DE102008047689A1 - New xanthene derivative useful as a dye in the detection of biomolecules in a sample, preferably useful in the bioanalysis and diagnosis purposes - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige reaktive Leuko-Fluoreszenzfarbstoffe und reaktive Fluoreszenzfarbstoffe, sowie deren Konjugate und Verfahren zur Herstellung derselben unter besonders milden Bedingungen. Desweiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Stoffe in der Bioanalytik.The The present invention relates to novel reactive leuco-fluorescent dyes and reactive fluorescent dyes, and their conjugates and methods for producing the same under particularly mild conditions. Furthermore The present invention relates to the use of the invention Substances in bioanalytics.
Fluoreszenzfarbstoffe sind besonders für biologische Anwendungen geeignet, in denen ein hochempfindliches Nachweisreagenz erwünscht ist. Leuko-Fluoreszenzfarbstoffe sind reaktive Vorläufermoleküle von Fluoreszenzfarbstoffen, deren Farbe und Fluoreszenz erst nach Reaktion mit einem weiteren Molekül erscheinen.fluorescent dyes are particularly suitable for biological applications, in where a highly sensitive detection reagent is desired. Leuco fluorescent dyes are reactive precursor molecules of fluorescent dyes, their color and fluorescence only after reaction with another Molecule appear.
Typische Vertreter solcher Fluoreszenzfarbstoffe sind Verbindungen, welche auf Xanthen als Grundgerüst basieren. Beispiele für Farbstoffe auf Xanthenbasis sind Fluoresceinderivate, Rhodolderivate und Rhodaminderivate. 3',6'-Diacetylfluorescein ist ein bekanntes Beispiel für einen Leuko-Fluoreszenzfarbstoff, der nach einer Reaktion, die zum Abspalten mindestens einer Acetylgruppe führt farbig und fluoreszierend wird.typical Representatives of such fluorescent dyes are compounds which based on xanthene as a backbone. examples for Xanthene-based dyes are fluorescein derivatives, rhodol derivatives and rhodamine derivatives. 3 ', 6'-Diacetylfluorescein is a known Example of a leuco fluorescent dye after a reaction leading to the removal of at least one acetyl group leads to becoming colored and fluorescent.
Zu
den Fluoresceinfarbstoffen gehören Derivate von 3H-Xanthen-6-ol-3-on,
die an der 9-Position mit einer derivatisierten Phenylgruppe, z.
B. 2-Carboxyphenylgruppe substituiert sind, während zu „Rhodolfarbstoffen” Derivate
von 6-Amino-3H-xanthen-3-on gehören und Rhodaminderivate
von 6-Amino-3H-xanthen-3-imin abgeleitet sind. Fluoresceine, Rhodole
und Rhodamine sind typischerweise an der 1-Position mit einer funktionellen
Gruppe substituiert, welche in der Lage ist, einen 5- oder 6-gliedrigen
Lacton- oder Lactamring zu bilden. Sie können demnach in
einer chinoiden Form oder in einer Lactonform vorliegen.
Der Großteil der im Markt verfügbaren Farbstoffe verändern bei kovalenter Bindung an ein Zielmolekül ihre Farbeigenschaften nur unwesentlich oder auf schwer vorhersagbare Weise, so dass sich diese Eigenschaft nicht zur Erfolgskontrolle einer Markierungsreaktion verwenden lässt.Of the Change most of the dyes available on the market upon covalent attachment to a target molecule, their color properties only insignificantly or in a way that is difficult to predict, so that this Property not for the success control of a labeling reaction can be used.
Von
Fluorescein abgeleitete Leuko-Fluoreszenzfarbstoffe, die nach einer
Konjugationsreaktion mit Thiolen Fluoreszenz zeigen, sind zwar ebenso beschrieben
(
Darüber hinaus ist der Großteil der bereits im Markt verfügbaren Farbstoffe unter milden Reaktionsbedingungen nur schwierig und in aufwendiger Weise an das entsprechende Zielmolekül zu binden. Eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und Stabilität des Farbstoffs unter biokompatiblen Bedingungen ist jedoch eine zwingende Voraussetzung beispielsweise für die routinemäßige Anwendung in Analytik und Diagnose.About that In addition, the majority of those already available in the market Dyes under mild reaction conditions only difficult and in consuming way to bind to the corresponding target molecule. A high reaction rate and stability of the dye However, under biocompatible conditions is a mandatory requirement for example, for the routine Application in analytics and diagnostics.
Reaktive
Xanthenfarbstoffe, die unter milden Bedingungen durch Subsitution
an der 3' bzw. 6' Position mit einem Zielmolekül koppeln
sind nicht bekannt. Dies wird in einer Publikation von
Xanthenfarbstoffe
werden typischerweise durch Kondensation von zwei Äquivalenten
1,3-Resorcinolen oder 1,3-Aminophenolen mit verschiedenen Derivaten
von Benzoesäure, Phtalsäure oder Phtalsäureanhydrid
oder Sulfobenzosäure oder Sulfobenzosäureanhydrid
dargestellt, wie zum Beispiel in
Direkte
Umwandlungsreaktionen von Fluoresceinen in Rhodole sind nicht bekannt.
Fluorescein kann durch Umsetzung mit einem Chlorierungsreagenz wie
Thionylchlorid oder Phosphorylchlorid in 3',6'-Dichlorfluoran überführt
werden. Die Synthese von unsymmetrischen Rhodaminen ausgehend von 3',6'-Dichlorfluoran
durch nukleophile Substitution der Halogenatome erfolgt in hochsiedenden
Lösungsmitteln bei hoher Temperatur oder in der Gegenwart
von Lewis-Säuren als Katalysator, also ebenfalls unter
solchen Bedingungen, unter denen Biomoleküle zersetzt bzw.
verändert werden oder unlöslich sind.
In
Beispiele für typische bekannte reaktive Fluoreszenzfarbstoffe sind NHS-Derivate, Isothiocyanate, oder Säurechloride von Xanthenfarbstoffen, welche vielfältig eingesetzt werden, um kleine Moleküle, Makromoleküle und Biomoleküle zu markieren. Das Produkt dieser Markierung ist ein Konjugat aus Farbstoff und zu markierendem Molekül. Erwünscht ist eine Fluoreszenzmarkierung unter Bedingungen, welche die zu markierenden Moleküle nicht anderweitig chemisch verändern oder denaturieren. Fluoreszenzmarkierung wird besonders häufig verwendet, wenn mit geringen Stoffmengen solcher Moleküle umgegangen wird, typischerweise im Femtomol bis Nanomol Bereich. Wegen der geringen Stoffmengen ist die Erfolgskontrolle der Fluoreszenzmarkierung schwierig und häufig muss ein Teil der Reaktionsmischung zur Analyse geopfert werden. Eine Erfolgskontrolle z. B. durch leicht messbare Änderung der Farb- oder Fluoreszenzeigenschaften der Reaktivfarbstoffe ist höchst wünschenswert.Examples for typical known reactive fluorescent dyes NHS derivatives, isothiocyanates, or acid chlorides of xanthene dyes, which are widely used to small molecules, macromolecules and to mark biomolecules. The product of this mark is a conjugate of dye and molecule to be labeled. It is desirable to have a fluorescent label under conditions which the molecules to be labeled are not chemically otherwise change or denature. Fluorescence labeling is used especially frequently when using small amounts of substance such molecules are handled, typically in femtomol bis Nanomol range. Because of the small amounts of substance is the success control Fluorescent labeling is difficult and often requires Part of the reaction mixture are sacrificed for analysis. A success check z. B. by easily measurable change in color or fluorescence properties The reactive dyes are highly desirable.
