式表示的1,2-二氧丁环芳基氧化物中间体：
然后这种1,2-二氧丁环芳基氧化物中间体自发地分解产生光和用下式表示的化合物：其中化合物(19)是原料有机酮，而当ArO-和OR1连接在一起时，化合物(20)是原料有机酯或酮的残基。
在本发明的实施中，当化合物(20)选自取代或未取代的9H-芴-9-酮、9H-呫吨-9酮、3-羟基苯甲酸2,2,2-三氟乙酯或取代的3-羟基苯甲酸2,2,2-三氟乙酯、3-羟基苯甲酸2-苯氧基乙酯或取代的3-羟基苯甲酸2-苯氧基乙酯等时，化合物(19)可以是金刚烷-2-酮、取代的金刚烷-2-酮、金刚烷-2-酮-4,5-烯、取代的金刚烷-2-酮-4,5-烯、2-羟基三环[7.3.1.02,7]十三碳-13-酮或取代的2-羟基三环[7.3.1.02,7]十三碳-13-酮、三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯-13-酮或取代的三环[7.3.1.02,7]十三碳-烯-2,7-烯-13-酮、双环[3.3.1]壬烷-9-酮或取代的双环[3.3.1]壬烷-9-酮、苯并降冰片烯-7-酮或取代的苯并降冰片烯-7-酮、2,4-二甲基-3-丙酮或取代的2,4-二甲基-3-丙酮、二环丙基酮或取代的二环丙基酮，二环己基酮或取代的二环己基酮，当式(20)的化合物是3-羟基苯甲酸烷基或芳酯或3-羟基苯甲酸取代烷基或芳酯时，式(19)的酮进一步选自金刚烷-2-酮-4,5-烯、取代的金刚烷-2-酮-4,5-烯、三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯-13-酮、取代的三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯-13-酮。
用下式表示的烯烃用于制造本发明的二氧丁环：
式中R1、R2、R3、Y和Ar的定义同上。
这些烯烃通过偶合上述的酮和酯或酮制得。
一般来说，酮和酯或酮之间的分子间偶合反应在25-85℃进行，较好在45-65℃进行。可以使用化学计量过量的酯或酮。
如上述的现有技术所述，偶合反应在合适的溶剂和活性金属的存在下进行。上述的揭示参考结合于本发明中。
得到烯烃后，进行光氧化，形成稳定、可触发的本发明1,2-二氧丁环。然后这些二氧丁环可以通过在有或没有荧光化合物的存在下与碱、酸、酶和/或无机或有机催化剂和/或电子给体源的反应去稳定或触发。
为了更完整地理解本发明，请参照如下非限制的实施例。在这些实施例中，如果没有另作说明，所有的份数和百分数都按重量计。
为了支持实验结果，所得化合物的结构用核磁共振(NMR)进行确认。NMR谱是在四甲基硅烷用作内标的所需溶剂中用General Electric QE 300波谱仪上进行记录。化学发光动力学在室温下在Monlight1500上进行。材料的纯度在硅胶板上用薄层色谱(TLC)检测。熔点在MEL-TEMPII毛细管熔点仪上测定，并未加校正。所有的烯烃溶解在合适的溶剂中，然后在鼓泡通入氧气和冰水温度下和在文献中记载的与聚苯乙烯连接的Rose Benzal的存在下通过1000瓦钠灯的照射进行光氧化。
实施例Ⅰ
本实施例说明按本发明方法制备[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-(8-正丙基)三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(32)。反应次序可表示如下：
(a)合成8-正丙基-2-羟基三环[7.3.1.02,7]十三碳-13-酮(24)。
在氮气氛下，在一个装有磁搅拌器和油浴的500毫升三颈圆底烧瓶中加入250份环己酮。油浴的温度保持在70-75℃，并进行搅拌。一次将2.5份氢氧化钾溶解在25毫升无水乙醇所得的溶液加入到反应瓶中。将30份正丁醛溶解在35毫升无水乙醇中，然后滴加到反应瓶中，历时6小时。反应混合物在70-75℃搅拌15小时。将反应混合物冷却到室温后，冷冻15小时。用玻璃棒磨擦反应瓶的内表面，沉淀出白色物质，然后将该反应瓶再冷冻4-5小时。过滤出白色固体物质，用50毫升冷水洗涤，然后用50毫升冷的乙醚洗涤。在室温下干燥回收得到的固体，产量为35份。该固体在用10％乙酸乙酯/己烷洗脱的硅胶TLC板上显示一个点。该物质的结构用1H-NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(b)合成8-正丙基-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯-13-酮(25)。
在一个装有加热套、磁力搅拌器和水分离器的圆底烧瓶中加入150份苯、5份羟基酮(24)和0.5份浓硫酸。将该反应混合物加热回流12小时。分离出水，反应混合物在硅胶板上的TLC显示有两个新的点，且反应原料消失。将反应混合物冷却至室温，并过滤苯溶液。减压除去溶剂，然后将所得的油状物质溶解在150毫升二氯甲烷中。该二氯甲烷溶液用50毫升水洗涤两次，然后用无水硫酸钠干燥。减压除去溶剂，然后用硅胶柱提纯所得的油状物质，得到3.18份油性化合物。该化合物的结构用1H-NMR确认。该反应按如下反应式进行：
(c)合成3-羟基苯甲酸甲酯
在装有磁力搅拌器和加热套的2升圆底烧瓶中加入100份3-羟基苯甲酸(26)、1.25升甲醇和2毫升浓盐酸。加热该反应混合物，温和回流12小时。减压蒸馏掉溶剂，然后将回收得到的固体物质溶解在500毫升乙酸乙酯中。有机层分别用250毫升水、250毫升5％碳酸氢钠水溶液和250毫升水洗涤。乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏掉溶剂。油状物质用正己烷处理，产生固体物质。当在减压下过滤和在室温下干燥时，该固体物质为105份。硅胶板上的薄层色谱显示一个点。用1H-NMR确认该化合物的结构。该物质按如下的反应式进行：
(d)合成3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯甲酸甲酯(28)
在一个250毫升的圆底烧瓶中加入50毫升干燥二甲基甲酰胺。搅拌下向反应瓶中加入15份羟基苯甲酸酯(27)和17份叔丁基二甲基甲硅烷氯。分批加入17份咪唑，继续搅拌10小时。反应混合物用己烷(3×300毫升)萃取，己烷层用250毫升水洗涤两次。有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸发掉溶剂后得到26份油状物。该物质纯得足以用于下一步反应。该物质按如下反应式进行：
(e)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯)甲氧基亚甲基8-正丙基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(29)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入12份四氯化钛。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入17份锌。将该反应混合物加热回流3小时，滴加入30份三乙胺。回流1小时后，在90分钟内加入4份酯(28)和3份酮(25)溶解于50毫升无水THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加2.5份酮(25)溶于20毫升干燥THF所得的溶液，历时60分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用己烷(3×200毫升)洗涤。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，2.5％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到5.2份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(f)合成(3-羟基苯基)甲氧基亚甲基8-正丙基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(30)
