DE102020114139A1 - Thiopolyphenol-based fluorescent dyes - Google Patents

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DE102020114139A1 DE102020114139.4A DE102020114139A DE102020114139A1 DE 102020114139 A1 DE102020114139 A1 DE 102020114139A1 DE 102020114139 A DE102020114139 A DE 102020114139A DE 102020114139 A1 DE102020114139 A1 DE 102020114139A1
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Pablo Wessig
Leonard John
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    • C09K2211/1011Condensed systems

Abstract

Die Erfindung betrifft neuartige Fluoreszenzfarbstoffe basierend auf Sauerstoff- und Schwefel-haltigen Heterozyklen. Die Erfindung betrifft ferner ein Konjugat aus dem genannten Fluoreszenzfarbstoff und Biomolekülen sowie eine Methode zur Synthese der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe.The invention relates to novel fluorescent dyes based on oxygen- and sulfur-containing heterocycles. The invention also relates to a conjugate of said fluorescent dye and biomolecules and a method for synthesizing the fluorescent dyes according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft neuartige Fluoreszenzfarbstoffe basierend auf Thiopolyphenol-Derivaten die einen oder zwei Thio-Substituenten aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Konjugat aus dem genannten Fluoreszenzfarbstoff und Biomolekülen sowie eine Methode zur Synthese der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe.The invention relates to novel fluorescent dyes based on thiopolyphenol derivatives which have one or two thio substituents. The invention also relates to a conjugate of said fluorescent dye and biomolecules and a method for synthesizing the fluorescent dyes according to the invention.

Technologischer HintergrundTechnological background

Fluoreszenz ist die spontane Emission von Licht beim Übergang eines elektronisch angeregten Systems in einen Zustand niedrigerer Energie. Systeme, d.h. Materialien die solch fluoreszierende Eigenschaften aufweisen werden als Fluorophore bezeichnet. Werden diese für Färbungen verwendet, so bezeichnet man diese als Fluorochrome oder Fluoreszenzfarbstoffe. Fluoreszenzfarbstoffe finden vielseitige Anwendungen in der Biochemie, Biologie und Medizin, z.B. in Diagnostik-Kits, als Marker bei der Strukturaufklärung von Proteinen oder bei Wirkstoffscreenings.Fluorescence is the spontaneous emission of light when an electronically excited system changes into a state of lower energy. Systems, i.e. materials that have such fluorescent properties, are called fluorophores. If these are used for coloring, they are called fluorochromes or fluorescent dyes. Fluorescent dyes have a wide range of uses in biochemistry, biology and medicine, e.g. in diagnostic kits, as markers in the structure determination of proteins or in drug screening.

Fluoreszenzfarbstoffe werden durch eine Reihe von Parametern charakterisiert, die dem Anwender die Auswahl eines geeigneten Farbstoffs abhängig von dem gewünschten Verwendungszweck erlauben. Hier sind vor allem zu nennen die Anregungswellenlänge λexc (oder λAbs), welche dem Maximum der Absorptionsbande entspricht, die Emissionswellenlänge λem, welche dem Maximum der Emissionsbande entspricht, die Stokes-Verschiebung (Stokes-Shift) Δλ, welche der Differenz aus Emissionswellenlänge λem und Anregungswellenlänge λexc entspricht, der Extinktionskoeffizient ε, welcher den Anteil der bei der Anregungswellenlänge λexc absorbierten Strahlung widerspiegelt, die Fluoreszenzquantenausbeute ΦF, welche den Quotienten aus der Anzahl emittierter zu absorbierten Photonen entspricht, und die Fluoreszenzlebensdauer τF, welche der mittleren Zeit entspricht, in der das Molekül in seinem angeregtem Zustand verharrt, ehe es durch die Emission eines Lichtquants in seinen Grundzustand übergeht.Fluorescent dyes are characterized by a number of parameters that allow the user to select a suitable dye depending on the intended use. Above all, the excitation wavelength λ exc (or λ Abs ), which corresponds to the maximum of the absorption band, the emission wavelength λ em , which corresponds to the maximum of the emission band, the Stokes shift (Stokes shift) Δλ, which is the difference The emission wavelength λ em and the excitation wavelength λ exc , the extinction coefficient ε, which reflects the proportion of the radiation absorbed at the excitation wavelength λ exc , the fluorescence quantum yield Φ F , which corresponds to the quotient of the number of emitted photons to be absorbed, and the fluorescence lifetime τ F , which corresponds to the mean time in which the molecule remains in its excited state before it passes into its ground state through the emission of a light quantum.

Wünschenswert, insbesondere in Hinblick auf biologische Anwendungen, sind eine große Anregungswellenlänge λexc, um mit der Anregungsstrahlung möglichst tief in biologische Proben eindringen zu können, ein großer Extinktionskoeffizient ε, damit möglichst viel des eingestrahlten Lichts absorbiert wird, eine große Stokes-Verschiebung Δλ, um möglichst geringe Wechselwirkungen zwischen der Anregungs- und der Emissionsstrahlung zu beobachten, eine lange Fluoreszenzlebensdauer τF, um die kurzlebige natürliche Hintergrundfluoreszenz biologischer Gewebe ausblenden zu können, und schließlich eine große Fluoreszenzquantenausbeute ΦF, um ein möglichst hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erzielen. Die meisten bisher bekannten Fluoreszenzfarbstoffe weisen bei bestimmten Parametern Nachteile auf, so dass stets ein Bedarf an neuen Fluoreszenzfarbstoffen besteht. A large excitation wavelength λ exc is desirable, especially with regard to biological applications, in order to be able to penetrate as deep as possible into biological samples with the excitation radiation, a large extinction coefficient ε so that as much of the incident light as possible is absorbed, a large Stokes shift Δλ, In order to observe the least possible interactions between the excitation and emission radiation, a long fluorescence lifetime τ F in order to be able to mask out the short-lived natural background fluorescence of biological tissue, and finally a large fluorescence quantum yield Φ F in order to achieve the highest possible signal-to-noise ratio . Most of the previously known fluorescent dyes have disadvantages in certain parameters, so that there is always a need for new fluorescent dyes.

EP 2 399 913 B1 beschreibt einen Fluoreszenzfarbstoff auf Basis eines 1,2,4,5-Tetrahydroxybenzolderivats mit langer Fluoreszenzlebensdauer und großer Stokes-Verschiebung. EP 2 399 913 B1 describes a fluorescent dye based on a 1,2,4,5-tetrahydroxybenzene derivative with a long fluorescence lifetime and a large Stokes shift.

DE 10 2017 122 275 A1 beschreibt einen Fluoreszenzfarbstoff auf Basis eines Benzo[1,2-d:4,5-d']bis([1,3]dithiol)-derivats mit großen Emissions- und Anregungswellenlängen. DE 10 2017 122 275 A1 describes a fluorescent dye based on a benzo [1,2-d: 4,5-d '] bis ([1,3] dithiol) derivative with large emission and excitation wavelengths.

Es besteht ein anhaltender Bedarf nach neuen Fluoreszenzfarbstoffen, sowie effizienteren Synthesemethoden. Insbesondere sollten die Farbstoffe sowohl große Emissions- und Anregungswellenlängen als auch eine lange Fluoreszenzlebensdauer und eine große Stokes-Verschiebung aufweisen.There is a continuing need for new fluorescent dyes and more efficient synthesis methods. In particular, the dyes should have long emission and excitation wavelengths as well as a long fluorescence lifetime and a large Stokes shift.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es wird eine neue Gruppe von Fluoreszenzfarbstoffen bereitgestellt, deren spektrale Eigenschaften insbesondere den oben genannten Erfordernissen in Hinblick auf biologische Anwendungen genügen. Erfindungsgemäße Fluoreszenzfarbstoffe umfassen Derivate die allgemeinen Formeln (I), (II), (III), (IV) (im Folgenden 1,2-S2-DBD-Fluoreszenzfarbstoffe genannt):

Figure DE102020114139A1_0001
A new group of fluorescent dyes is provided, the spectral properties of which in particular meet the above-mentioned requirements with regard to biological applications. Fluorescent dyes according to the invention include derivatives of the general formulas (I), (II), (III), (IV) (hereinafter referred to as 1,2-S 2 -DBD fluorescent dyes):
Figure DE102020114139A1_0001

Zudem umfassen die erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe Derivate der allgemeinen Formeln (V), (VI) und (VII) (im Folgenden 1,4-S2-DBD-Fluoreszenzfarbstoffe genannt):

Figure DE102020114139A1_0002
In addition, the fluorescent dyes according to the invention comprise derivatives of the general formulas (V), (VI) and (VII) (hereinafter referred to as 1,4-S 2 -DBD fluorescent dyes):
Figure DE102020114139A1_0002

Des Weiteren umfassen die erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe Derivate der allgemeinen Formeln (VIII), (IX), (X) und (XI) (im Folgenden S1-DBD-Fluoreszenzfarbstoffe genannt):

Figure DE102020114139A1_0003
The fluorescent dyes according to the invention also include derivatives of the general formulas (VIII), (IX), (X) and (XI) (hereinafter referred to as S 1 -DBD fluorescent dyes):
Figure DE102020114139A1_0003