Somit besteht ein hoher Bedarf an verbesserten reaktiven Leuko-Fluoreszenzfarbstoffen, welche unter einfacher Handhabung bei milden Bedingungen reagieren und durch die erfolgreiche Reaktion, z. B. mit einem nukleophilen Analyten, Farbe und Fluoreszenz erlangen. Es besteht weiterhin Bedarf an reaktiven Fluoreszenzfarbstoffen, die während einer solchen Markierungsreaktion eine Veränderung ihrer Farb- und Fluoreszenzeigenschaften erfahren, zum Beispiel in Form einer Verschiebung zu größeren Wellenlängen.Consequently there is a high demand for improved reactive leuco-fluorescent dyes, which react under easy handling in mild conditions and by the successful reaction, e.g. B. with a nucleophilic Obtain analytes, color and fluorescence. There is still a need for reactive fluorescent dyes during such Labeling reaction a change in their color and fluorescence properties experience, for example in the form of a shift to larger ones Wavelengths.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, reaktive Leuko-Fluoreszenzfarbstoffe und reaktive Fluoreszenzfarbstoffe bereitzustellen, welche unter milden Bedingungen mit Nukleophilen wie beispielsweise Aminogruppen reagieren, und welche bei dieser Reaktion Farbe und Fluoreszenz entwickeln, oder welche bei dieser Reaktion ihre vorhandenen Farb- bzw. Fluoreszenzeigenschaften verändern.Of the The present invention is therefore based on the object reactive To provide leuco fluorescent dyes and reactive fluorescent dyes, which under mild conditions with nucleophiles such as Amino groups react, and which in this reaction color and Develop fluorescence, or which are present in this reaction Change color or fluorescence properties.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch Umsetzung dieser reaktiven Leuko-Fluoreszenzfarbstoffe und reaktiven Fluoreszenzfarbstoffe Xanthenderivate zur Verfügung zu stellen, deren Substituenten an den 3'- und 6'-Positionen Makromoleküle und Biomoleküle sind.A Another object of the present invention is, by reaction these reactive leuco-fluorescent dyes and reactive fluorescent dyes xanthene derivatives be available whose substituents on the 3'- and 6'-positions macromolecules and biomolecules are.
Diese Aufgaben werden durch die in den Ansprüchen charakterisierten Ausführungsformen gelöst. Insbesondere wird ein Xanthenderivat nach Formel 1 Formel 1 bereitgestellt, wobei R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine aminreaktive Gruppe, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Cyano, Hydroxy, Halogen, Isocyanat, Carboxy, Sulfonyl, oder Derivate davon sind, R5, R6, R7, R8, R9 und R10 unabhängig voneinander Wasserstoff, Polyethylen, Jeffamine, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Aryl, Heteroaryl, oder Halogenid sind, X eine nukleofuge Abgangsgruppe oder ein Biomolekül ist, und Y eine nukleofuge Abgangsgruppe, ein elektronenziehender Rest, ein substituierter oder unsubsitutierter Alkohol, oder ein substituiertes oder unsubsitutiertes Amin, oder ein Biomolekül ist.These objects are achieved by the embodiments characterized in the claims. In particular, a xanthene derivative of formula 1 Formula 1 wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen, an amine-reactive group, alkyl, aryl, heteroaryl, alkoxy, cyano, hydroxy, halogen, isocyanate, carboxy, sulfonyl, or derivatives thereof, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are independently hydrogen, polyethylene, Jeffamine, substituted or unsubstituted alkyl, aryl, heteroaryl or halide, X is a nucleofuge leaving group or biomolecule, and Y is a nucleofuge Leaving group, an electron-withdrawing radical, a substituted or unsubstituted alcohol, or a substituted or unsubstituted amine, or a biomolecule.
Der
Begriff „Xanthenderivat” wie hierin verwendet
umfasst jedes Molekül, welches auf dem Xanthengrundkörper
basiert. Darüber hinaus ist der Begriff „Xanthenderivat” nicht
auf die eine wie in Formel 1 gezeigt Form beschränkt, sondern
umfasst auch die jeweils möglichen Formen unterschiedlicher Isomere
und Tautomere, wie beispielsweise in
Der Begriff „aminreaktive Gruppe” wie hierin verwendet umfasst funktionelle Gruppen, die mit Aminogruppen anderer Moleküle Konjugate durch kovalente Bindungen ausbilden. Bevorzugte aminreaktive Gruppen sind Säureester, Isothiocanat, Pentafluorophenol, Säureanhydrid, Säurehalogenid oder N-Hydroxysuccinimidester.Of the Term "amine-reactive group" as used herein includes functional groups that interact with amino groups of other molecules Form conjugates through covalent bonds. Preferred amine-reactive Groups are acid esters, isothiocanate, pentafluorophenol, Acid anhydride, acid halide or N-hydroxysuccinimide ester.
Der Begriff „Alkyl” umfasst sowohl lineare, als auch verzweigtkettige C1-C12 Alkylreste. Beispiele für erfindungsgemäße Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Sec-butyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Hexadecyl und Octadecyl. Bevorzugte Alkylgruppen weisen 1 bis 10 C-Atome, besonders bevorzugte Alkylgruppen weisen 1 bis 3 C-Atome auf.The term "alkyl" includes both linear and branched chain C 1 -C 12 alkyl radicals. Examples of alkyl groups according to the invention are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, hexadecyl and octadecyl. Preferred alkyl groups have 1 to 10 C atoms, particularly preferred alkyl groups have 1 to 3 C atoms.
Darüber hinaus ist der Begriff „Alkyl” hier nicht auf gesättigte Verbindungen beschränkt, sondern umfasst auch zyklische Alkylgruppen, Alkenylgruppen und Alkinylgruppen und deren jeweils mögliche Strukturisomere.About that In addition, the term "alkyl" is not here but limited to saturated compounds also cyclic alkyl groups, alkenyl groups and alkynyl groups and their respective possible structural isomers.