向5.2份烯烃(29)的THF(150毫升)溶液中加入7份(70％)氟化四正丁基铵溶于50毫升THF所得的溶液，历时10分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在300毫升二氯甲烷中，用2×150毫升水洗涤。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生3.25份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(g)合成(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基8-正丙基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(31)
在氮气和冰水温度下，向一个装有磁力搅拌器的500毫升三颈圆底烧瓶中加入60毫升二氯甲烷和20份三乙胺。将该反应瓶冷却至冰水温度，向反应混合物中加入3.5毫升磷酰氯，历时15分钟。滴加3.5份烯烃(30)溶解在35毫升二氯甲烷中所得的溶液，历时30分钟，继续搅拌2小时。减压蒸馏掉溶剂。该反应混合物用含有0.1％三乙胺的己烷萃取两次，每次用250毫升。减压蒸馏掉己烷，将产物溶解在50毫升乙腈中。滴加2.5份氢氧化钠溶解在25毫升水所得的溶液，然后搅拌2小时。该反应混合物用50毫升乙腈稀释，然后过滤固体。该固体用甲醇和丙酮的混合物结晶。过滤固体，用丙酮洗涤并干燥，得到2.9份产物。该反应按如下反应式进行：
(h)光氧化(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基8-正丙基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(31)
按上述方法将烯烃(31)光氧化，得到[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-(8-正丙基)三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(32)。
实施例Ⅱ
本实施例说明制备[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(39)。该二氧丁环按如下的反应序列进行：
(a)合成2-羟基三环[7.3.1.02,7]十三碳-13-酮(34)。
在氮气氛下，在一个装有磁搅拌器和油浴的500毫升三颈圆底烧瓶中加入250份环己酮(22)。油浴的温度保持在80-85℃，并进行搅拌。一次将2.5份氢氧化钾溶解在60毫升无水乙醇所得的溶液加入到反应瓶中。分小批地加入16份低聚甲醛，历时3小时。搅拌下保持温度15小时。将反应混合物冷却到室温后，4℃冷冻15小时。用玻璃棒磨擦反应瓶的内表面，开始分离出固体，然后将该反应瓶再冷冻24小时。减压过滤出回收固体物质。该固体物质用50毫升水洗涤，然后用50毫升冷的乙醚洗涤。干燥后得到29份产物。母液在-20℃储存15小时。过滤固体物质，用水和乙醚洗涤，得到10.0份产物。合并的固体用己烷洗涤。该物质在硅胶TLC板上的薄层色谱显示一个点。该物质的结构用1H-NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(b)合成三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯-13-酮(35)：
在一个500毫升圆底烧瓶中加入5.0份羟基酮(34)。通过在40℃加热将该产物溶解在150毫升苯中。在0.5份浓硫酸的存在下将该反应混合物加热回流12小时。将反应混合物冷却至室温，并过滤苯溶液。减压除去溶剂，然后将所得的油状物质溶解在150毫升二氯甲烷中。该有机层用水洗涤，然后用无水硫酸钠干燥。减压除去溶剂，然后用硅胶柱提纯(使用10％乙酸乙酯/己烷)。合并所需的馏分，蒸馏掉溶剂，得到3.5份的油状物。1H-NMR确认如下的结构。该反应按如下反应式进行：
(c)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(36)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入12份四氯化钛。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入17份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入30份三乙胺。回流1小时后，在60分钟内加入4份3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯甲酸甲酯和2份酮(35)溶解于35毫升干燥THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加3.3份原料酮(35)溶于35毫升干燥THF所得的溶液，历时90分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用己烷(3×200毫升)洗涤。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，2.5％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到4.75份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(d)合成(3-羟基苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(37)
向10份(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯的THF(150毫升)粗溶液中加入7份(70％)氟化四正丁基铵溶于50毫升THF所得的溶液，历时10分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在300毫升二氯甲烷中，用2×150毫升水洗涤。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生3.60份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(e)合成(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02.7]十三碳-2,7-烯二钠盐(38)