Die Reste R1 und R2 in den zuvor genannten Formeln sind aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, Nitril, Nitro, Formyl, Carboxyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acylalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C5-C20 Acylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acyloxy, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Ester, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Amid und substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkoxy unabhängig voneinander ausgewählt. Zudem sind die Reste R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkyl, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Alkylether und substituiertes oder unsubstituiertes C6-C20 Aryl. Die (ringbildenden) Reste Z und X sind unabhängig voneinander ausgewählt aus einem substituierten oder unsubstituierten Methylen oder einem substituierten oder unsubstituierten Ethan-1,2-diyl, wobei in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) und (X) bei Z und X das substituierte Methylen und das substituierte Ethan-1,2-diyl mit mindestens einem substituierten oder unsubstituierten C1-C6 Alkyl und/oder mit einem substituierten oder unsubstituierten C2-C20 Ester substituiert sind.The radicals R 1 and R 2 in the aforementioned formulas are from the group comprising: hydrogen, nitrile, nitro, formyl, carboxyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl, substituted or unsubstituted C 5 -C 20 acylaryl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acyloxy, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 amide and substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkoxy are selected independently of one another. In addition, the radicals R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkyl ethers and substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl. The (ring-forming) radicals Z and X are independently selected from a substituted or unsubstituted methylene or a substituted or unsubstituted ethane-1,2-diyl, where in the formulas (I), (II), (III), (VI) , (VII), (VIII), (IX) and (X) for Z and X, the substituted methylene and the substituted ethane-1,2-diyl with at least one substituted or unsubstituted C 1 -C 6 alkyl and / or with one substituted or unsubstituted C 2 -C 20 esters are substituted.

Die neuartigen Fluoreszenzfarbstoffe weisen entweder zwei Sauerstoffatome und zwei Schwefelatome auf (im Folgenden als S2-DBD bezeichnet) oder drei Sauerstoffatome und ein Schwefelatom (im Folgenden als S1-DBD bezeichnet). Die neuartige Klasse von Fluoreszenzfarbstoffen bietet im Vergleich zu den bereits bekannten [1,3]-Dioxolo[4.5-f]benzodioxol-Fluoreszenzfarbstoffen (kurz DBD) und [1,3]-Dithiolo[4.5-f]benzodithiol-Fluoreszenzfarbstoffen (kurz S4-DBD) unter anderem hohe Anregungs- und Emissionswellenlängen ohne nennenswerte Verringerung der Stokes-Verschiebung. Somit konnte der Nachteil einer verringerten Stokes-Verschiebung, welche durch die vollständige Substitution der Sauerstoffatome des DBD durch Schwefel (vgl. S4-DBD) hervorgerufen wurde, nahezu verlustfrei behoben werden.The novel fluorescent dyes have either two oxygen atoms and two sulfur atoms (hereinafter referred to as S 2 -DBD) or three oxygen atoms and one sulfur atom (hereinafter referred to as S 1 -DBD). The new class of fluorescent dyes offers compared to the already known [1,3] -dioxolo [4.5-f] benzodioxole fluorescent dyes (DBD for short) and [1,3] -dithiolo [4.5-f] benzodithiol fluorescent dyes (p 4 -DBD), among other things, high excitation and emission wavelengths without any significant reduction in the Stokes shift. Thus, the disadvantage of a reduced Stokes shift, which was caused by the complete substitution of the oxygen atoms of the DBD by sulfur (see S 4 -DBD), could be eliminated with almost no loss.

Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe sind somit besonders für Anwendungen im Bereich der Biologie und Biochemie geeignet (z.B. für die Strukturaufklärung komplexer Proteine oder Zellen), die ein besonders klares Signal und das tiefe Eindringen in die biologische Probe erfordern, wobei die Klarheit des Signals durch die geringe Wechselwirkung zwischen Anregungs- und Emissionslicht gewährleistet wird.The fluorescent dyes according to the invention are therefore particularly suitable for applications in the field of biology and biochemistry (for example for the structure elucidation of complex proteins or cells), which have a require a particularly clear signal and deep penetration into the biological sample, the clarity of the signal being ensured by the low interaction between excitation and emission light.

Besonders bevorzugt können Z und X in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) einem substituierten oder unsubstituierten Methylen entsprechen. Zudem können Z und X in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) vorzugsweise gleich ausgewählt sein.Z and X in the formulas (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) can particularly preferably correspond to a substituted or unsubstituted methylene. In addition, Z and X in formulas (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) can preferably be selected to be the same.

In einer bevorzugten Ausführungsform können R1 und R2 gleich (identisch) ausgewählt sein.In a preferred embodiment, R 1 and R 2 can be selected to be the same (identical).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das substituierte C2-C20 Acylalkyl ein Trifluoracetyl umfassen. Auch kann beispielsweise das unsubstituierte C2-C20 Acylalkyl einen Rest aus der Gruppe: Acetyl, Propionyl, Butyryl und Valeryl umfassen.In a further preferred embodiment, the substituted C 2 -C 20 acylalkyl can comprise a trifluoroacetyl. The unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl, for example, can also comprise a radical from the group: acetyl, propionyl, butyryl and valeryl.

Die folgenden Derivate stellen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe dar:

Figure DE102020114139A1_0004
Figure DE102020114139A1_0005
Figure DE102020114139A1_0006
Figure DE102020114139A1_0007
Figure DE102020114139A1_0008
Figure DE102020114139A1_0009
Figure DE102020114139A1_0010
Figure DE102020114139A1_0011
und
Figure DE102020114139A1_0012
The following derivatives represent preferred embodiments of the fluorescent dyes according to the invention:
Figure DE102020114139A1_0004
Figure DE102020114139A1_0005
Figure DE102020114139A1_0006
Figure DE102020114139A1_0007
Figure DE102020114139A1_0008
Figure DE102020114139A1_0009
Figure DE102020114139A1_0010
Figure DE102020114139A1_0011
and
Figure DE102020114139A1_0012

Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen stellen die folgenden Derivate der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe dar:

Figure DE102020114139A1_0013
Figure DE102020114139A1_0014
The following derivatives of the fluorescent dyes according to the invention are further particularly preferred embodiments:
Figure DE102020114139A1_0013
Figure DE102020114139A1_0014

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Konjugat umfassend einen Fluoreszenzfarbstoff wie zuvor beschrieben und ein an den Fluoreszenzfarbstoff gekoppeltes Biomolekül oder eine an den Fluoreszenzfarbstoff gekoppelte Zelle. Hierbei kann das Biomolekül vorzugsweise aus der Gruppe Proteine, Peptide, Nukleinsäuren und Lipide ausgewählt sein.Another aspect of the present disclosure relates to a conjugate comprising a fluorescent dye as described above and a biomolecule coupled to the fluorescent dye or a cell coupled to the fluorescent dye. Here, the biomolecule can preferably be selected from the group of proteins, peptides, nucleic acids and lipids.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