Der Begriff „zyklische Alkylgruppe” bezeichnet von Cykloalkanen abgeleitete Substituenten, und beinhaltet auch solche Cykloalkanen, die weitere Alkylgruppen am Ring tragen. Beispiele für erfindungsgemäße zyklische Alkygruppen sind Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl, 4-Tert-butylcyclohexyl und Cyclooctyl, wobei eine zyklische Alkylgruppe bevorzugt 3 bis 14 C-Atome und besonders bevorzugt 4 bis 8 C-Atome aufweist.Of the Term "cyclic alkyl group" refers to Cykloalkanes derived substituents, and includes such Cycloalkanes bearing additional alkyl groups on the ring. Examples for cyclic alkyl groups according to the invention are cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl and cyclooctyl, wherein a cyclic alkyl group preferably 3 to 14 C atoms and particularly preferably 4 to 8 C atoms.
Der Begriff „Alkenyl” bzw. „Alkenylgruppe” umfasst Alkylgruppen, die eine oder mehrere Doppelbindungen enthalten.Of the Term "alkenyl" or "alkenyl group" includes Alkyl groups containing one or more double bonds.
Beispiel für Alkenylgruppen sind Vinyl, Ally, Crotyl, Tiglyl und Prenyl, wobei bevorzugte Alkenylgruppen 2 bis 10 Atome aufweisen, und besonders bevorzugte Alkenylgruppen 3 bis 6 C-Atome aufweisen.example alkenyl groups are vinyl, ally, crotyl, tiglyl and Prenyl, with preferred alkenyl groups having from 2 to 10 atoms, and particularly preferred alkenyl groups have 3 to 6 carbon atoms.
Der Begriff „Substitutiertes Alkyl” bzw. „Substitutierte Alkylgruppen” bezeichnet wie vorstehend definiert Alkylgruppen, in denen 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 Wasserstoffatome durch Substituenten wie Cyanogruppen, Azide, Nitrogruppen, Halogene wie Fluor, Chlor, Brom, Jod und ähnliche, Alkylgruppen wie vorstehend definiert, Alkoxygruppen wie Methoxy, Ethoxy und ähnliche, oder Aminogruppen ersetzt sind.Of the Term "Substituted alkyl" or "Substituted Alkyl groups "denotes alkyl groups as defined above, in which 1 to 10, preferably 1 to 5 hydrogen atoms by substituents such as cyano groups, azides, nitro groups, halogens such as fluorine, chlorine, Bromine, iodine and the like, alkyl groups as defined above, Alkoxy groups such as methoxy, ethoxy and the like, or amino groups are replaced.
Beispiele für bevorzugte substituierte Alkyle sind Chloromethyl, 2-Chloroethan 3-Chloropropan, Trifluoromethan, 2,2,2-Trifluoroethansulfonat, 3,3,3-Trifluoropropan und Trichloromethan.Examples preferred alkyls are chloromethyl, 2-Chloroethane 3-chloropropane, trifluoromethane, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, 3,3,3-trifluoropropane and trichloromethane.
Der Begriff „Aryl” bzw. „Arylgruppe” umfasst sowohl monocyclische als auch multizyklische Aromaten, zum Beispiel Phenyl, Napthyl und Anthracenyl. Die Arylgruppe kann 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 3 Substitutenten aufweisen, welche keine wesentliche Reaktivität gegenüber Sulfonylchloriden zeigen. Beispiele für solche Substituenten sind Cyanogruppen, Azide, Nitrogruppen, Halogene wie Fluor, Chlor, Brom, Jod und ähnliche, Alkylgruppen wie vorstehend definiert, Alkoxygruppen wie Methoxy, Ethoxy und ähnliche.Of the The term "aryl" or "aryl group" includes both monocyclic as well as multicyclic aromatics, for example phenyl, Napthyl and anthracenyl. The aryl group may be 1 to 5, preferably 1 to 3 substituents which have no significant reactivity towards sulfonyl chlorides. examples for such substituents are cyano groups, azides, nitro groups, halogens such as fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like, alkyl groups as defined above, alkoxy groups such as methoxy, ethoxy and the like.
Beispiele für erfindungsgemäße substituierte Arylgruppen sind Tolyl, Xylyl, Methoxyphenyl, Methylthiophenyl, Methoxycarbonylphenyl, Chlorophenyl, Bromophenyl, Iodophenyl, Dimethylaminophenyl, Diethylaminophenyl, Cyanophenyl, Pentafluorophenyl, Tetrafluorophenyl, Trifluorphenyl, Fluoronitrophenyl, Azidophenyl. Bevorzugte Arylgruppen sind Nitrophenyl, Dinitrophenyl und Triinitrophenyl.Examples for substituted aryl groups according to the invention are tolyl, xylyl, methoxyphenyl, methylthiophenyl, methoxycarbonylphenyl, Chlorophenyl, bromophenyl, iodophenyl, dimethylaminophenyl, diethylaminophenyl, Cyanophenyl, pentafluorophenyl, tetrafluorophenyl, trifluorophenyl, Fluoronitrophenyl, azidophenyl. Preferred aryl groups are nitrophenyl, Dinitrophenyl and tri-nitrophenyl.
Der Begriff „Heteroaryl” bzw. „Heteroarylgruppe” umfasst monocylclische oder polycyclische aromatische Gruppen, die mindestens ein, bevorzugt ein bis drei Heteroatome, ausgewählt aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel, enthalten.Of the Term "heteroaryl" or "heteroaryl group" monocyclic or polycyclic aromatic groups which are at least one, preferably one to three heteroatoms selected from Nitrogen, oxygen and sulfur.
Beispiele für Heteroaryle sind 5- bis 6-gliedrige Monocyclen wie Furyl, Thiophenyl, Pyrrolyl, Pyridyl und ähnliche, und Polycyclen wie Benzofuryl, Xanthenyl, Coumarinyl, Dibenzofuryl, Thianthrenyl, Indolyl, Acridinyl und ähnliche. Die Heteroarylgruppe kann 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 3 Substituenten, wie vorstehend für Arylgruppen definiert, aufweisen.Examples for heteroaryls are 5- to 6-membered monocycles such Furyl, thiophenyl, pyrrolyl, pyridyl and the like, and Polycycles such as benzofuryl, xanthenyl, coumarinyl, dibenzofuryl, Thianthrenyl, indolyl, acridinyl and the like. The heteroaryl group can 1 to 5, preferably 1 to 3 substituents, as above for Aryl groups defined.
Der Begriff „Polyethylen” umfasst hierin Oligomere oder Polymere von Ethylenoxid von der allgemeinen Formel HO-(CH2-CH2-O-)n-H, worin n die Anzahl der Ethylenoxideinheiten darstellt. Die Werte für n können zwischen 1 und 20, bevorzugt zwischen 2 und 10, und besonders bevorzugt zwischen 3 und 5 liegen.The term "polyethylene" herein includes oligomers or polymers of ethylene oxide of the general formula HO- (CH 2 -CH 2 -O-) n -H, wherein n represents the number of ethylene oxide units. The values for n can be between 1 and 20, preferably between 2 and 10, and particularly preferably between 3 and 5.