在氮气氛下，向一个装有磁力搅拌器的250毫升三颈圆底烧瓶中加入15毫升干燥THF，然后滴加1毫升磷酰氯(反应瓶用冰水浴冷却)。滴加含有1份烯烃(37)和0.325份无水吡啶的THF(15毫升)溶液，历时30分钟，室温下将该反应混合物搅拌3小时。硅胶板上的TLC表明形成了新的产物。蒸发溶剂至干，然后向该反应瓶中加入10毫升THF。向该反应混合物滴加含有0.55份3-羟基丙腈和0.65份无水吡啶的干燥THF(7.5毫升)溶液，历时25分钟。然后在室温下搅拌15小时。将反应混合物冷却至冰水温度，过滤固体，并用冷的THF洗涤固体。蒸发溶剂，然后在硅柱胶上用含有0.1％三乙胺的70％乙酸乙酯/己烷对油状物质进行色谱分离。馏分用硅胶板上的TLC分析，合并所需的馏分，并进行减压蒸馏，得到1.20份油状物。将该油状物溶解在15毫升THF中，并滴加0.75份氢氧化钠溶解在5毫升水所得的溶液。继续搅拌2小时。该反应混合物用10毫升乙腈稀释，然后过滤固体。该固体用甲醇和丙酮的混合物结晶。过滤固体，用丙酮洗涤并干燥，得到0.85份产物。结构用1HNMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(f)光氧化(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02.7]十三碳-2,7-烯二钠盐(38)
按报道的方法将烯烃(38)光氧化，得到[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(39)。
实施例Ⅲ
本实施例说明[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷-4,5-烯]二钠盐(46)的制备方法。反应顺序如下：
(a)合成5-羟基金刚烷-2-酮(40)
在一个装有磁力搅拌器和水浴的单颈500毫升圆底烧瓶中加入含有5份乙酸酐的75份乙酸。在40分钟内分批加入25份三氧化铬，同时用水浴将温度保持在15-20℃。分批加入5份金刚烷-2-酮，历时15分钟。继续搅拌1小时。将粘性的反应混合物倒入冷的250毫升20％氢氧化钠水溶液中。水层用乙酸乙酯萃取3次，每次250毫升，用水洗涤两次，每次250毫升。然后用硫酸钠干燥。减压蒸去溶剂，用75％乙酸乙酯/己烷在硅胶柱上进行色谱分离。收集所需的馏分，蒸发掉溶剂后得到2.6份固体。它在硅胶TLC板上只有一个点。其结构用1H NMR进行确认。反应按如下反应式进行：
(b)合成金刚烷-4,5-烯-2-酮(42)
在一个装有磁力搅拌器、迪安-斯达特分水器和冷凝器的500毫升圆底烧瓶中加入150毫升苯和5.5份羟基酮(41)。通过在40℃加热该烧瓶使上述固体溶解，然后加入0.5份浓硫酸。将该反应混合物回流18小时。冷却至室温后，减压蒸馏掉溶剂，并将油状物质溶解在200毫升乙酸乙酯中。有机层用水洗涤。乙酸乙酯层用硫酸钠干燥，并进行减压蒸馏。该油状物质用7％乙酸乙酯/己烷在硅胶柱上进行色谱分离。合并所需的馏分，并将溶剂减压蒸馏，得到油状物。该油状物在20℃放置时固化，得到4.5份产物。用1H NMR确认该产物的结构。该反应按如下的反应式进行：
(c)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)甲氧基亚甲基金刚烷-4,5-烯(43)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入15份四氯化钛。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入22份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入37份三乙胺。回流1小时后，在90分钟内加入4份酯(28)和3份烯烃(42)溶解于50毫升THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物的硅胶薄层色谱板分析显示存在原料酯(28)。滴加1.5份原料酮溶于15毫升干燥THF所得的溶液，历时30分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用己烷(3×200毫升)洗涤。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，2.5％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到5.75份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(d)合成(3-羟基苯基)甲氧基亚甲基金刚烷-4,5-烯(44)
在5.75份烯烃(43)和100毫升THF的溶液加入到7.0份70％氟化四正丁基铵的THF(50毫升)溶液，历时15分钟。继续搅拌2小时。硅胶板上的薄层色谱表示形成新的产物。减压蒸馏掉溶剂，并将油状物质溶解在250毫升二氯甲烷中，用水洗涤2次，每次250毫升。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，油状产物用硅胶柱提纯。用硅胶板薄层色谱检测馏分，蒸馏掉合并的有机溶剂，产生3.20份产物。产物的结构用1H NMR确认。反应按如下反应式进行：
(e)合成(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基金刚烷-4,5-烯二钠盐(45)
在氮气氛下向一个装有磁力搅拌器的250毫升三颈圆底烧瓶滴加30份THF和4.0毫升磷酰氯(反应瓶冷却在冰水浴中)。在30分钟内向反应瓶中加入含有和2.0份烯烃(44)和0.725份无水吡啶的THF(25毫升)溶液，室温下继续搅拌3小时。硅胶板上的薄层色谱表明形成了新的产物。蒸发溶剂至干，然后向反应瓶中加入20毫升THF。在25分钟内向反应混合物中滴加含有1.55份3-羟基丙腈和1.65份无水吡啶的干燥THF(15毫升)溶液，然后在室温下继续搅拌15小时。将反应混合物冷却至冰-水温度，然后过滤固体，用冷THF进行洗涤。蒸发溶剂，所得的油状物质放在硅胶柱上用含有0.1％三乙胺的70％乙酸乙酯/己烷进行色谱分析。馏分用硅胶板上的TLC检测，合并所需的馏分，减压蒸馏后得到2.5份油状物。将该油状物溶解在15毫升干燥的THF中，滴加氢氧化钠(1.75份)的水(15毫升)溶液。继续搅拌2小时，然后用20毫升乙腈稀释反应混合物。过滤固体，用乙腈洗涤。固体物质用甲醇/丙酮混合物结晶。过滤固体，用丙酮洗涤，并干燥，得到1.95产物。结构用1H NMR确认。反应按如下反应式进行：
(f)光氧化(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基金刚烷-4,5-烯二钠盐(45)
按上述方法将烯烃(45)光氧化，产生[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷-4,5-烯]二钠盐(46)。
实施例Ⅳ
本实施例说明[(4-(2,2,2-三氟乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(52)。反应次序可表示如下：
(a)合成3-羟基苯甲酸2,2,2-三氟乙酯
在装有磁力搅拌器和加热套的250毫升圆底烧瓶中加入10份3-羟基苯甲酸、100份2,2,2-三氟乙醇和0.5份浓盐酸。将该反应混合物在95℃加热48小时。减压蒸馏掉溶剂，然后将固体物质溶解在250毫升乙酸乙酯中。有机层分别用250毫升水、250毫升5％碳酸氢钠水溶液和250毫升水洗涤。乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏掉溶剂，得到4.1份产物。硅胶板上的薄层色谱显示一个点。用1H-NMR确认该化合物的结构。该物质按如下的反应式进行：
(b)合成3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯甲酸2,2,2-三氟乙酯(48)