  • 1 - 4 Balkendiagramme zu photophysikalischen Daten von zwei bekannten und drei neuen Fluoreszenzfarbstoffe (II-1), (S4-DBD-1), (DBD-1), (VI-1) und (IX-13) in Acetonitril;
  • 5A/5B Absorptions- und Emissionsspektrum des Fluoreszenzfarbstoffs (II-1) gemessen in Acetonitril;
  • 6A/6B Absorptions- und Emissionsspektrum des Fluoreszenzfarbstoffs (VI-1) gemessen in Acetonitril; und
  • 7A/7B Absorptions- und Emissionsspektrum des Fluoreszenzfarbstoffs (IX-13) gemessen in Acetonitril.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and the associated drawings. The figures show:
  • 1 - 4th Bar graphs of photophysical data of two known and three new fluorescent dyes (II-1), (S 4 -DBD-1), (DBD-1), (VI-1) and (IX-13) in acetonitrile;
  • 5A / 5B Absorption and emission spectrum of the fluorescent dye (II-1) measured in acetonitrile;
  • 6A / 6B Absorption and emission spectrum of the fluorescent dye (VI-1) measured in acetonitrile; and
  • 7A / 7B Absorption and emission spectrum of the fluorescent dye (IX-13) measured in acetonitrile.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C1-C20 Alkyl“ ein linearer oder verzweigter Alkylrest verstanden sein, der die allgemeinen Formel CnH2n+1 aufweist, wobei n = 1 bis 20 bedeutet. C1-C5 Alkyl umfasst beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, 1-Methylethyl, n-Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl, 1,1-Dimethylethyl, n-Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 2,2-Dimethylpropyl und 1-Ethylpropyl. Beispiele für Alkylreste mit n ≥ 6 umfassen n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Nonan, n-Decan, 1-Methylpentyl, 1-Methylhexyl, 1-Methylheptyl, 1-Methyloctyl, 1-Methylnonyl, 1-Methyldecanyl, 1-Ethylbutyl, 1-Ethylpentyl, 1-Ethylhexyl, 1-Ethylheptyl, 1-Ethyloctyl, 1-Ethylnonyl, 1-Ethyldecanyl, 2-Methylpentyl, 2-Methylhexyl, 2-Methylheptyl, 2-Methyloctyl, 2-Methylnonyl, 2-Methyldecanyl, 2-Ethylpropyl, 2-Ethylbutyl, 2-Ethylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Ethylheptyl, 2-Ethyloctyl, 2-Ethylnonyl, 2-Ethyldecanyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,1-Dimethylpentyl, 1,1-Dimethylhexyl, 1,1-Dimethylheptyl, 1,1-Dimethyloctyl, 1,1-Dimethylnonyl, 1,1-Dimethyldecanyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylpentyl, 1,2-Dimethylhexyl, 1,2-Dimethylheptyl, 1,2-Dimethyloctyl, 1,2-Dimethylnonyl, 1,2-Dimethyldecanyl, 2-Ethyl-1-methylbutyl, 2-Ethyl-1-methylpentyl, 2-Ethyl-1-methylhexyl, 2-Ethyl-1-methylheptyl, 2-Ethyl-1-methyloctyl, 2-Ethyl-1-methylnonyl, 2-Ethyl-1-methyldecanyl, 1-Ethyl-2-methylpropyl, 1-Ethyl-2-methylbutyl, 1-Ethyl-2-methylpentyl, 1-Ethyl-2-methylhexyl, 1-Ethyl-2-methylheptyl, 1-Ethyl-2-methyloctyl, 1-Ethyl-2-methylnonyl und 1-Ethyl-2-methyldecanyl.In connection with the present invention, “C 1 -C 20 alkyl” is understood to mean a linear or branched alkyl radical which has the general formula C n H 2n + 1 , where n = 1 to 20. C 1 -C 5 alkyl includes, for example, methyl, ethyl, n-propyl, 1-methylethyl, n-butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl and 1-ethylpropyl. Examples of alkyl radicals with n ≥ 6 include n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, 1-methylpentyl, 1-methylhexyl, 1-methylheptyl, 1-methyloctyl, 1-methylnonyl, 1- Methyldecanyl, 1-ethylbutyl, 1-ethylpentyl, 1-ethylhexyl, 1-ethylheptyl, 1-ethyl octyl, 1-ethylnonyl, 1-ethyldecanyl, 2-methylpentyl, 2-methylhexyl, 2-methylheptyl, 2-methyloctyl, 2-methylnonyl, 2-methyldecanyl, 2-ethylpropyl, 2-ethylbutyl, 2-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 2-ethylheptyl, 2-ethyl octyl, 2-ethylnonyl, 2-ethyldecanyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,1-dimethylpentyl, 1, 1-dimethylhexyl, 1,1-dimethylheptyl, 1,1-dimethyloctyl, 1,1-dimethylnonyl, 1,1-dimethyldecanyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,2-dimethylpentyl, 1,2-dimethylhexyl, 1,2- Dimethylheptyl, 1,2-dimethyloctyl, 1,2-dimethylnonyl, 1,2-dimethyldecanyl, 2-ethyl-1-methylbutyl, 2-ethyl-1-methylpentyl, 2-ethyl-1-methylhexyl, 2-ethyl-1- methylheptyl, 2-ethyl-1-methyloctyl, 2-ethyl-1-methylnonyl, 2-ethyl-1-methyldecanyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, 1-ethyl-2-methylbutyl, 1-ethyl-2-methylp entyl, 1-ethyl-2-methylhexyl, 1-ethyl-2-methylheptyl, 1-ethyl-2-methyloctyl, 1-ethyl-2-methylnonyl and 1-ethyl-2-methyldecanyl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C2-C20 Acylalkyl“ ein linearer oder verzweigter Alkylrest der oben wiedergegebenen Bedeutung verstanden sein, der über eine Carbonylgruppe an den Fluoreszenzfarbstoff kovalent gebunden ist. Beispiele umfassen Acetyl, Propionyl, Butyryl und Valeryl.In connection with the present invention, “C 2 -C 20 acylalkyl” is understood to mean a linear or branched alkyl radical of the meaning given above, which is covalently bonded to the fluorescent dye via a carbonyl group. Examples include acetyl, propionyl, butyryl, and valeryl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C6-C20 Aryl“ ein aromatischer Rest mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen verstanden. Beispiele umfassen Phenyl, Pentalenyl, Indenyl, Naphthyl, Biphenyl, Fluorenyl, Phenanthrenyl, Pyrenyl und Perylenyl. Die Arylreste können ihrerseits einfach oder mehrfach mit C1-C5Alkylresten der oben wiedergegebenen Bedeutung substituiert sein. Beispiele für derartig substituierte Arylreste umfassen Tolyl, Xylyl, Pseudocumyl und Mesityl.In connection with the present invention, “C 6 -C 20 aryl” is understood to mean an aromatic radical having 6 to 20 carbon atoms. Examples include phenyl, pentalenyl, indenyl, naphthyl, biphenyl, fluorenyl, phenanthrenyl, pyrenyl and perylenyl. The aryl radicals can for their part be substituted one or more times by C 1 -C 5 alkyl radicals of the meaning given above. Examples of such substituted aryl radicals include tolyl, xylyl, pseudocumyl and mesityl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C5-C20 Acylaryl“ ein Arylrest der oben wiedergegebenen Bedeutung verstanden sein, der über eine Carbonylgruppe an den Fluoreszenzfarbstoff kovalent gebunden ist. Ein Beispiel ist Benzoyl.In connection with the present invention, “C 5 -C 20 acylaryl” is understood to mean an aryl radical of the meaning given above, which is covalently bonded to the fluorescent dye via a carbonyl group. One example is benzoyl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C2-C20 Acyloxy“ ein über das Sauerstoffatom an den Fluoreszenzfarbstoff kovalent gebundener Ester verstanden sein, dessen Carbonylkohlenstoff-gebundener verzweigter oder unverzweigter Alkylrest 1 bis 19 Kohlenstoffatome umfasst. Ein Beispiel ist Acetyloxy.In connection with the present invention, “C 2 -C 20 acyloxy” is understood to mean an ester which is covalently bonded to the fluorescent dye via the oxygen atom and whose carbonyl carbon-bonded branched or unbranched alkyl radical comprises 1 to 19 carbon atoms. An example is acetyloxy.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C2-C20 Ester“ ein über den Carbonylkohlenstoff an den Fluoreszenzfarbstoff kovalent gebundener Ester verstanden sein. Beispiele umfassen Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl und [(2,5-dioxopyrrolidin-1-yl)oxy]carbonyl.In connection with the present invention, “C 2 -C 20 ester” is understood to mean an ester covalently bonded to the fluorescent dye via the carbonyl carbon. Examples include methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, butoxycarbonyl, pentoxycarbonyl, and [(2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) oxy] carbonyl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C2-C20 Amid“ ein über den Carbonylkohlenstoff an den Fluoreszenzfarbstoff kovalent gebundenes Carbonsäureamid verstanden sein, dessen Stickstoffatom-gebundener verzweigter oder unverzweigter Alkylrest 1 bis 19 Kohlenstoffatome umfasst. Beispiele umfassen Methylaminocarbonyl, Ethylaminocarbonyl, Propylaminocarbonyl, Butylaminocarbonyl und Pentylaminocarbonyl.In connection with the present invention, “C 2 -C 20 amide” is understood to mean a carboxamide which is covalently bonded to the fluorescent dye via the carbonyl carbon and whose nitrogen atom-bonded branched or unbranched alkyl radical comprises 1 to 19 carbon atoms. Examples include methylaminocarbonyl, ethylaminocarbonyl, propylaminocarbonyl, butylaminocarbonyl, and pentylaminocarbonyl.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „C1-C15 Alkoxy“ eine funktionelle Gruppe verstanden, die auf einer mit einem Sauerstoffatom verbundenen linearen oder verzweigten Alkylgruppe der oben wiedergegebenen Bedeutung beruht. Beispiele umfassen Methoxy und Ethoxy.In connection with the present invention, “C 1 -C 15 alkoxy” is understood to mean a functional group which is based on a linear or branched alkyl group of the meaning given above, linked to an oxygen atom. Examples include methoxy and ethoxy.

Der Ausdruck „substituiert“, wie er hierin in Bezug auf Acylalkyl, Acylaryl, Acyloxy, Ester, Amid, Alkoxy, Alkylether und Aryl verwendet wird, bezieht sich darauf, dass in diesen Gruppen ein, mehrere oder alle Wasserstoffatome durch Fluor, Chlor, Brom und lod ersetzt sind.The term “substituted”, as used herein in relation to acylalkyl, acylaryl, acyloxy, ester, amide, alkoxy, alkylether and aryl, refers to the fact that in these groups one, more or all of the hydrogen atoms are replaced by fluorine, chlorine, bromine and iodine are replaced.

Der Ausdruck „substituiert“, wie er hierin in Bezug auf Alkyl verwendet wird, bezieht sich darauf, dass in dieser Gruppe mindestens ein Wasserstoffatom durch Substituenten ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Hydroxy, Tosylat (p-Toluolsulfonsäureester), Azid,

Figure DE102020114139A1_0015
Fluor, Chlor, Brom und lod, ersetzt ist.The term “substituted”, as it is used in relation to alkyl, refers to the fact that in this group at least one hydrogen atom is replaced by substituents selected from the group comprising: hydroxy, tosylate (p-toluenesulfonic acid ester), azide,
Figure DE102020114139A1_0015
Fluorine, chlorine, bromine and iodine.