Der Begriff „Jeffamin” umfasst hierin Polyetheramine, bevorzugt primäre Diaminderivate von erfindungsgemäßen Polyethylenen mit der allgemeinen Formel H2N-(CH2-CH2-O-)n-CH2-CH2-NH2 , worin n die Anzahl der Ethylenoxideinheiten darstellt. Die Werte für n können zwischen 1 und 20, bevorzugt zwischen 2 und 10, und besonders bevorzugt zwischen 3 und 5 liegen.The term "Jeffamine" herein includes polyetheramines, preferably primary diamine derivatives of polyethylenes of the invention having the general formula H 2 N- (CH 2 -CH 2 -O-) n -CH 2 -CH 2 -NH 2 , where n is the number of ethylene oxide units represents. The values for n can be between 1 and 20, preferably between 2 and 10, and particularly preferably between 3 and 5.
Der Begriff „nukleofuge Abgangsgruppe” wie hierin verwendet umfasst Sulfonate, Sulfate, Phosphate, Phosphonate, und deren Derivate, sowie ähnliche elektronenziehende Gruppen. Bevorzugte nukleofuge Abgangsgruppen sind Sulfonate.Of the The term "nucleofuge leaving group" as used herein used includes sulfonates, sulfates, phosphates, phosphonates, and their derivatives, as well as similar electron-withdrawing groups. Preferred nucleofuge leaving groups are sulfonates.
Der Begriff „Sulfonat” umfasst Substituenten entsprechend der in Formel 2 gezeigten Struktur, Formel 2 wobei R11 ein wie vorstehend definierter substituierter oder unsubstituierter Alkyl-, substituierter oder unsubstituierter Aryl-, substituierter oder unsubstituierter Alkylaryl, oder substituierter oder unsubstituierter Heteroarylrest ist.The term "sulfonate" includes substituents corresponding to the structure shown in Formula 2, Formula 2 wherein R 11 is a substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylaryl as defined above, or substituted or unsubstituted heteroaryl.
Bevorzugte Sulfonate sind Ethansulfonat, 1-Propansulfonat, 2-Propanesulfonat, 1-Butansulfonat, 2-Methyl-1-propansulfonat, Cyclopropansulfonat, Cyclobutansulfonat, Cyclopentansulfonat, Cyclohexansulfonat, 1-Octansulfonat, 1-Nonansulfonat, 1-Decansulfonat, 1-Dodecansulfonat, 1-Hexadecansulfonat, 1-Octadecansulfonat Chloromethansulfonat, 2-Chloroethanesulfonyl, 3-Chloropropansulfonyat, 1-Hexansulfonat, Trifluoromethansulfonat, 2,2,2-Trifluoroethansulfonat, 3,3,3-Trifluoropropan-1-sulfonat, Trichloromethansulfonat, Benzolsulfonat, o-Toluolsulfonat, Phenylmethansulfonat, 4-tert-Butylbenzolsulfonat, Pentamethylbenzolsulfonat, 2-Thiophenesulfonyl, 4-(Acetylamino benzolsulfonat, Benzolsulfonat, 4-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, Dansylsulfonat, Dabsylisulfonat, 9H-Fluoren-9-Sulfonat, 2-Oxo-2H-1-benzopyran-6-sulfonat, 1-Napthylsulfonat, 2-Napthylsulfonat, Anthracensulfonat, Biphenyl-4-sulfonat, 8-Chinolylsulfonat, 4- Acetylbenzenesulfonat, 2-Fluorobenzolsulfonat, 3-Fluorobenzolsulfonat, 4-Fluorobenzolsulfonat, 2-Cyanobenzolsulfonat, 3-Cyanobenzolsulfonat, 4-Cyanobenzolsulfonat, 2-Chlorobenzolsulfonat, 3-Chlorobenzolsulfonat, 4-Chlorobenzolsulfonat, 2-Bromobenzolsulfonat, 3-Bromobenzolsulfonat, 4-Bromobenzolsulfonat, 2-Iodobenzolsulfonat, 3-Iodobenzolsulfonat, 4-Iodobenzolsulfonat, (E)-2-Phenylethensulfonat, 4-Methylbenzolsulfonat, 4-Ethylbenzolsulfonat, 3,5-Dimethylbenzolsulfonat, 2-Methoxybenzolsulfonat, 3-Methoxybenzolsulfonat, 4-Methoxybenzolsulfonat, Fluoromethylbenzolsulfonat Chloromethylbenzolsulfonat Bromomethylbenzolsulfonat, Iodomethylbenzolsulfonat, Difluorobenzolsulfonat, Dichlorobenzolsulfonat, Dibromobenzolsulfonat, Dijodobenzolsulfonat, Chlorofluorobenzolsulfonat, Bromofluorobenzolsulfonat, Iodofluorobenzolsulfonat, Trifluorobenzolsulfonat, Tetrafluorobenzolsulfonat, Pentafluorobenzolsulfonat, 2-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, 3-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, 4-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, Chlorothiophenesulfonat, 4-Isocyanatobenzolsulfonat, 4-Propylbenzolsulfonat, 4-Isopropylbenzolsulfonat, 4-Fluoro-3-cyanobenzolsulfonat, 2-Nitrobenzolsulfonat, 3-Nitrobenzolsulfonat, 4-Nitrobenzolsulfonat, Dinitrobenzolsulfonat, Trinitrobenzolsulfonat, Methylnitrobenzolsulfonat, Methyldinitrobenzolsulfonat, Dimethoxybenzolsulfonat, (Difluoromethoxy)benzolsulfonat, (Triifluoromethoxy)benzolsulfonat, 2,4,6-Trimethylbenzolsulfonat, 4-(Phenylazo)benzolsulfonat, 4-Azidobenzolsulfonat, p-Toluolsulfonat und Methansulfonat.preferred Sulfonates are ethanesulfonate, 1-propanesulfonate, 2-propanesulfonate, 1-butanesulfonate, 2-methyl-1-propanesulfonate, cyclopropanesulfonate, Cyclobutanesulfonate, cyclopentanesulfonate, cyclohexanesulfonate, 1-octanesulfonate, 1-nonansulfonate, 1-decanesulfonate, 1-dodecane sulfonate, 1-hexadecanesulfonate, 1-octadecanesulfonate chloromethanesulfonate, 2-chloroethanesulfonyl, 3-chloropropanesulfonylate, 1-hexanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, 3,3,3-trifluoropropane-1-sulfonate, trichloromethanesulfonate, benzenesulfonate, o-toluenesulfonate, phenylmethanesulfonate, 4-tert-butylbenzenesulfonate, Pentamethylbenzenesulfonate, 2-thiophenesulfonyl, 4- (acetylamino-benzenesulfonate, Benzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, dansylsulfonate, Dabsylisulfonate, 9H-fluorene-9-sulfonate, 