在一个250毫升的圆底烧瓶中加入30毫升干燥二甲基甲酰胺。搅拌下向反应瓶中加入4.0份酯(47)和3.5份叔丁基二甲基甲硅烷氯。分批加入3份咪唑，继续搅拌10小时。反应混合物用80毫升水稀释，然后用乙酸乙酯萃取产物。有机层用水洗涤，用无水硫酸钠干燥，减压蒸发掉溶剂后得到5.65份油状物。用1H NMR确认结构。该物质按如下反应式进行：
(c)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)(2,2,2-三氟乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(49)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入四氯化钛(12毫升)。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入30份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入50份三乙胺。回流1小时后，在90分钟内加入3.5份酯(48)和3.5份酮(35)溶解于40毫升THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加2份酮(35)溶于15毫升干燥THF所得的溶液，历时30分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用己烷(3×200毫升)洗涤。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，10％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到6.1份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(d)合成[(3-羟基苯基)(2,2,2-三氟乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(50)
向6.1份烯烃(49)的THF(100毫升)溶液中加入7.0份70％氟化四正丁基铵溶于50毫升THF所得的溶液，历时15分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在300毫升乙酸乙酯中，用2×100毫升水洗涤。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生3.9份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(e)合成[(3-磷酰氧基苯基)(2,2,2-三氟乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(51)
在氮气氛下，向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈圆底烧瓶中加入35毫升二氯甲烷和2.75毫升磷酰氯。将反应瓶放在冰水浴中冷却，然后滴加1.57份吡啶，历时20分钟。继续搅拌20分钟，滴加3.5份烯烃(50)溶解在35毫升二氯甲烷中所得的溶液，历时30分钟，室温下将反应混合物继续搅拌3小时。向该反应瓶中加入含3.56份2-氰基乙醇和3.56份吡啶的二氯甲烷(35毫升)溶液。将反应产物继续搅拌48小时。蒸馏掉溶剂后用150毫升乙酸乙酯稀释。过滤固体后用25毫升乙酸乙酯洗涤。合并的有机层用水洗涤，用硫酸钠干燥。将油状物溶解在300份丙酮，滴加氢氧化钠(4份)的水(6份)溶液。过滤固体，用甲醇以及乙酸乙酯和乙醇的混合物结晶，得到2.9份白色固体。结构用1H NMR确认。该反应按如下反应式进行：
(f)光氧化[(3-磷酰氧基苯基)(2,2,2-三氟乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02.7]十三碳-2,7-烯二钠盐(51)
按上述方法将烯烃(51)光氧化，得到[(4-2,2,2-三氟乙氧基)-4-(3-磷酰氧苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(52)。
实施例Ⅴ
本实施例说明[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷]二钠盐(58)的制备方法。反应序列如下：
(a)合成3-羟基苯甲酸2-苯氧基乙酯
在装有磁力搅拌器和加热套的250毫升圆底烧瓶中加入16份3-羟基苯甲酸、100份2-苯氧基乙醇和0.5份浓盐酸。将该反应混合物在95℃加热48小时。90℃时减压蒸馏掉多余的2-苯氧基乙醇。然后将固体物质溶解在250毫升乙酸乙酯中。有机层依次用200毫升水、250毫升5％碳酸氢钠水溶液洗涤，最后用250毫升水洗涤3次。乙酸乙酯层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏掉溶剂。产物放在硅胶上用20％乙酸乙酯/己烷进行色谱提纯。合并所需的馏分，蒸发掉溶剂后得到油状物。该油状物用己烷处理时得到5.1份固体。硅胶板上的薄层色谱显示一个点。用1H-NMR确认该化合物的结构。该物质按如下的反应式进行：
(b)合成3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯甲酸2-苯氧基乙酯(54)
在一个250毫升的圆底烧瓶中加入30毫升干燥的二甲基甲酰胺。搅拌下向反应瓶中加入5份酯(53)和3.5份叔丁基二甲基甲硅烷氯。分批加入3份咪唑，继续搅拌10小时。反应混合物用80毫升水稀释，然后用乙酸乙酯萃取产物。有机层用水洗涤，用无水硫酸钠干燥，减压蒸发掉溶剂后得到6.80份油状物。该物质纯得足以用于下一步反应。该物质按如下反应式进行：
(c)合成[(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]金刚烷(55)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入15份四氯化钛。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入22份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入37份三乙胺。回流1小时后，在90分钟内加入5.9份烯烃(54)和3.0份金刚烷-2-酮溶解于40毫升THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物的硅胶薄层色谱板分析显示存在原料酯。滴加1.5份金刚烷-2-酮溶于20毫升干燥THF所得的溶液，历时30分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用200毫升己烷洗涤3次。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质放在硅胶柱上用2.5％乙酸乙酯/己烷洗脱进行色谱提纯。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到6.30份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(d)合成[(3-羟基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]金刚烷(56)