Der Ausdruck „substituiert“, wie er hierin in Bezug auf Methylen und Ethan-1 ,2-diyl der Reste Z und X verwendet wird, bezieht sich darauf, dass in diesen Gruppen ein, mehrere oder alle Wasserstoffatome durch substituierte oder unsubstituierte C1-C20 Alkyl (wie zuvor definiert) oder substituierte oder unsubstituierte C2-C20 Ester (wie zuvor definiert), ersetzt sind.The term "substituted", as used herein in relation to methylene and ethane-1, 2-diyl of the radicals Z and X, refers to the fact that in these groups one, more or all of the hydrogen atoms are replaced by substituted or unsubstituted C 1 - C 20 alkyl (as defined above) or substituted or unsubstituted C 2 -C 20 esters (as defined above).

Allgemeine SynthesevorschriftGeneral synthesis instructions

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Synthese der erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe beschrieben. Das Verfahren umfasst den Schritt A), die Umsetzung eines Brenzcatechin-Derivats (z.B. Veratrol oder 1,2-Methylendioxybenzol) mit S2Cl2 zur Bildung eines ersten Intermediates gemäß Formel (A1) oder (A2):

Figure DE102020114139A1_0016
Figure DE102020114139A1_0017
und den Schritt B), der anschließenden Reduktion des ersten Intermediates aus Schritt A zur Bildung eines zweiten Intermediates gemäß Formel (B1) oder (B2):
Figure DE102020114139A1_0018
Figure DE102020114139A1_0019
A method for synthesizing the fluorescent dyes according to the invention is described below. The process comprises step A), the reaction of a catechol derivative (e.g. veratrole or 1,2-methylenedioxybenzene) with S 2 Cl 2 to form a first intermediate according to formula (A1) or (A2):
Figure DE102020114139A1_0016
Figure DE102020114139A1_0017
and step B), the subsequent reduction of the first intermediate from step A to form a second intermediate according to formula (B1) or (B2):
Figure DE102020114139A1_0018
Figure DE102020114139A1_0019

Im genannten Verfahren sind die Reste R5 und R6 aus der Gruppe, umfassend Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkyl, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Alkylether und substituiertes oder unsubstituiertes C6-C20 Aryl, unabhängig voneinander ausgewählt. Zudem ist X ausgewählt aus einem substituierten oder unsubstituierten Methylen oder einem substituierten oder unsubstituierten Ethan-1,2-diyl, wobei für X das substituierte Methylen und das substituierte Ethan-1,2-diyl mit mindestens einem substituierten oder unsubstituierten C1-C20 Alkyl und/oder mit einem substituierten oder unsubstituierten C2-C20 Ester substituiert sind. Im Reduktionsschritt (Reduktion in Schritt B) können beispielsweise Reduktionsmittel umfassend NaBH4, KBH4, NMe4BH4 und NaAlH4 verwendet werden. Vorzugsweise kann NaBH4 verwendet werden.In the process mentioned, the radicals R 5 and R 6 are from the group comprising hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkyl ethers and substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl, independently of one another selected. In addition, X is selected from a substituted or unsubstituted methylene or a substituted or unsubstituted ethane-1,2-diyl, where for X the substituted methylene and the substituted ethane-1,2-diyl with at least one substituted or unsubstituted C 1 -C 20 Alkyl and / or substituted by a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester. In the reduction step (reduction in step B), for example, reducing agents comprising NaBH 4 , KBH 4 , NMe 4 BH 4 and NaAlH 4 can be used. Preferably NaBH 4 can be used.

Ferner kann das zuvor genannte Verfahren die folgenden weiteren Schritte C) und D) umfassen. Schritt C) entspricht einer Ringschlussreaktion des zweiten Intermediates aus Schritt B zur Bildung eines dritten Intermediates gemäß Formel (C1) oder (C2):

Figure DE102020114139A1_0020
Figure DE102020114139A1_0021
Furthermore, the aforementioned method can comprise the following further steps C) and D). Step C) corresponds to a ring closure reaction of the second intermediate from step B to form a third intermediate according to formula (C1) or (C2):
Figure DE102020114139A1_0020
Figure DE102020114139A1_0021

Die Ringschlussreaktion kann eine SN-Reaktion oder Acetalisierung umfassen. Beispiele für die Ringschlussreaktion können die Umsetzung mit CH2BrCl oder mit Aceton umfassen. The ring closure reaction can comprise an S N reaction or acetalization. Examples of the ring closure reaction can include reaction with CH 2 BrCl or with acetone.

Schritt D) entspricht einer (elektrophilen) aromatischen Substitution am dritten Intermediat aus Schritt C:

Figure DE102020114139A1_0022
Figure DE102020114139A1_0023
Step D) corresponds to an (electrophilic) aromatic substitution on the third intermediate from step C:
Figure DE102020114139A1_0022
Figure DE102020114139A1_0023

In den Verfahrensschritten B und D sind die Reste R1 und R2 aus der Gruppe umfassend Wasserstoff, Nitril, Nitro, Formyl, Carboxyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acylalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C5-C20 Acylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acyloxy, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Ester, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Amid und substituiertes oder unsubstituiertes C1-C15 Alkoxy unabhängig voneinander ausgewählt. Zudem sind die Reste R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkyl, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Alkylether und substituiertes oder unsubstituiertes C6-C20 Aryl. Die Reste Z und X sind unabhängig voneinander ausgewählt aus einem substituierten oder unsubstituierten Methylen oder einem substituierten oder unsubstituierten Ethan-1,2-diyl, wobei für Z und X das substituierte Methylen und das substituierte Ethan-1,2-diyl mit mindestens einem substituierten oder unsubstituierten C1-C20 Alkyl und/oder mit einem substituierten oder unsubstituierten C2-C20 Ester substituiert sind. In einer Ausführungsform kann die aromatische Substitution mittels Dimethylformamid (DMF) und einer Lithiumorganyl-Verbindnung (z.B. n-Butyllithium) erfolgen. Weitere Ausführungsformen der (elektrophilen) aromatischen Substitution können Friedel-Crafts-Alkylierungen, Friedel-Crafts-Acylierungen und Nitrierung umfassen.In process steps B and D, the radicals R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, nitrile, nitro, formyl, carboxyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl, substituted or unsubstituted C 5 -C 20 acylaryl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acyloxy, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 amide and substituted or unsubstituted C 1 -C 15 alkoxy are selected independently of one another. In addition, the radicals R 5 and R 6 are independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkyl ethers and substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl. The radicals Z and X are independently selected from a substituted or unsubstituted methylene or a substituted or unsubstituted ethane-1,2-diyl, where for Z and X the substituted methylene and the substituted ethane-1,2-diyl with at least one substituted one or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl and / or substituted by a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester. In one embodiment, the aromatic substitution can take place by means of dimethylformamide (DMF) and an organyl lithium compound (for example n-butyllithium). Further embodiments of the (electrophilic) aromatic substitution can include Friedel-Crafts alkylations, Friedel-Crafts acylations and nitration.

Ferner kann das Verfahren, ausgehend von den Intermediaten aus Schritt B, die weiteren Schritte E) und F) umfassen. Schritt E) entspricht einer S-Funktionalisierung (Funktionalisierung der Thiol-Gruppen) des zweiten Intermediates aus Schritt B zur Bildung eines vierten Intermediates gemäß Formel (D1) oder (D2):

Figure DE102020114139A1_0024
Figure DE102020114139A1_0025
Furthermore, based on the intermediates from step B, the method can comprise the further steps E) and F). Step E) corresponds to an S-functionalization (functionalization of the thiol groups) of the second intermediate from step B to form a fourth intermediate according to formula (D1) or (D2):
Figure DE102020114139A1_0024
Figure DE102020114139A1_0025

Die S-Funktionalisierung kann beispielsweise Alkylierungen am Schwefelatom (z.B. mit Methyliodid, Methyltriflat oder weiteren Alkylreagenzien) umfassen. Schritt F) entspricht einer (elektrophiln) aromatischen Substitution am vierten Intermediat aus Schritt E:

Figure DE102020114139A1_0026
Figure DE102020114139A1_0027
The S-functionalization can include, for example, alkylations on the sulfur atom (for example with methyl iodide, methyl triflate or other alkyl reagents). Step F) corresponds to an (electrophilic) aromatic substitution on the fourth intermediate from step E:
Figure DE102020114139A1_0026
Figure DE102020114139A1_0027

In den Verfahrensschritten E und F sind die Reste R1 und R2 aus der Gruppe umfassend Wasserstoff, Nitril, Nitro, Formyl, Carboxyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acylalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C5-C20 Acylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acyloxy, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Ester, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Amid und substituiertes oder unsubstituiertes C1-C15 Alkoxy unabhängig voneinander ausgewählt. Zudem sind die Reste R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkyl, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Alkylether und substituiertes oder unsubstituiertes C6-C20 Aryl. Der Rest X ist ausgewählt aus einem substituierten oder unsubstituierten Methylen oder einem substituierten oder unsubstituierten Ethan-1,2-diyl, wobei für X das substituierte Methylen und das substituierte Ethan-1,2-diyl mit mindestens einem substituierten oder unsubstituierten C1-C20 Alkyl und/oder mit einem substituierten oder unsubstituierten C2-C20 Ester substituiert sind.In process steps E and F, the radicals R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, nitrile, nitro, formyl, carboxyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl, substituted or unsubstituted C 5 -C 20 acylaryl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acyloxy, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 amide and substituted or unsubstituted C 1 -C 15 alkoxy are selected independently of one another. In addition, the radicals R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkyl ethers and substituted or unsubstituted C 6 -C 20 aryl. The radical X is selected from a substituted or unsubstituted methylene or a substituted or unsubstituted ethane-1,2-diyl, where for X the substituted methylene and the substituted ethane-1,2-diyl with at least one substituted or unsubstituted C 1 -C 20 are alkyl and / or substituted by a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester.