2-oxo-2H-1-benzopyran-6-sulfonate, 1-naphthylsulfonate, 2-naphthylsulfonate, anthracenesulfonate, biphenyl-4-sulfonate, 8-quinolylsulfonate, 4-acetylbenzenesulfonate, 2-fluorobenzenesulfonate, 3-fluorobenzenesulfonate, 4-fluorobenzenesulfonate, 2-cyanobenzenesulfonate, 3-cyanobenzenesulfonate, 4-cyanobenzenesulfonate, 2-chlorobenzenesulfonate, 3-chlorobenzenesulfonate, 4-chlorobenzenesulfonate, 2-bromobenzenesulfonate, 3-bromobenzenesulfonate, 4-bromobenzenesulfonate, 2-iodobenzenesulfonate, 3-iodobenzenesulfonate, 4-iodobenzenesulfonate, (E) -2-phenylethensulfonate, 4-methylbenzenesulfonate, 4-ethylbenzenesulfonate, 3,5-dimethylbenzenesulfonate, 2-methoxybenzenesulfonate, 3-methoxybenzenesulfonate, 4-methoxybenzenesulfonate, fluoromethylbenzenesulfonate Chloromethylbenzenesulfonate bromomethylbenzenesulfonate, iodomethylbenzenesulfonate, Difluorobenzenesulfonate, dichlorobenzenesulfonate, dibromobenzenesulfonate, Diiodobenzenesulfonate, chlorofluorobenzenesulfonate, bromofluorobenzenesulfonate, Iodofluorobenzenesulfonate, trifluorobenzenesulfonate, tetrafluorobenzenesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 2- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 3- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, Chlorothiophenesulfonate, 4-isocyanatobenzenesulfonate, 4-propylbenzenesulfonate, 4-isopropylbenzenesulfonate, 4-fluoro-3-cyanobenzenesulfonate, 2-nitrobenzenesulfonate, 3-nitrobenzenesulfonate, 4-nitrobenzenesulfonate, dinitrobenzenesulfonate, trinitrobenzenesulfonate, Methyl nitrobenzene sulfonate, methyl dinitrobenzene sulfonate, dimethoxy benzene sulfonate, (Difluoromethoxy) benzenesulfonate, (trifluoromethoxy) benzenesulfonate, 2,4,6-trimethylbenzenesulfonate, 4- (phenylazo) benzenesulfonate, 4-azidobenzenesulfonate, p-toluenesulfonate and methanesulfonate.
Besonders bevorzugte Sulfonate sind p-Toluolsulfonat und Methansulfonat.Especially preferred sulfonates are p-toluenesulfonate and methanesulfonate.
Der Begriff „Biomolekül” umfasst jedes Molekül, welches in lebenden Organismen vorkommt oder auf solchen basiert. Darüber hinaus ist der Begriff „Biomolekül” nicht auf Moleküle beschränkt, die in lebenden Organismen synthetisiert werden oder dort vorkommen, sondern umfasst auch Derivate davon, die durch chemische oder enzymatische Modifikation außerhalb lebender Organismen in vitro erzeugt werden, sowie gleiche oder ähnliche Moleküle und deren Derivate, die vollständig außerhalb lebender Organismen in vitro synthetisiert werden. Weiterhin ist der Begriff „Biomolekül”, wie hierin verwendet, nicht auf Moleküle beschränkt, von denen bekannt ist, dass sie in lebenden Organismen vorkommen, sondern umfasst weiterhin Moleküle, die zu Stoffklassen gehören, von denen bekannt ist, dass sie in lebenden Organismen vorkommen, sowie Derivate hiervon.Of the Term "biomolecule" includes any molecule, which occurs in or is based on living organisms. In addition, the term "biomolecule" is not limited to molecules found in living organisms be synthesized or occur there, but also includes derivatives thereof, by chemical or enzymatic modification outside living organisms are produced in vitro, as well as the same or similar Molecules and their derivatives that are completely outside living organisms are synthesized in vitro. Furthermore is the term "biomolecule" as used herein used, not limited to molecules of which are known to occur in living organisms, but also includes molecules that belong to substance classes, which are known to occur in living organisms, and derivatives thereof.
Beispiele für erfindungsgemäße Biomoleküle sind Haptene, Antigene, Antikörper, Proteine, Peptide, Nukleinsäuren, Mono- oder Oligo- oder Polynukleotide, Nukleoside, Oligosaccharide, Polysaccharide, Locked Nucleic Acids (LNA), Peptide Nucleic Acids (PNA).Examples for biomolecules according to the invention Haptens, antigens, antibodies, proteins, peptides, nucleic acids, Mono- or oligo- or polynucleotides, nucleosides, oligosaccharides, Polysaccharides, Locked Nucleic Acids (LNA), Peptide Nucleic Acids (PNA).
Der Begriff Nukleophil umfasst alle Moleküle, die mit den erfindungsgemäßen Xanthenderivaten unter Substitution einer Sulfonatgruppe reagieren können. Beispiel für Nukleophile sind primäre Amine, sekundäre Amine, Azidanion, Aniline, Hydrazine, Hydrazone, Hydroxyanionen, Alkoholate, Thiole, Thiolate, Mercaptane und ähnliche. Der Begriff Nukleophil umfasst nicht nur kleine Moleküle sondern auch Makromoleküle und auch Biomoleküle, welche mit den erfindungsgemäßen Xanthenderivaten unter Substitution einer Sulfonatgruppe reagieren können.Of the The term nucleophile includes all molecules that are involved with the invention Xanthenivaten can react with substitution of a sulfonate group. Example of nucleophiles are primary amines, secondary Amines, azidanion, anilines, hydrazines, hydrazones, hydroxyanions, Alcoholates, thiols, thiolates, mercaptans and the like. The term nucleophile does not just cover small molecules but also macromolecules and also biomolecules, which with the xanthene derivatives according to the invention can react with substitution of a sulfonate group.