在6.30份烯烃(55)和100毫升THF的溶液加入到7.0份70％氟化四正丁基铵的THF(50毫升)溶液中，历时15分钟。继续搅拌2小时。硅胶板上的薄层色谱表示形成新的产物。减压蒸馏掉溶剂，并将油状物质溶解在300毫升乙酸乙酯中，用水洗涤2次，每次200毫升。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，油状产物用硅胶柱提纯。用硅胶板薄层色谱检测馏分，蒸馏掉合并的有机溶剂，产生3.75份产物。产物的结构用1H NMR确认。反应按如下反应式进行：
(e)合成[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]金刚烷二钠盐(57)
在氮气氛下向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈圆底烧瓶加入无水吡啶。将该烧瓶放在冰水浴中冷却，然后滴加4.0毫升磷酰氯，历时20分钟。将反应混合物搅拌20分钟。将2份烯烃(56)溶解在10份吡啶中，然后加入烧瓶中，历时30分钟。室温下将反应混合物搅拌2小时。将该物料小心倒入含有70.0克碎冰的氢氧化钠(15.0份)水(50毫升)溶液中。继续搅拌15小时。过滤固体后用丙酮洗涤。该固体物质用甲醇和丙酮的结晶，得到1.35份。反应按如下反应式进行：
(f)光氧化[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]金刚烷二钠盐(57)
按上述方法将烯烃(57)光氧化，产生[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷]二钠盐(58)。
实施例Ⅵ
本实施例说明[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三-2,7-烯]二钠盐(62)的制备方法。反应顺序如下：
(a)合成[(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(59)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的1000毫升三颈烧瓶中加入300毫升无水THF。在30分钟内滴加入22份四氯化钛。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入34份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入57份三乙胺。回流1小时后，在60分钟内加入10份酯(54)和6.2份酮(35)溶解于60毫升干燥THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加2.5份酮(35)溶于25毫升干燥THF所得的溶液，历时40分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用1000毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用250毫升己烷洗涤3次。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，10％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到10.8份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(b)合成[(3-羟基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02.7]十三碳-2,7-烯(60)
向10.8份烯烃(59)的THF(150毫升)溶液中加入10份(70％)氟化四正丁基铵溶于60毫升THF所得的溶液，历时15分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在350毫升二氯甲烷中，用200毫升水洗涤两次。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生6.0份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(c)合成[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(61)
在氮气氛下，向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈烧瓶中加入45毫升二氯甲烷和4.57毫升磷酰氯。该烧瓶用冰水浴冷却，滴加吡啶(2.607份)的二氯甲烷(45毫升)溶液，历时20分钟。继续搅拌20分钟。将6.0份烯烃(60)溶解在45毫升二氯甲烷中，然后在30分钟内加入烧瓶中。室温下将该反应混合物搅拌3小时。然后向该反应瓶中加入含5.94份2-氰基乙醇和5.94份吡啶的二氯甲烷(45毫升)溶液。将反应混合物搅拌48小时。蒸馏掉溶剂，用250毫升乙酸乙酯稀释。过滤固体，用50毫升乙酸乙酯洗涤。合并的有机层用水洗涤，用硫酸钠干燥。将油状物质溶解在600份丙酮中，滴加氢氧化钠(8份)的水(12.5份)溶液。过滤掉固体，用甲醇以及乙酸乙酯和乙醚的混合物结晶，得到7.5份白色固体。用1H NMR确认产物的结构。该反应按如下反应式进行：
(d)光氧化[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(61)
按上述的方法将烯烃(61)光氧化，得到[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(39)。
实施例Ⅶ
本实施例说明[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,2′-5-氯金刚烷]二钠盐(58)的制备方法。反应序列如下：
(a)合成5-氯金刚烷-2-酮(63)
在一个圆底烧瓶中，将6份5-羟基金刚烷-2-酮溶解在36毫升亚硫酰氯中，加热回流2小时。蒸馏掉过量的亚硫酰氯。将残余物溶解在100毫升二氯甲烷中，用0.5N氢氧化钠水溶液洗涤，然后用10％氯化钠水溶液洗涤。有机层用硫酸钠干燥，减压蒸馏掉溶剂后得到6.7克白色固体。反应按如下反应式进行：
(b)合成[(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]-5-氯金刚烷(64)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入150毫升无水THF。在30分钟内滴加入四氯化钛(12毫升)。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入18份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入29毫升三乙胺。回流1小时后，在45分钟内加入5.0份烯烃(54)和3.0份5-氯金刚烷-2-酮溶解于35毫升THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物的硅胶薄层色谱板分析显示存在原料酯。滴加1份5-氯金刚烷-2-酮溶于20毫升干燥THF所得的溶液，历时30分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用400毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用150毫升己烷洗涤3次。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质放在硅胶柱上用5％乙酸乙酯/己烷洗脱进行色谱提纯。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到4.9份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(c)合成[(3-羟基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]-5-氯金刚烷(65)