Die Fluoreszenzfarbstoffe gemäß den Formeln (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) und (IX) lassen sich durch das nachfolgende Syntheseschema herstellen.The fluorescent dyes according to the formulas (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) and (IX) can be prepared by the following synthesis scheme.

Exemplarisches Reaktionsschema zur Synthese der Fluoreszenzfarbstoffe 1,2-S2 gemäß Formel (I) und (II):

Figure DE102020114139A1_0028
Exemplary reaction scheme for the synthesis of the fluorescent dyes 1,2-S 2 according to formula (I) and (II):
Figure DE102020114139A1_0028

Exemplarisches Reaktionsschema zur Synthese der Fluoreszenzfarbstoffe 1,2-S2 gemäß Formel (III) und (IV):

Figure DE102020114139A1_0029
Exemplary reaction scheme for the synthesis of the fluorescent dyes 1,2-S 2 according to formula (III) and (IV):
Figure DE102020114139A1_0029

Exemplarisches Reaktionsschema zur Synthese der Fluoreszenzfarbstoffe 1,4-S2 gemäß Formel (V) (VI) und (VII):

Figure DE102020114139A1_0030
Exemplary reaction scheme for the synthesis of the fluorescent dyes 1,4-S 2 according to formula (V) (VI) and (VII):
Figure DE102020114139A1_0030

Exemplarisches Reaktionsschema zur Synthese der Fluoreszenzfarbstoffe S1 gemäß Formel (VIII), (IX), (X) und (XI):

Figure DE102020114139A1_0031
Exemplary reaction scheme for the synthesis of the fluorescent dyes S 1 according to formula (VIII), (IX), (X) and (XI):
Figure DE102020114139A1_0031

BiofunktionalisierungBiofunctionalization

Die im folgenden Schema dargestellten Derivate (II-9) bis (11-13) eignen sich beispielsweise zur Kopplung mit den folgenden in Biomolekülen vorkommenden funktionellen Gruppen:

  • Carbonsäuren (vgl. II-9), Lysin, Methionin, N-Heterozyklen (vgl. 11-10), Alkine durch Click-Reaktion (vgl. II-11), Thiole wie Cystein (vgl. II-12), und Azide durch Click-Reaktion (vgl. II-13).
Figure DE102020114139A1_0032
Figure DE102020114139A1_0033
The derivatives (II-9) to (11-13) shown in the following scheme are suitable, for example, for coupling with the following functional groups occurring in biomolecules:
  • Carboxylic acids (cf. II-9), lysine, methionine, N-heterocycles (cf. 11-10), alkynes by the click reaction (cf. II-11), thiols such as cysteine (cf. II-12), and azides by the click reaction (cf. II-13).
Figure DE102020114139A1_0032
Figure DE102020114139A1_0033

Die Funktionalisierung der Derivate durch Halogenatome kann beispielsweise ausgehend von 11-10 durch die Umsetzung mit Kaliumhalogeniden (Finkelstein-Reaktion) erfolgen.The derivatives can be functionalized by halogen atoms, for example, starting from 11-10 by reacting them with potassium halides (Finkelstein reaction).

Beispiel 1example 1

Benzo[2,3,8,9]dioxol-1,2,5,6-tetrathiocinBenzo [2,3,8,9] dioxole-1,2,5,6-tetrathiocine

Figure DE102020114139A1_0034
1,3-Benzodioxol (2 mL, 17.60 mmol, 1.0 eq.) wurden in 40 mL Eisessig vorgelegt, mit Schwefelmonochlorid versetzt (1.4 mL, 17.60 mmol, 1.0 eq.) und für 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Der entstandene gelbe Feststoff wurde abgesaugt und mit 50 mL Diethylether gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum wurden 2.69 g von Verbindung 2 (83%,7.30 mmol) als gelber Feststoff erhalten.
Figure DE102020114139A1_0034
1,3-Benzodioxole (2 mL, 17.60 mmol, 1.0 eq.) Was placed in 40 mL of glacial acetic acid, mixed with sulfur monochloride (1.4 mL, 17.60 mmol, 1.0 eq.) And stirred for 24 h at room temperature. The yellow solid formed was filtered off with suction and washed with 50 mL diethyl ether. After drying in vacuo, 2.69 g of compound 2 (83%, 7.30 mmol) were obtained as a yellow solid.

Benzo[d][1,3]dioxol-5,6-dithiolBenzo [d] [1,3] dioxole-5,6-dithiol

Figure DE102020114139A1_0035
Figure DE102020114139A1_0035

Es wurden (50 mg, 0.13 mmol, 1.0 eq.) in trockenem DMF (15 mL) suspendiert und NaBH4 (25 mg, 0.63 mmol, 5.0 eq.) zugegeben. Das gelbe Gemisch wurde für 30 min bei Raumtemperatur gerührt und für 1 h auf 100 °C erhitzt. Nachdem die farblose Lösung abgekühlt war, wurde H2O (20 mL) zur Lösung gegeben und die Lösung mit DCM (20 mL) extrahiert. Die wässrige Phase wurde mit 1M HCl auf pH = 2 eingestellt und erneut mit DCM (3x 20 mL) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden am Rotationsverdampfer eingeengt und das Rohprodukt zweimal mit Toluol versetzt und jeweils das Lösungsmittel entfernt, sodass (I-1) als blass grünes Öl in 50 mg (quant., 0.25 mmol) isoliert wurde.(50 mg, 0.13 mmol, 1.0 eq.) Were suspended in dry DMF (15 ml) and NaBH 4 (25 mg, 0.63 mmol, 5.0 eq.) Was added. The yellow mixture was stirred for 30 min at room temperature and heated to 100 ° C. for 1 h. After the colorless solution had cooled, H 2 O (20 mL) was added to the solution and the solution was extracted with DCM (20 mL). The aqueous phase was adjusted to pH = 2 with 1M HCl and extracted again with DCM (3x 20 mL). The combined organic phases were concentrated on a rotary evaporator, toluene was added twice to the crude product and the solvent was removed in each case, so that (I-1) was isolated as a pale green oil in 50 mg (quant., 0.25 mmol).

6,6-Dimethyl-[1,3]dithiolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]dioxol6,6-dimethyl- [1,3] dithiolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] dioxole

Figure DE102020114139A1_0036
Figure DE102020114139A1_0036

Das Dithiol 3 (50 mg, 0.22 mmol, 1.0 eq.) wurde in 10 mL trockenem DCM gelöst und Aceton (0.03 mL, 0.37 mmol, 1.5 eq.) sowie Bortrifluoriddiethyletherat (0.1 mL, 48 %, 0.37 mmol, 1.5 eq.) zugegeben. Die grünlich-klare Lösung wurde für 14 h bei Raumtemperatur gerührt. Durch Zugabe von gesättigter NaHCO3-Lösung ist die Reaktion beendet worden. Die Phasen wurden getrennt und die wässrige Phase zweimal mit DCM (20 mL) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer entfernt. Nach Reinigung mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 5:1) wurden 50 mg (50%, 0.20 mmol) von 4 als weißer Feststoff erhalten.The dithiol 3 (50 mg, 0.22 mmol, 1.0 eq.) Was dissolved in 10 mL dry DCM and acetone (0.03 mL, 0.37 mmol, 1.5 eq.) And boron trifluoride diethyl etherate (0.1 mL, 48%, 0.37 mmol, 1.5 eq.) admitted. The greenish-clear solution was stirred for 14 h at room temperature. The reaction was ended by adding saturated NaHCO 3 solution. The phases were separated and the aqueous phase was extracted twice with DCM (20 mL). The combined organic phases were dried over MgSO 4 and the solvent was removed on a rotary evaporator. After purification by means of flash chromatography (PE: EE 5: 1), 50 mg (50%, 0.20 mmol) of 4 were obtained as a white solid.