Bevorzugte
erfindungsgemäße Xanthenderivate sind in
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei mindestens einer der Reste R1 bis R10 eine aktivierbare Gruppe, ausgewählt aus einem Säureester, Isothiocanat, Pentafluorophenol, Säureanhydrid, Säurehalogenid oder N-Hydroxysuccinimidester ist.Another embodiment relates to a xanthene derivative as defined above, wherein at least one of R 1 to R 10 is an activatable group selected from an acid ester, isothiocanate, pentafluorophenol, acid anhydride, acid halide or N-hydroxysuccinimide ester.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei X und/oder Y ein wie vorstehend definiertes Sulfonat darstellt/darstellen.Another embodiment relates to a A xanthene derivative as defined above, wherein X and / or Y represents a sulfonate as defined above.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei X und/oder Y ausgewählt ist/sind aus Methansulfonat, Ethansulfonat, 1-Propansulfonat, 2-Propansulfonat, 1-Butansulfonat, 2-Methyl-1-propansulfonat, Cyclopropansulfonat, Cyclobutansulfonat, Cyclopentansulfonat, Cyclohexansulfonat, 1-Octansulfonat, 1-Nonansulfonat, 1-Decansulfonat, 1-Dodecansulfonat, 1-Hexadecansulfonat, 1-Octadecansulfonat Chloromethansulfonat, 2-Chloroethanesulfonat, 3-Chloropropansulfonat, 1-Hexansulfonat, Trifluoromethansulfonat, 2,2,2-Trifluoroethansulfonat, 3,3,3-Trifluoropropan-1-sulfonat, Trichloromethansulfonat, Benzolsulfonat, p-Toluolsulfonat, o-Toluolsulfonat, Phenylmethansulfonat, 4-tert-Butylbenzolsulfonat, Pentamethylbenzolsulfonat, 2-Thiophenesulfonyl, 4-(Acetylamino benzolsulfonat, Benzolsulfonat, 4-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, Dansylsulfonat, Dabsylsulfonat, 9H-Fluoren-9-Sulfonat, 2-Oxo-2H-1-benzopyran-6-sulfonat, 1-Napthylsulfonat, 2-Napthylsulfonat, Anthracensulfonat, Biphenyl-4-sulfonat, 8-Chinolylsulfonat, 4-Acetylbenzolsulfonat, 2-Fluorobenzolsulfonat, 3-Fluorobenzolsulfonat, 4-Fluorobenzolsulfonat, 2-Cyanobenzolsulfonat, 3-Cyanobenzolsulfonat, 4-Cyanobenzolsulfonat, 2-Chlorobenzolsulfonat, 3-Chlorobenzolsulfonat, 4-Chlorobenzolsulfonat, 2-Bromobenzolsulfonat, 3-Bromobenzolsulfonat, 4-Bromobenzolsulfonat, 2-Iodobenzolsulfonat, 3-Iodobenzoisulfonat, 4-Iodobenzolsulfonat, (E)-2-Phenylethensulfonat, 4-Methylbenzolsulfonat, 4-Ethylbenzolsulfonat, 3,5-Dimethylbenzolsulfonat, 2-Methoxybenzolsulfonat, 3-Methoxybenzolsulfonat, 4-Methoxybenzolsulfonat, Fluoromethylbenzolsulfonat Chloromethylbenzolsulfonat Bromomethylbenzolsulfonat, Iodomethylbenzolsulfonat, Difluorobenzolsulfonat, Dichlorobenzolsulfonat, Dibromobenzolsulfonat, Dijodobenzolsulfonat, Chlorofluorobenzolsulfonat, Bromofluorobenzolsulfonat, Iodofluorobenzolsulfonat, Trifluorobenzolsulfonat, Tetrafluorobenzolsulfonat, Pentafluorobenzolsulfonat, 2-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, 3-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, 4-(Trifluoromethyl)benzolsulfonat, Chlorothiophenesulfonat, 4-Isocyanatobenzolsulfonat, 4-Propylbenzolsulfonat, 4-Isopropylbenzolsulfonat, 4-Fluoro-3-cyanobenzolsulfonat, 2-Nitrobenzolsulfonat, 3-Nitrobenzolsulfonat, 4-Nitrobenzolsulfonat, Dinitrobenzolsulfonat, Trinitrobenzolsulfonat, Methylnitrobenzolsulfonat, Methyldinitrobenzolsulfonat, Dimethoxybenzolsulfonat, (Difluoromethoxy)benzolsulfonat, (Triifluoromethoxy)benzolsulfonat, 2,4,6-Trimethylbenzolsulfonat, 4-(Phenylazo)benzolsulfonat und 4-Azidobenzolsulfonat.In a preferred embodiment is a Xanthene derivative as defined above, wherein X and / or Y selected is / are from methanesulfonate, ethanesulfonate, 1-propanesulfonate, 2-propanesulfonate, 1-butanesulfonate, 2-methyl-1-propanesulfonate, cyclopropanesulfonate, Cyclobutanesulfonate, cyclopentanesulfonate, cyclohexanesulfonate, 1-octanesulfonate, 1-nonansulfonate, 1-decanesulfonate, 1-dodecane sulfonate, 1-hexadecanesulfonate, 1-octadecanesulfonate chloromethanesulfonate, 2-chloroethanesulfonate, 3-chloropropanesulfonate, 1-hexanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, 3,3,3-trifluoropropane-1-sulfonate, Trichloromethanesulfonate, benzenesulfonate, p-toluenesulfonate, o-toluenesulfonate, Phenylmethanesulfonate, 4-tert-butylbenzenesulfonate, pentamethylbenzenesulfonate, 2-thiophenesulfonyl, 4- (acetylamino-benzenesulfonate, benzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, dansylsulfonate, dibasylsulfonate, 9H-fluorene-9-sulfonate, 2-oxo-2H-1-benzopyran-6-sulfonate, 1-naphthylsulfonate, 2-naphthylsulfonate, anthracenesulfonate, biphenyl-4-sulfonate, 8-quinolylsulfonate, 4-acetylbenzenesulfonate, 2-fluorobenzenesulfonate, 3-fluorobenzenesulfonate, 4-fluorobenzenesulfonate, 2-cyanobenzenesulfonate, 3-cyanobenzenesulfonate, 4-cyanobenzenesulfonate, 2-chlorobenzenesulfonate, 3-chlorobenzenesulfonate, 4-chlorobenzenesulfonate, 2-bromobenzenesulfonate, 3-bromobenzenesulfonate, 4-bromobenzenesulfonate, 2-iodobenzenesulfonate, 3-iodobenzoisulfonate, 4-iodobenzenesulfonate, (E) -2-phenylethensulfonate, 4-methylbenzenesulfonate, 4-ethylbenzenesulfonate, 3,5-dimethylbenzenesulfonate, 2-methoxybenzenesulfonate, 3-methoxybenzenesulfonate, 4-methoxybenzenesulfonate, Fluoromethylbenzenesulfonate chloromethylbenzenesulfonate bromomethylbenzenesulfonate, Iodomethylbenzenesulfonate, difluorobenzenesulfonate, dichlorobenzenesulfonate, dibromobenzenesulfonate, Diiodobenzenesulfonate, chlorofluorobenzenesulfonate, bromofluorobenzenesulfonate, iodofluorobenzenesulfonate, Trifluorobenzenesulfonate, tetrafluorobenzenesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 2- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 3- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, chlorothiophenesulfonate, 4-isocyanatobenzenesulfonate, 4-propylbenzenesulfonate, 4-isopropylbenzenesulfonate, 4-fluoro-3-cyanobenzenesulfonate, 2-nitrobenzenesulfonate, 3-nitrobenzenesulfonate, 4-nitrobenzenesulfonate, Dinitrobenzenesulfonate, trinitrobenzenesulfonate, methylnitrobenzenesulfonate, Methyldinitrobenzenesulfonate, dimethoxybenzenesulfonate, (difluoromethoxy) benzenesulfonate, (Trifluoromethoxy) benzenesulfonate, 2,4,6-trimethylbenzenesulfonate, 4- (phenylazo) benzenesulfonate and 4-azidobenzenesulfonate.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei X und/oder Y aus p-Toluolsulfonat und Methansulfonat ausgewählt ist/sind.In a particularly preferred embodiment is is a xanthene derivative as defined above, wherein X and / or Y is selected from p-toluenesulfonate and methanesulfonate.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei X und/oder Y ein Biomolekül darstellt/darstellen.A Another embodiment relates to a xanthene derivative such as as defined above, wherein X and / or Y is a biomolecule is / are.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei X ein Biomolekül und Y ein Sulfonat ist.A Another embodiment relates to a xanthene derivative such as as defined above, wherein X is a biomolecule and Y is a Sulfonate is.