在4.9份烯烃(64)和75毫升THF的溶液加入到5.0份70％氟化四正丁基铵的THF(25毫升)溶液中，历时15分钟。将反应混合物继续搅拌2小时。硅胶板上的薄层色谱表示形成新的产物。减压蒸馏掉溶剂，并将油状物质溶解在150毫升乙酸乙酯中，用水洗涤2次，每次200毫升。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，油状产物用硅胶柱提纯。用硅胶板薄层色谱检测馏分，蒸馏掉合并的有机溶剂，产生2.5份产物。产物的结构用1H NMR确认。反应按如下反应式进行：
(d)合成[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]-5-氯金刚烷二钠盐(66)
在氮气氛下向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈烧瓶加入25毫升二氯甲烷和1.53份磷酰氯。将该烧瓶放在冰水浴中冷却，然后滴加吡啶(0.87份)吡啶的二氯甲烷(10毫升)溶液，历时10分钟。将反应混合物继续搅拌20分钟。将6份烯烃(65)溶解在25份二氯甲烷中，然后加入烧瓶中，历时30分钟。室温下将反应混合物搅拌3小时。然后向反应瓶中加入含2.0份2-氰基乙醇和2.0份吡啶的二氯甲烷(25毫升)溶液。将反应混合物搅拌48小时。蒸馏掉溶剂，用100毫升乙酸乙酯稀释。过滤固体后用50毫升乙酸乙酯洗涤。合并的有机层用水洗涤，用硫酸钠干燥。将油状物溶解在150份丙酮中，滴加氢氧化钠(2份)水(4份)溶液。过滤固体后用甲醇以及乙酸乙酯和乙醚的混合物结晶，得到2.6份白色固体。产物的结构用1H NMR确认。反应按如下反应式进行：
(e)光氧化[(3-磷酰氧基苯基)(2-苯氧基乙氧基)亚甲基]-5-氯金刚烷二钠盐(66)
按上述方法将烯烃(66)光氧化，产生[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-5-氯金刚烷]二钠盐(67)。
实施例Ⅷ
本实施例说明[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基-4-氯苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(74)的制备方法。反应次序可表示如下：
(a)合成4-氯-3-羟基苯甲酸甲酯
在250毫升圆底烧瓶中将5份4-氯-3-羟基苯甲酸溶解在100毫升甲醇中，加入25滴浓盐酸。将该反应混合物加热回流24小时。硅胶薄层色谱表明形成了新的产物。蒸馏掉溶剂，然后将固体物质溶解在150毫升乙酸乙酯中。有机层用100毫升5％碳酸氢钠水溶液洗涤，用无水硫酸钠干燥。减压蒸馏掉溶剂后产生5.0克白色固体物质。
(b)合成3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-4-氯苯甲酸甲酯(70)
在一个250毫升的圆底烧瓶中加入40毫升干燥的二甲基甲酰胺。搅拌下向反应瓶中加入5份苯甲酸酯(69)和4.86份叔丁基二甲基甲硅烷氯。分批加入4.04份咪唑，继续搅拌12小时。反应混合物用50毫升稀释，用200毫升乙酸乙酯萃取，有机层用100毫升水洗涤两次。有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸发掉溶剂后得到7.1份油状物。该物质纯得足以用于下一步反应。该物质按如下反应式进行制备：
(c)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-4-氯苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(71)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的500毫升三颈烧瓶中加入150毫升无水THF。在30分钟内滴加入四氯化钛(12毫升)。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入18份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入29份三乙胺。回流1小时后，在60分钟内加入6份3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-4-氯苯甲酸甲酯和4份酮(35)溶解于35毫升THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加2.5份酮(35)溶于35毫升干燥THF所得的溶液，历时45分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用500毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用己烷(3×200毫升)洗涤。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，5％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到5.6份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(d)合成(3-羟基-4-氯苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯(72)
向5.6份3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-4-氯苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯的THF(100毫升)粗溶液中加入7份(70％)氟化四正丁基铵溶于30毫升THF所得的溶液，历时10分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在300毫升二氯甲烷中，用100毫升水洗涤2次。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生3.25份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(e)合成(3-磷酰氧基-4-氯苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(31)