6,6-Dimethyl-[1,3]dithiolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]dioxol-4,8-dicarbaldehyd6,6-Dimethyl- [1,3] dithiolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] dioxole-4,8-dicarbaldehyde

Figure DE102020114139A1_0037
Figure DE102020114139A1_0037

Verbindung 4 (50 mg, 0.22 mmol, 1 eq.) wurde in 3 mL trockenem Hexan suspendiert und mit TMEDA versetzt (0.07 mL, 0.44 mmol, 2.0 eq.). Anschließend wurde bei Raumtemperatur n-BuLi (0.19 mL, 2.5 M in Hexan, 0.46 mmol, 2.1 eq.) zur Lösung gegeben und für 1 h gerührt. Nach Zugabe von trockenem DMF (0.42 mL, 0.55 mmol, 2.5 eq.) wurde für eine weitere Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 1M HCl beendet, die Phasen getrennt und die wässrige Phase zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden mit MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Nach Reinigung mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 3:1) wurden 36 mg (58%, 0.13 mmol) von Verbindung (II-1 ) als roter Feststoff erhalten.Compound 4 (50 mg, 0.22 mmol, 1 eq.) Was suspended in 3 mL dry hexane and treated with TMEDA (0.07 mL, 0.44 mmol, 2.0 eq.). Then n-BuLi (0.19 mL, 2.5 M in hexane, 0.46 mmol, 2.1 eq.) was added to the solution and stirred for 1 h. After adding dry DMF (0.42 mL, 0.55 mmol, 2.5 eq.), The mixture was stirred for a further hour at room temperature. The reaction was terminated by adding 1M HCl, the phases were separated and the aqueous phase was extracted twice with ethyl acetate. The combined organic phases were dried with MgSO 4 and the solvent was removed. After purification by means of flash chromatography (PE: EE 3: 1), 36 mg (58%, 0.13 mmol) of compound (II-1) were obtained as a red solid.

Beispiel 2Example 2

3-(6-Methyl-[1,3]dithiolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]dioxol-6-yl)propyl-pivalat3- (6-Methyl- [1,3] dithiolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] dioxol-6-yl) propyl pivalate

Figure DE102020114139A1_0038
Figure DE102020114139A1_0038

Zu einer Lösung aus Verbindung 2 (3.20 g, 17.18 mmol,1.0 eq.) in 60 mL trockenem DCM wurden Aceton (6.08 mL, 25.77 mmol, 1.5 eq.) und Bortrifluoriddiethyletherat (6.80 mL, 48%ige Lsg., 25.77 mmol, 1.5 eq.) gegeben und für 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Gemisch wurde mit gesättigter NaHCO3-Lösung gewaschen und die wässrige Phase einmal mit DCM extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Nach Reinigung mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 10:1) wurden 3.30 g von Verbindung 20 (55%, 9.31 mmol) als weißer Feststoff erhalten.To a solution of compound 2 (3.20 g, 17.18 mmol, 1.0 eq.) In 60 mL dry DCM, acetone (6.08 mL, 25.77 mmol, 1.5 eq.) And boron trifluoride diethyl etherate (6.80 mL, 48% solution, 25.77 mmol, 1.5 eq.) And stirred for 16 h at room temperature. The mixture was washed with saturated NaHCO 3 solution and the aqueous phase was extracted once with DCM. The combined organic phases were dried over MgSO 4 and the solvent was removed. After purification by means of flash chromatography (PE: EE 10: 1), 3.30 g of compound 20 (55%, 9.31 mmol) were obtained as a white solid.

3-(6-Methyl-[1,3]dithiolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]dioxol-6-yl)propan-1-ol3- (6-Methyl- [1,3] dithiolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] dioxol-6-yl) propan-1-ol

Figure DE102020114139A1_0039
Figure DE102020114139A1_0039

Verbindung 20 (1.71 g, 4.82 mmol, 1.0 eq.) wurden in 100 mL Methanol gelöst und Lithiumhydroxid-Monohydrat (0.61 g, 14.47 mmol, 3.0 eq.) zugegeben. Das Gemisch wurde für 15 h bei Raumtemperatur gerührt, das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand in Ethylacetat aufgenommen. Die organische Phase wurde mit 1MHCl und Brine gewaschen sowie mit MgSO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde entfernt und der Rückstand mittels Flash-Chromatographie (PE:EE3:1) gereinigt. Es wurden 1.20 g von Verbindung 21 (92%, 4.44 mmol) als farbloses Öl erhalten.Compound 20 (1.71 g, 4.82 mmol, 1.0 eq.) Were dissolved in 100 ml of methanol and lithium hydroxide monohydrate (0.61 g, 14.47 mmol, 3.0 eq.) Was added. The mixture was stirred for 15 h at room temperature, the solvent was removed and the residue was taken up in ethyl acetate. The organic phase was washed with 1MHCl and Brine and dried with MgSO 4. The solvent was removed and the residue was purified by means of flash chromatography (PE: EE3: 1). 1.20 g of compound 21 (92%, 4.44 mmol) were obtained as a colorless oil.

6-(3-Hydroxypropyl)-6-methyl-[1 ,3]dithiolo[4',5' :4,5]benzo[1 ,2-d][1 ,3]dioxol-4,8-dicarbaldehyd6- (3-hydroxypropyl) -6-methyl- [1,3] dithiolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] dioxole-4,8-dicarbaldehyde

Figure DE102020114139A1_0040
Figure DE102020114139A1_0040

Eine Lösung aus 21 (100 mg, 0.37 mmol, 1.0 eq.) in 5 mL trockenem Hexan und TMEDA (0.12 mL, 0.77 mmol, 2.1 eq.) wurde auf 0 °C gekühlt und mit n-BuLi (0.52 mL, 2.5 M in Hexan, 1.29 mmol, 3.5 eq.) versetzt und für 1 h gerührt. Nach Zugabe von DMF (0.07 mL, 0.92 mmol, 2.5 eq.) wurde erneut 1 h bei 0 °C gerührt und anschließend die Reaktion durch Zugabe von 1M HCl (15 mL) beendet. Die Phasen wurden getrennt und die wässrige Phase zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Nachdem Trocknen mit MgSO4 wurde das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 1:1) gereinigt. Es wurden 42 mg von Verbindung (II-9) (35%, 0.13 mmol) als roter Feststoff erhalten.A solution of 21 (100 mg, 0.37 mmol, 1.0 eq.) In 5 mL dry hexane and TMEDA (0.12 mL, 0.77 mmol, 2.1 eq.) Was cooled to 0 ° C and treated with n-BuLi (0.52 mL, 2.5 M in hexane, 1.29 mmol, 3.5 eq.) and stirred for 1 h. After addition of DMF (0.07 mL, 0.92 mmol, 2.5 eq.), The mixture was again stirred for 1 h at 0 ° C. and then the reaction was ended by adding 1M HCl (15 mL). The phases were separated and the aqueous phase was extracted twice with ethyl acetate. After drying with MgSO 4 , the solvent was removed and the residue was purified by means of flash chromatography (PE: EE 1: 1). 42 mg of compound (II-9) (35%, 0.13 mmol) were obtained as a red solid.

Beispiel 3Example 3

PolythiocyanathydrochinonPolythiocyanate hydroquinone

Figure DE102020114139A1_0041
Figure DE102020114139A1_0041

Benzochinon (1.0 g, 9.25 mmol, 1.0 eq.) und Ammoniumthiocyanat (1.76 g, 23.1 mmol, 2.5 eq.) wurden in 50 mL Eisessig gelöst und für 1 h bei 100 °C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde Wasser (50 mL) zugegeben und das Gemisch zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde einmal mit Wasser und mehrfach mit gesättigter NaHCO3-Lsg. gewaschen, über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Das braune Öl wurde ohne weitere Aufreinigung in der nächsten Stufe verwendet.Benzoquinone (1.0 g, 9.25 mmol, 1.0 eq.) And ammonium thiocyanate (1.76 g, 23.1 mmol, 2.5 eq.) Were dissolved in 50 mL glacial acetic acid and stirred at 100 ° C. for 1 h. After cooling, water (50 mL) was added and the mixture was extracted twice with ethyl acetate. The organic phase was once with water and several times with saturated NaHCO 3 solution. washed, dried over MgSO 4 and the solvent removed. The brown oil was used in the next step without further purification.

2,2,6,6-Tetramethylbenzo[1,2-d:4,5-d']bis[1,3]oxathiol2,2,6,6-Tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] to [1,3] oxathiol

Figure DE102020114139A1_0042
Figure DE102020114139A1_0042

Verbindung 12 (1.00 g, 4.46 mmol, 1.0 eq.) wurde in 100 mL trockenem DMF gelöst und mit NaBH4 (0.84 g, 22.30 mmol, 5.0 eq.) versetzt. Das Gemisch wurde für 2 h bei 100 °C gerührt. Unter Eiskühlung wurde die Lösung mit 1M HCL auf pH = 2 eingestellt und zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Das Lösungsmittel wurde entfernt und 0.10 g des blass-grüne Rückstands in 50 mL trockenem DCM gelöst. Nach Zugabe von Aceton (0.06 mL, 0.86 mmol, 1.5 eq.) und Bortrifluoriddiethyletherat (0.23 mL, 48%-ige Lsg., 0.86 mmol, 1.5 eq.) wurde über Nacht gerührt. Gesättigte NaHCO3-Lsg. wurde zugegeben und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wurde zweimal mit DCM extrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgSO4 getrocknet, eingeengt und mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 10:1) gereinigt. Es wurde 10 mg von Verbindung 14 (1%, 0.04 mmol) als weißer Feststoff erhalten.Compound 12 (1.00 g, 4.46 mmol, 1.0 eq.) Was dissolved in 100 mL dry DMF, and NaBH 4 (0.84 g, 22.30 mmol, 5.0 eq.) Was added. The mixture was stirred at 100 ° C. for 2 h. While cooling with ice, the solution was adjusted to pH = 2 with 1M HCl and extracted twice with ethyl acetate. The solvent was removed and 0.10 g of the pale green residue was dissolved in 50 mL dry DCM. After adding acetone (0.06 mL, 0.86 mmol, 1.5 eq.) And boron trifluoride diethyl etherate (0.23 mL, 48% solution, 0.86 mmol, 1.5 eq.), The mixture was stirred overnight. Saturated NaHCO 3 solution. was added and the phases separated. The aqueous phase was extracted twice with DCM and the combined organic phases were dried over MgSO 4 , concentrated and purified by means of flash chromatography (PE: EE 10: 1). 10 mg of compound 14 (1%, 0.04 mmol) were obtained as a white solid.