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, wobei das Biomolekül aus einer Nukleinsäure, einem Oligonukleotid, einem Nukleotid, einem Nukleosid, einem Peptid oder einem Protein ausgewählt ist.A preferred embodiment relates to a xanthene derivative as defined above, wherein the biomolecule of a Nucleic acid, an oligonucleotide, a nucleotide, a Nucleoside, a peptide or a protein is selected.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend definierten Xanthenderivats, umfassend die Schritte: a) Auflösen eines Fluroesceinderivates in Pyrimidin und Umsetzen mit einem Sulfonylchlorid, b) Evaporieren von Lösungsmittel, c) Entfernung von residualem Sulfonylchlorid und d) Isolierung und Aufreinigung des Xanthenderivats.One Another aspect of the present invention relates to a method for the preparation of a xanthene derivative as defined above, comprising the steps of: a) dissolving a fluoroescein derivative in Pyrimidine and reacting with a sulfonyl chloride, b) evaporating solvent, c) removal of residual sulfonyl chloride and d) isolation and purification of the xanthene derivative.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein wie vorstehend definiertes Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend definierten Xanthenderivats, wobei das Verfahren weiter zwischen Schritt c) und d) den Schritt c') „Umsetzung unter milden Bedingungen mit einem Äquivalent eines Nukleophils” umfasst.A Another embodiment relates to a device as defined above Process for the preparation of a xanthene derivative as defined above, the method further comprising between step c) and d) the step c ') "Reaction under mild conditions with one equivalent of a nucleophile ".
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein wie vorstehend definiertes Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend definierten Xanthenderivats, wobei das Verfahren weiter zwischen Schritt c) und d) den Schritt c') Umsetzung unter milden Bedingungen mit mindestens zwei Äquivalent eines Nukleophils umfasst.A Another embodiment relates to a device as defined above Process for the preparation of a xanthene derivative as defined above, the method further comprising between step c) and d) the step c ') Reaction under mild conditions with at least two equivalents of a nucleophile.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein wie vorstehend definiertes Verfahren, wobei das Nukleophil ein Biomolekül ist.A Another embodiment relates to a device as defined above A method wherein the nucleophile is a biomolecule.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung des Xanthenderivats wie vorstehend definiert, zum Nachweis eines Biomoleküls in einer Probe.One Another aspect of the present invention relates to a use of the xanthene derivative as defined above, for the detection of a Biomolecule in a sample.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung des Xanthenderivats wie vorstehend definiert, wobei das Biomolekül ein Protein oder eine Nukleinsäure ist.A Another embodiment of the present invention relates a use of the xanthene derivative as defined above, wherein the biomolecule is a protein or a nucleic acid is.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Xanthenkonjugat, erhalten durch Umsetzung eines wie vorstehend definierten Xanthenderivats mit einem Biomolekül in einem wie vorstehend definierten Verfahren.One Another aspect of the present invention relates to a xanthene conjugate, obtained by reacting a xanthene derivative as defined above with a biomolecule in one as defined above Method.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit, umfassend ein Xanthenderivat wie vorstehend definiert, und gegebenenfalls einen oder mehrere Hilfsstoffe.One Another aspect of the present invention relates to a kit comprising a xanthene derivative as defined above, and optionally one or more excipients.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit wie vorstehend definiert, wobei der eine oder die mehreren Hilfsstoff(e) aus Lösungsmittel, Puffer oder Salzen, Konservierungsstoffen und Stabilisatoren ausgewählt sind.A Another embodiment of the present invention relates a kit as defined above, wherein the one or more Excipient (s) of solvent, buffer or salts, preservatives and stabilizers are selected.
Die Figuren zeigen:The Figures show:
Die Xanthenderivate der vorliegenden Erfindung reagieren mit Biomolekülen und Nukleophilen unter überraschend milden Bedingungen unter Substitution der Sulfonatgruppen an den 3'- und 6'-Positionen. Bei der Reaktion mit Biomolekülen entstehen in ihren Eigenschaften vorteilhafte Xanthenkonjugate. Die spektralen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Xanthenderivate verändern sich bei einer solchen Reaktion überraschend stark, zum Teil handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Xanthenderivaten vorteilhafterweise um Leukofarbstoffe, die vor der Reaktion gar keine Farbe zeigen. Die erfindungsgemäßen Farbstoffe und Leukofarbstoffe sind unerwartet leicht zu synthetisieren und zu derivatisieren und ermöglichen so einen vorteilhaften Einsatz in der bioanalytischen Chemie, zum Beispiel überraschend sensitive Nachweise von Biomolekülen in einer Probe insbesondere unter milden Bedingungen.The Xanthene derivatives of the present invention react with biomolecules and nucleophiles under surprisingly mild conditions substituting the sulfonate groups at the 3 'and 6' positions. When reacting with biomolecules arise in their properties advantageous xanthene conjugates. The spectral properties of change xanthene derivatives according to the invention surprisingly strong in such a reaction, for Part is the invention Xanthenivaten advantageously to leuco dyes, the before show no color to the reaction. The invention Dyes and leuco dyes are unexpectedly easy to synthesize and to derivatize and thus enable a beneficial Use in bioanalytical chemistry, for example surprisingly sensitive Detection of biomolecules in a sample in particular under mild conditions.
BeispieleExamples
Beispiel 1: Synthese von Fluorescein-6'-sulfonsäureester (Methode A).Example 1: Synthesis of fluorescein 6'-sulfonic acid ester (Method A).
Zu einer 10% (w/v) Lösung von Fluorescein in Pyridin werden unter Rühren bei 0°C innerhalb 1 Stunde langsam 0,9 Moläquivalente eines Sulfonsäurechlorids gegeben. Nach weiteren 30 min bei 0°C wird die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur noch 60 min weitergerührt. Das Pyridin wird im Vakuum abdestilliert.To of a 10% (w / v) solution of fluorescein in pyridine stirring slowly at 0 ° C within 1 hour Added 0.9 molar equivalents of a sulfonyl chloride. After a further 30 min at 0 ° C, the reaction mixture stirred at room temperature for a further 60 min. The pyridine is distilled off in vacuo.
Beispiel 2: Synthese von Fluorescein-3',6'-disulfonsäureester (Methode B).Example 2: Synthesis of fluorescein 3 ', 6'-disulfonic acid ester (Method B).