在氮气氛下，向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈圆底烧瓶中加入15毫升二氯甲烷，然后滴加1.57毫升磷酰氯(该反应瓶冷却在冰水浴中)。向反应瓶中滴加3.0份烯烃(72)溶解在含1.57份无水吡啶的15毫升二氯甲烷中所得的溶液，历时30分钟，室温下将反应混合物继续搅拌3小时。硅胶板薄层色谱显示形成了新的产物。向反应混合物中滴加含3.56份3-羟基丙腈和3.56份无水吡啶的二氯甲烷(35毫升)溶液，历时25分钟，室温下搅拌15小时。将该反应混合物冷却至冰水温度。过滤固体，用冷的二氯甲烷洗涤。蒸馏掉溶剂，所得的油状物质放在硅胶柱上用含0.1％三乙胺的70％乙酸乙酯/己烷进行色谱分离。用硅胶板薄层色谱检测各馏分，合并所需的馏分，减压蒸馏得到油状物。将该油状物溶解在150毫升丙酮中，滴加2.5份氢氧化钠溶解在5毫升水所得的溶液，然后继续搅拌2小时。过滤固体，并用丙酮洗涤。该固体用甲醇和丙酮的混合物结晶。过滤固体，用丙酮洗涤并干燥，得到3.15份产物。该反应按如下反应式进行：
(f)光氧化(3-磷酰氧基-4-氯苯基)甲氧基亚甲基三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯二钠盐(73)
按上述方法将烯烃(73)光氧化，得到[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基-4-氯苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐(74)。
实施例Ⅸ
本实施例说明[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,9′-(2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯)]二钠盐(81)的制备方法。反应序列如下：
(a)合成2-(α-苯基-β-苯甲酰乙基)环己酮(76)。
将10份亚苄基乙酰苯和5份环己酮溶解在200毫升乙醇中，向该反应混合物中加入氢氧化钠(5份)的乙醇(100毫升)溶液。30分钟后，该溶液变混浊，出现白色固体。室温下将该反应混合物搅拌10小时。过滤固体，用水洗涤，然后用100毫升乙醇洗涤。减压干燥该白色固体，产量为12份。反应按如下进行：
(b)合成2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯-9-酮(77)
在一个1升圆底烧瓶中加入15份2-(α-苯基-β-苯甲酰乙基)环己酮、500毫升乙酸和100毫升浓盐酸。将该反应混合物加热回流45小时。热的反应混合物用250毫升水稀释(反应混合物混浊)。将该反应混合物冷却至室温，产生白色固体。过滤该固体，真空干燥，得到11.75克产物。反应按如下进行：
(c)合成(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)甲氧基亚甲基2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯(78)
在一个装有磁力搅拌器、均压加料漏斗和氮气管的1000毫升三颈烧瓶中加入200毫升无水THF。在30分钟内滴加入四氯化钛(17毫升)。将该悬浮液搅拌20分钟，然后分小批加入25.5份锌。将该反应混合物加热回流2小时，滴加入42.5毫升三乙胺。回流1小时后，在60分钟内加入9份3-叔丁基二甲基甲硅氧基苯甲酸甲酯和模式份酮(77)溶解于100毫升干燥THF中所得的溶液，然后将反应混合物加热1小时。该混合物在硅胶板上的薄层色谱显示存在原料酯。滴加另一份原料酮(77)溶于35毫升干燥THF所得的溶液，历时45分钟。然后回流2小时。将反应混合物冷却至室温，用600毫升己烷稀释，并进行倾析。残余物用250毫升己烷洗涤3次。过滤合并的己烷层，然后进行减压蒸馏，得到油状物质。该油状物质用硅胶柱色谱进行提纯，5％乙酸乙酯/己烷用作洗脱剂。馏分用硅胶板上的TLC进行检测，合并所需的馏分。减压蒸馏掉溶剂，得到9.6份油状物。用1H-NMR确认结构。该反应按如下反应式进行：
(c)合成(3-羟基苯基)甲氧基亚甲基2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯(79)
向9.6份(3-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯基)甲氧基亚甲基2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯(78)的THF(100毫升)溶液中加入9份(70％)氟化四正丁基铵溶于30毫升THF所得的溶液，历时10分钟。继续搅拌2小时。硅胶板的薄层色谱显示形成了新的产物。减压蒸馏掉溶剂，然后将油状物质溶解在300毫升二氯甲烷中，用200毫升水洗涤两次。用无水硫酸钠干燥后，蒸馏掉溶剂，用硅胶柱提纯该油状产物。用硅胶板上的薄层色谱检测馏分，蒸发合并的有机溶剂，产生6.24份产物。产物的结构用1H NMR进行确认。该反应按如下反应式进行：
(d)合成(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基-2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯二钠盐(80)
在氮气氛下，向一个装有磁力搅拌器的100毫升三颈烧瓶中加入40毫升二氯甲烷，然后滴加3.76毫升磷酰氯(反应瓶用冰水浴冷却)。向反应瓶中加入含有2.14份无水吡啶的烯烃(79)(5份)二氯甲烷(30毫升)溶液，历时30分钟。室温下将反应混合物继续搅拌3小时。硅胶板薄层色谱表明形成了新的产物。然后向该反应混合物中滴加含4.86份3-羟基丙腈和4.86份无水吡啶的二氯甲烷(30毫升)溶液，历时25分钟，室温下将反应混合物搅拌48小时。将反应混合物冷却至冰水温度，过滤固体，用冷的二氯甲烷洗涤。蒸发溶剂，将油状物放在硅胶柱上用含0.1％三乙胺的70％乙酸乙酯/己烷进行色谱分离。用硅胶板薄层色谱检测馏分。合并所需的馏分，减压蒸馏得到油状物。将该油状物溶解在300毫升丙酮中，滴加氢氧化钠(7份)的水(15毫升)溶液。继续搅拌2小时，过滤掉固体，用丙酮洗涤。该固体物质用甲醇和丙酮的混合物结晶。过滤固体，用丙酮洗涤，干燥后得到4.85份产物。用1H NMR确认产物的结构。该反应按如下反应式进行：
(e)光氧化[(3-磷酰氧基苯基)甲氧基亚甲基-2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯二钠盐(80)
按上述的方法将烯烃(80)光氧化，得到[4-甲氧基-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,9′-(2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯)]二钠盐(81)。
Claims (10)
1．相应于下式的1,2-二氧丁环：式中(a)R1和R2分别是活性部位或当稠合在一起时形成活性部位，R3和R4分别是活性部位或当稠合在一起时形成活性部位或(b)R1具有至少两个杂原子，且是活性部位，R3和R4是没有活性的，R2是活性的。
2．一种产生光的方法，其中包括：
(a)提供权利要求1所述的稳定1,2-二氧丁环；
(b)用活性剂使所述稳定的1,2-二氧丁环分解，产生相应的羰基化合物。
3．如权利要求2所述的方法，其中所述的二氧丁环相应于下式：
式中
(1)当Ar-O-Y和OR连接起来产生带X-O基团取代基的芳基，形成可激发形成不稳定中间体氧化物的稳定1,2-二氧丁环中间体时，R2和R3或形成(a)
它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或形成(b)