2,2,6,6-tetramethylbenzo[1,2-d:4,5-d']bis([1,3]oxathiole)-4,8-dicarbaldehyd2,2,6,6-tetramethylbenzo [1,2-d: 4,5-d '] bis ([1,3] oxathiols) -4,8-dicarbaldehyde

Figure DE102020114139A1_0043
Figure DE102020114139A1_0043

Zu einer Lösung aus 14 (10 mg, 0.04 mmol, 1.0 eq.) und TMEDA (7 µL, 0.1 mmol, 2.5 eq.) in 2 mL trockenem Hexan wurde bei 0 °C n-BuLi (35 µL, 2.5 M in Hexan, 0.08 mmol, 2.1 eq.) gegeben und für 1 h gerührt. Anschließend wurde trockenes DMF (8 µL, 0.1 mmol, 2.5 eq.) zugegeben und eine weitere Stunde bei 0 °C gerührt. Nach Zugabe von 1M HCl wurden die Phasen getrennt und die wässrige Phase zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über MgSO4 getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Nach Reinigung mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 10:1) wurde 1 mg von Verbindung VI-1 (10%, 0.004 mmol) als roter Feststoff erhalten.To a solution of 14 (10 mg, 0.04 mmol, 1.0 eq.) And TMEDA (7 µL, 0.1 mmol, 2.5 eq.) In 2 mL dry hexane was added n-BuLi (35 µL, 2.5 M in hexane) at 0 ° C , 0.08 mmol, 2.1 eq.) And stirred for 1 h. Then dry DMF (8 μL, 0.1 mmol, 2.5 eq.) Was added and the mixture was stirred at 0 ° C. for a further hour. After 1M HCl had been added, the phases were separated and the aqueous phase was extracted twice with ethyl acetate. The combined organic phases were dried over MgSO 4 and the solvent was removed. After purification by means of flash chromatography (PE: EE 10: 1), 1 mg of compound VI-1 (10%, 0.004 mmol) was obtained as a red solid.

Beispiel 4Example 4

O-(Benzo[d][1,3]dioxol-5-yl) dimethylcarbamothioatO- (Benzo [d] [1,3] dioxol-5-yl) dimethyl carbamothioate

Figure DE102020114139A1_0044
Figure DE102020114139A1_0044

Sesamol (1.0 g, 7.24 mmol, 1.0 eq.) wurde in 10 mL trockenem DMF vorgelegt und nach Zugabe von Dimethylthiocarbamoylchlorid (1.34 g, 10.9 mmol, 1.5 eq.) und DABCO (1.22 g, 10.9 mmol, 1.5 eq.) für 16 h bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zugabe von 50 mL Wasser und 50 mL Ethylacetat wurden die Phasen getrennt und die wässrige Phase weitere zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Brine gewaschen und über MgSO4 getrocknet. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wurde der Rückstand mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 3:1) gereinigt und 1.53 g von Verbindung 16 (94%, 6.79 mmol) als farbloses Öl erhalten.Sesamol (1.0 g, 7.24 mmol, 1.0 eq.) Was placed in 10 mL dry DMF and after addition of dimethylthiocarbamoyl chloride (1.34 g, 10.9 mmol, 1.5 eq.) And DABCO (1.22 g, 10.9 mmol, 1.5 eq.) For 16 stirred at room temperature for h. After adding 50 ml of water and 50 ml of ethyl acetate, the phases were separated and the aqueous phase was extracted twice more with ethyl acetate. The combined organic phases were washed with brine and dried over MgSO 4. After removing the solvent, the residue was purified by means of flash chromatography (PE: EE 3: 1) and 1.53 g of compound 16 (94%, 6.79 mmol) was obtained as a colorless oil.

[1,3]Dioxolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]oxathiol-6-on[1,3] Dioxolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] oxathiol-6-one

Figure DE102020114139A1_0045
Figure DE102020114139A1_0045

Zu einer Mischung aus 4 mL Eisessig und 4 mL Toluol wurden 16 (1.0 g, 4.44 mmol, 1.0 eq.), p-Benzochinon (0.53 g, 4.88 mmol, 1.1 eq.), p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat (0.08 mg, 0.44 mmol, 0.1 eq.) und Palladium(II)-acetat (0.05 mg, 0.22 mmol, 0.05 eq.) gegeben und bei Raumtemperatur für 10 min, sowie weitere 14 h bei 120 °C gerührt. Aus der schwarzen Suspension wurden alle flüchtigen Verbindungen entfernt und der Rückstand mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 3:1) gereinigt. Es wurden 0.18 g von Verbindung 17 (21%, 0.92 mmol) als weißer Feststoff isoliert.16 (1.0 g, 4.44 mmol, 1.0 eq.), P-benzoquinone (0.53 g, 4.88 mmol, 1.1 eq.), P-toluenesulfonic acid monohydrate (0.08 mg, 0.44 mmol, 0.1 eq.) and palladium (II) acetate (0.05 mg, 0.22 mmol, 0.05 eq.) and stirred at room temperature for 10 min and a further 14 h at 120 ° C. All volatile compounds were removed from the black suspension and the residue was purified by means of flash chromatography (PE: EE 3: 1). 0.18 g of compound 17 (21%, 0.92 mmol) were isolated as a white solid.

[1,3]Dioxolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]oxathiol[1,3] Dioxolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] oxathiol

Figure DE102020114139A1_0046
Figure DE102020114139A1_0046

Verbindung 17 (130 mg, 0.66 mmol, 1.0 eq.) wurde in einem Gemisch aus 2 mL Methanol und 2 ml Wasser suspendiert und nach Zugabe von NaOH (79 mg, 1.99 mmol, 3.0 eq.) für 2 h bei 60 °C gerührt. Die nun klare Lösung wurde mit 1M HCl auf pH = 2 eingestellt und zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden eingeengt und Rückstand in 4 mL DMF gelöst. Trockenes K2CO3 (446 mg, 3.23 mmol, 5.0 eq.) und Bromchlormethan wurden zugegeben und die Suspension für 3 h bei 90 °C sowie weitere 14 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionslösung wurde mittels 1M HCl angesäuert (pH = 2) und dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Brine gewaschen und über MgSO4 getrocknet. Nach Reinigung des Rohproduktes mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 10:1) wurde 52 mg von Verbindung 19 (45%, 0.285 mmol) als weißer Feststoff erhalten.Compound 17 (130 mg, 0.66 mmol, 1.0 eq.) Was suspended in a mixture of 2 ml of methanol and 2 ml of water and, after addition of NaOH (79 mg, 1.99 mmol, 3.0 eq.), The mixture was stirred at 60 ° C. for 2 h . The now clear solution was adjusted to pH = 2 with 1M HCl and extracted twice with ethyl acetate. The combined organic phases were concentrated and the residue was dissolved in 4 mL DMF. Dry K 2 CO 3 (446 mg, 3.23 mmol, 5.0 eq.) And bromochloromethane were added and the suspension was stirred for 3 h at 90 ° C. and for a further 14 h at room temperature. The reaction solution was acidified using 1M HCl (pH = 2) and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases were washed with brine and dried over MgSO 4. After purifying the crude product by means of flash chromatography (PE: EE 10: 1), 52 mg of compound 19 (45%, 0.285 mmol) were obtained as a white solid.