Zu einer 10% (w/v) Lösung von Fluorescein in Pyridin werden unter Rühren bei Raumtemperatur innerhalb 1 Stunde langsam 4 Moläquivalente eines Sulfonsäurechlorids gegeben. Es wird weitere 120 min bei Raumtemperatur weitergerührt. Pyridin und überschüssiges Sulfonsäurechlorid werden im Vakuum abdestilliert.To of a 10% (w / v) solution of fluorescein in pyridine while stirring at room temperature within 1 hour slowly 4 molar equivalents of a sulfonic acid chloride given. It is stirred for a further 120 min at room temperature. Pyridine and excess sulfonic acid chloride are distilled off in vacuo.
Beispiel 3: Umwandlung von Fluoresceinen in Rhodole (Methode C)Example 3: Conversion of fluoresceins in Rhodole (method C)
Zu einer 10% (w/v) Lösung von Fluorescein in Pyridin werden unter Rühren bei 0°C innerhalb 1 Stunde langsam 0,9 Moläquivalente eines Sulfonsäurechlorids gegeben. Die Reaktionsmischung wird bei Raumtemperatur noch 60 min weitergerührt. Dann wird auf 0°C gekühlt und Piperidin im Überschuss zugegeben. Nach weiteren 60 min Rühren bei 0°C wird die Reaktionsmischung im Vakuum bis zur Trockene eingeengt.To of a 10% (w / v) solution of fluorescein in pyridine stirring slowly at 0 ° C within 1 hour Added 0.9 molar equivalents of a sulfonyl chloride. The reaction mixture is stirred at room temperature for a further 60 min. Then is cooled to 0 ° C and piperidine in excess added. After a further 60 min stirring at 0 ° C. the reaction mixture is concentrated in vacuo to dryness.
Beispiel 4: Umwandlung von Fluoresceinen in symmetrische Rhodamine (Methode D)Example 4: Conversion of fluoresceins in symmetrical rhodamines (method D)
Zu einer 10% (w/v) Lösung von Fluorescein in Pyridin werden unter Rühren bei Raumtemperatur innerhalb 1 Stunde langsam 4 Moläquivalente eines Sulfonsäurechlorids gegeben. Es wird weitere 120 min bei Raumtemperatur weitergerührt. Dann wird die Reaktionsmischung im Vakuum zur Trockene eingeengt, um überschüssiges Sulfonsäurechlorid zu entfernen. Der Rückstand wird in Pyridin gelöst und nach Kühlen auf 0°C werden 6 Moläquivalente Amin in einer Portion zu gefügt und es wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wird im Vakuum bis zur Trockene eingeengt.To a 10% (w / v) solution of fluorescein in pyridine, 4 molar equivalents of a sulfonyl chloride are added slowly with stirring at room temperature over 1 hour. It is stirred for a further 120 min at room temperature. Then the reaction mixture is concentrated to dryness in vacuo to remove excess sulfonic acid chloride. The residue is dissolved in pyridine and, after cooling to 0 ° C, 6 molar equivalents of amine added in one portion and it is stirred overnight at room temperature. The reaction mixture is concentrated in vacuo to dryness.
Beispiel 5: Umwandlung von Fluoresceinen in asymmetrische Rhodamine (Methode E).Example 5: Conversion of fluoresceins in asymmetric rhodamines (method E).
Zu einer 10% (w/v) Lösung von Fluorescein in Pyridin werden unter Rühren bei Raumtemperatur innerhalb 1 Stunde langsam 4 Moläquivalente eines Sulfonsäurechlorids gegeben. Es wird weitere 120 min bei Raumtemperatur weitergerührt. Dann wird die Reaktionsmischung im Vakuum zur Trockene eingeengt, um überschüssiges Sulfonsäurechlorid zu entfernen. Der Rückstand wird in Pyridin gelöst und eine 10%ige (w/v) Lösung von 1 Moläquivalent eines Amins in Ethanol wurde im Zeitraum von 60 Minuten unter Rühren bei 0° zugetropft. Die Mischung wird bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Danach werden 2,5 Moläquivalente eines anderen Amins zugegeben und weitere 2 Stunden gerührt.To of a 10% (w / v) solution of fluorescein in pyridine while stirring at room temperature within 1 hour slowly 4 molar equivalents of a sulfonic acid chloride given. It is stirred for a further 120 min at room temperature. Then the reaction mixture is concentrated to dryness in vacuo, to excess sulfonic acid chloride to remove. The residue is dissolved in pyridine and a 10% (w / v) solution of 1 molar equivalent an amine in ethanol was stirred for 60 minutes dropped at 0 °. The mixture is over at room temperature Night stirred. Thereafter, 2.5 molar equivalents added another amine and stirred for a further 2 hours.
Die Reaktionsmischung wird im Vakuum bis zur Trockene eingeengt.The Reaction mixture is concentrated in vacuo to dryness.
Beispiel 6: Fluoreszenzmarkierung von Peptiden auf der Festphase (Methode F)Example 6: Fluorescent labeling of Peptides on the solid phase (method F)
Oligopeptide werden nach Standardmethoden der Fmoc-Chemie in einer 2 ml Plastikspritze im 100 μmol Massstab entsprechend 175 mg Rink AM Harz (Firma Novabiochem) synthetisiert. Es wird eine Standardmethode angewendet, wie sie z. B. im Katalog der Firma Novabiochem zu finden ist. Zur N-terminalen Fluroeszenzmarkierung wird nach der Entfernung der letzten N-terminalen FMoc Schutzgruppe festes 3',6'-Dimesylfluoran (10 Moläquivalente) zum Harz in die Spritze gegeben und in 2 ml Pyridin gelöst. Die Spritze wird über Nacht geschüttelt. Der Fortgang der Reaktion lässt sich an einer orange-lila Färbung der Festphase erkennen. Die Reaktionsmischung wird von der Festphase entfernt, die Festphase mehrmals mit Dichlormethan gewaschen und dann getrocknet. Das Produkt wird mit einer Lösung von TFA in Dichlormethan (95 v/v) von der Festphase gespalten, filtriert und lyophilisiert.oligopeptides Be prepared by standard methods of Fmoc chemistry in a 2 ml plastic syringe in the 100 μmol scale corresponding to 175 mg Rink AM resin (company Novabiochem). A standard method is used as they are z. B. can be found in the catalog of the company Novabiochem. to N-terminal fluorescence labeling is after removal of the last N-terminal FMoc protecting group solid 3 ', 6'-dimesylfluoran (10 molar equivalents) are added to the resin in the syringe and dissolved in 2 ml of pyridine. The syringe is over Shaken tonight. The progress of the reaction leaves recognize by an orange-purple color of the solid phase. The reaction mixture is removed from the solid phase, the solid phase washed several times with dichloromethane and then dried. The product is treated with a solution of TFA in dichloromethane (95 v / v) cleaved from the solid phase, filtered and lyophilized.
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