它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(2)当Ar-O-Y和OR1没有相互连接时，
(a)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或当R2和R3形成(ⅱ)
时，它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(b)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成
时，它是螺稠到二氧丁环上的取代或未取代的单环或多环烷基；或
(c)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；R2和R3是含有3-8个碳原子的支链烷基或环烷基，在其环中或侧链中也有可含有卤原子或杂原子。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的二氧丁环用下式表示：
式中R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中Ar是芳基和苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R是氢、烷基或取代烷基、芳基或取代芳基、烷芳基或取代的烷芳基、芳烷基或取代的芳烷基；X是苯环上的取代基。
5．如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的二氧丁环用下式表示：式中R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中Ar是芳基、可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；X是苯环上的取代基；Z是金刚烷环上的取代基。
6．如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的二氧丁环用下式表示：
式中R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中Ar是芳基、可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；X是苯环上的取代基；Z和R是双环[3.3.1]壬烷环上的取代基。
7．如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的二氧丁环用下式表示：式中R1具有至少一个杂原子，且是取代或未取代、饱和和未饱和的有机基团，且选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；其中Ar是芳基、可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团或抗体可裂解的基团；X是苯环上的取代基；Z是金刚烷环上的取代基。
8．如权利要求1所述的1,2-二氧丁环，它是下列一组中的任何一个：
[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-(8-正丙基)三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐；
[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐；
[(4-甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷-4,5-烯]二钠盐；
[(4-(2,2,2-三氟乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)]螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐；
[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-金刚烷]二钠盐；
[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7.3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐；
[4-(2-苯氧基乙氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,2′-5-氯-金刚烷]二钠盐；
[4-(甲氧基)-4-(3-磷酰氧基-4-氯苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,13′-三环[7-3.1.02,7]十三碳-2,7-烯]二钠盐；
[4-(甲氧基)-4-(3-磷酰氧基苯基)螺[1,2-二氧丁环-3,9′-(2,4-二苯基双环[3.3.1]壬-2-烯]二钠盐。
9．一种用于制备权利要求2所述的稳定1,2-二氧丁环的烯烃中间体如下式：
式中
(1)当Ar-O-Y和OR1连接起来产生带X-O基团取代基的芳基时，形成稳定1,2-二氧丁环化合物的不稳定氧化物中间体，当激发除去X时，使不稳定的1,2-二氧丁环化合物分解产生光；R2和R3或形成(a)
它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或形成(b)
它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(2)当Ar-O-Y和OR1没有相互连接时，
(a)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂烷基、杂芳基、环烷基、环杂烷基、烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是含有至少一个环中或侧链中的碳碳双键或碳碳叁键且含或不含杂原子的单环、多环或螺稠环；或当R2和R3形成(ⅱ)
时，它是含有用连接臂连接的取代或未取代稠芳环或取代或未取代的芳环的单环、多环或螺稠环；或
(b)Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；当R2和R3形成(ⅰ)
时，它是螺稠到二氧丁环上的取代或未取代的单环或多环烷基；或
(c)．Ar是芳基，可以是苯基、取代苯基、萘基、取代萘基、蒽基、取代蒽基或其它芳族或非芳族的荧光或非荧光基团；Y是氢、烷基、乙酸基、叔丁基二甲基甲硅烷基或酶可裂解的基团、抗体可裂解的基团；R1选自烷基醚烷基、烷基醚芳基、烷基(醚烷基)2、烷基(醚烷基)3、烷基醚卤代烷基、烷基(醚卤代烷基)2、烷基链烯基、烷基链炔基、芳基链烯基、芳基链炔基、卤代烷基(直链、支链或环链中一个、二个、三个或任何位置)、烷基醇、烷基腈、烷基胺、烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、卤代烷基醇、卤代烷基腈、卤代烷基胺、卤代烷基酸(一元酸或二元酸)或其无机盐、连接基-荧光分子、连接基-抗体、连接基-抗原、连接基-生物素、连接基-抗生物素蛋白质、连接基-蛋白质或连接基-碳水化合物或连接基-脂质；R2和R3是含有3-8个碳原子的支链烷基或环烷基，在其环中或侧链中也有可含有卤原子和杂原子。
10．如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的活化剂是来源于生物源的酶。
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