[1,3]Dioxolo[4',5':4,5]benzo[1,2-d][1,3]oxathiole-4,8-dicarbaldehyd[1,3] Dioxolo [4 ', 5': 4.5] benzo [1,2-d] [1,3] oxathiols-4,8-dicarbaldehyde

Figure DE102020114139A1_0047
Figure DE102020114139A1_0047

Verbindung 19 (20 mg, 0.109 mmol, 1.0 eq.) wurde in 3 mL trockenem Hexan gelöst und nach Zugabe von TMEDA (0.03 mL, 0.219 mmol, 2.0 eq.) und n-BuLi (2.5 M in Hexan, 0.09 mL, 0.230 mmol, 2.1 eq.) für 1 h bei 0 °C gerührt. Anschließend wurde trockenes DMF (0.02 mL, 0.275 mmol, 2.5 eq.) zur Lösung gegeben und eine weitere Stunde bei 0 °C gerührt. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 1M HCl beendet und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wurde einmal mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Phasen über MgSO4 getrocknet und eingeengt. Nach Reinigung mittels Flash-Chromatographie (PE:EE 5:1) wurden 2 mg von Verbindung (IX-13) (7%, 0.01 mmol) als roter Feststoff erhalten.Compound 19 (20 mg, 0.109 mmol, 1.0 eq.) Was dissolved in 3 mL dry hexane and, after addition of TMEDA (0.03 mL, 0.219 mmol, 2.0 eq.) And n-BuLi (2.5 M in hexane, 0.09 mL, 0.230 mmol, 2.1 eq.) for 1 h at 0 ° C. Then dry DMF (0.02 mL, 0.275 mmol, 2.5 eq.) Was added to the solution and the mixture was stirred at 0 ° C. for a further hour. The reaction was terminated by adding 1M HCl and the phases were separated. The aqueous phase was extracted once with ethyl acetate and the combined organic phases were dried over MgSO 4 and concentrated. After purification by means of flash chromatography (PE: EE 5: 1), 2 mg of compound (IX-13) (7%, 0.01 mmol) were obtained as a red solid.

VergleichsbeispieleComparative examples

Die neuartigen Fluoreszenzfarbstoffe (II-1), (VI) und (IX-13) zeigen verbesserte Fluoreszenzeigenschaften im Vergleich zu den folgenden strukturell verwandten Verbindungen (S4-DBD-1) und (DBD-1):

Figure DE102020114139A1_0048
The novel fluorescent dyes (II-1), (VI) and (IX-13) show improved fluorescent properties compared to the following structurally related compounds (S 4 -DBD-1) and (DBD-1):
Figure DE102020114139A1_0048

In Tabelle 1 sind die ermittelten Fluoreszenzeigenschaften der untersuchten Fluoreszenzfarbstoffe zusammengefasst und die 1 - 4 illustrieren die photophysikalischen Eigenschaften.In Table 1, the determined fluorescence properties of the fluorescent dyes examined are summarized and the 1 - 4th illustrate the photophysical properties.

Tabelle 1: Photophysikalische Eigenschaften von (II-1), (S4-DBD-1), (DBD-1), (VI-1) und (IX-13) in Acetonitril. Fluorophor λAbs [nm] λEm [nm] Δλ [nm] τF [ns] ΦF ε [M-1cm-1] II-1 504 637 133 9.8 0.21 4760 S4-DBD-1 522 643 121 3.3 0.09 5091 DBD-1 475 609 134 17.7 0.32 2950 VI-1 520 620 100 16.8 0.52 4080 IX-13 500 618 118 17.9 0.43 4220 Table 1: Photophysical properties of (II-1), (S 4 -DBD-1), (DBD-1), (VI-1) and (IX-13) in acetonitrile. Fluorophore λ Abs [nm] λ Em [nm] Δλ [nm] τ F [ns] Φ F ε [M -1 cm- 1 ] II-1 504 637 133 9.8 0.21 4760 S 4 -DBD-1 522 643 121 3.3 0.09 5091 DBD-1 475 609 134 17.7 0.32 2950 VI-1 520 620 100 16.8 0.52 4080 IX-13 500 618 118 17.9 0.43 4220

Die Vermessung der Fluoreszenzfarbstoffe erfolgte in Acetonitril. Aus Tabelle 1 kann abgeleitet werden, dass der erfindungsgemäße Fluoreszenzfarbstoff besonders vorteilhaft, insbesondere durch die große Stockes-Verschiebung bei gleichzeitig großen Absorptions- und Emissionswellenlängen, gegenüber den bereits bekannten Verbindungen ist.The fluorescent dyes were measured in acetonitrile. From Table 1 it can be deduced that the fluorescent dye according to the invention is particularly advantageous, in particular due to the large Stockes shift with simultaneously large absorption and emission wavelengths, compared to the compounds already known.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2399913 B1 [0005]EP 2399913 B1 [0005]
  • DE 102017122275 A1 [0006]DE 102017122275 A1 [0006]

Claims (9)

Ein Fluoreszenzfarbstoff gemäß der Formel (I), (II), (III),(IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) und (XI):
Figure DE102020114139A1_0049
Figure DE102020114139A1_0050
Figure DE102020114139A1_0051
mit R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, Nitril, Nitro, Formyl, Carboxyl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acylalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes C5-C20 Acylaryl, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Acyloxy, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Ester, substituiertes oder unsubstituiertes C2-C20 Amid und substituiertes oder unsubstituiertes C1-C15 Alkoxy; mit R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes C1-C20 Alkyl, substituierter oder unsubstituierter C2-C20 Alkylether und substituiertes oder unsubstituiertes C6-C20 Aryl; und mit Z und X unabhängig voneinander ausgewählt aus einem substituierten oder unsubstituierten Methylen oder einem substituierten oder unsubstituierten Ethan-1,2-diyl, wobei in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) und (X) bei Z und X das substituierte Methylen und das substituierte Ethan-1,2-diyl mit mindestens einem substituierten oder unsubstituierten C1-C20 Alkyl und/oder mit einem substituierten oder unsubstituierten C2-C20 Ester substituiert sind.
A fluorescent dye according to the formula (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX), (X) and (XI):
Figure DE102020114139A1_0049
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with R 1 and R 2 independently selected from the group comprising: hydrogen, nitrile, nitro, formyl, carboxyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl, substituted or unsubstituted C 5 -C 20 acylaryl, substituted or unsubstituted C 2 - C 20 acyloxy, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 ester, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 amide and substituted or unsubstituted C 1 -C 15 alkoxy; with R 3 , R 4 , R 5 and R 6 independently selected from the group comprising: hydrogen, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl, substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkyl ethers and substituted or unsubstituted C 6 -C 20 Aryl; and with Z and X independently selected from a substituted or unsubstituted methylene or a substituted or unsubstituted ethane-1,2-diyl, where in the formulas (I), (II), (III), (VI), (VII) , (VIII), (IX) and (X) for Z and X the substituted methylene and the substituted ethane-1,2-diyl with at least one substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl and / or with a substituted or unsubstituted C. 2 -C 20 esters are substituted.
Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1, wobei Z und X in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) und (X) einem substituierten oder unsubstituierten Methylen entspricht.Fluorescent dye according to Claim 1 , where Z and X in the formulas (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) and (X) correspond to a substituted or unsubstituted methylene. Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1, wobei in den Formeln (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) und (X), Z und X gleich ausgewählt sind.Fluorescent dye according to Claim 1 , wherein in the formulas (I), (II), (III), (VI), (VII), (VIII), (IX) and (X), Z and X are selected to be the same. Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1, wobei R1 und R2 gleich ausgewählt sind.Fluorescent dye according to Claim 1 where R 1 and R 2 are selected to be the same. Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1, wobei das substituierte C2-C20 Acylalkyl ein Trifluoracetyl umfasst, und wobei das unsubstituierte C2-C20 Acylalkyl einen Rest aus der Gruppe: Acetyl, Propionyl, Butyryl und Valeryl umfasst.Fluorescent dye according to Claim 1 wherein the substituted C 2 -C 20 acylalkyl comprises a trifluoroacetyl, and wherein the unsubstituted C 2 -C 20 acylalkyl comprises a radical from the group: acetyl, propionyl, butyryl and valeryl. Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1 ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Derivate:
Figure DE102020114139A1_0052
Figure DE102020114139A1_0053
Figure DE102020114139A1_0054
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Figure DE102020114139A1_0059
und
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Fluorescent dye according to Claim 1 selected from the group comprising the derivatives:
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Figure DE102020114139A1_0053
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Figure DE102020114139A1_0056
Figure DE102020114139A1_0057
Figure DE102020114139A1_0058
Figure DE102020114139A1_0059
and
Figure DE102020114139A1_0060
Fluoreszenzfarbstoff nach Anspruch 1 ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Derivate:
Figure DE102020114139A1_0061
Figure DE102020114139A1_0062
Fluorescent dye according to Claim 1 selected from the group comprising the derivatives:
Figure DE102020114139A1_0061
Figure DE102020114139A1_0062
Konjugat umfassend einen Fluoreszenzfarbstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein an den Fluoreszenzfarbstoff gekoppeltes Biomolekül oder eine an den Fluoreszenzfarbstoff gekoppelte Zelle.A conjugate comprising a fluorescent dye according to one of Claims 1 until 7th and a biomolecule coupled to the fluorescent dye or a cell coupled to the fluorescent dye. Das Konjugat nach Anspruch 8, wobei das Biomolekül aus der Gruppe umfassend: Proteine, Peptide, Nukleinsäuren und Lipide ausgewählt ist.The conjugate after Claim 8 , wherein the biomolecule is selected from the group comprising: proteins, peptides, nucleic acids and lipids.
DE102020114139.4A 2020-05-27 2020-05-27 Thiopolyphenol-based fluorescent dyes Pending DE102020114139A1 (en)

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EP2399913B1 (en) 2010-06-25 2013-09-18 Universität Potsdam Fluorescent dye and its application
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