KR101590527B1 - 새로운 인도시아닌 유도체 화합물, 상기 화합물을 포함하는 조성물, 및 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서 - Google Patents

새로운 인도시아닌 유도체 화합물, 상기 화합물을 포함하는 조성물, 및 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서 Download PDF

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김해조
임수연
홍금희
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한국외국어대학교 연구산학협력단
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Abstract

하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서 및 검출방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112014023993106-pat00042

화학식 1의 정의는 명세서 내 기재된 바와 같다.

Description

새로운 인도시아닌 유도체 화합물, 상기 화합물을 포함하는 조성물, 및 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서{NEW INDOCYANINE DERIVATIVES, COMPOSITION COMPRISING SAME, AND DETECTION PROBES FOR THIOL-CONTAINING COMPOUNDS}
본 발명은 싸이올 탐침에 유용한 신규의 화합물, 특히 미토콘드리아 내 글루타티온(Glutathione; γ-glutamylcysteinylglycine; GSH) 검출에 유용한 신규의 인도시아닌 유도체에 관한 것이다.
생체 내에는 싸이올 기를 함유하는 다양한 물질들이 존재한다. 싸이올 기를 함유하는 대표적인 물질로는 시스테인(cysteine), 호모시스테인(homocysteine), 글루타티온(GSH) 등이 있으며, 이들의 구조는 다음과 같다.
Figure 112014023993106-pat00001
상기 싸이올 기를 함유하는 화합물 중 감마-글루타밀시스테닐글라이신이라고도 불리는 글루타티온은 생명유지와 관련된 세포의 활동 과정에서 무수히 많은 역할을 한다. 예를 들어, 산화환원간의 항상성(Redox Homeostasis; T. P. Dalton, H. G. Shertzer and A. Puga, Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1999, 39, 67), 세포성장(cellulargrowth; Z. A. Wood, E. Schroeder, J. R. Harris and L. B. Poole, TransBiochem.Sci., 2003, 28, 32) 등의 과정에 관여하며, 또한 암, 에이즈(AIDS) 등과도 연관된 것으로 알려져 있다(D. M. Townsend, K. D. Tew and H. Tapiero, Biomed.Pharmacother., 2003, 57, 145). 특히 호기성 호흡이 일어나는 미토콘드리아에 전체 GSH 양의 15%가 존재하는데, 이러한 미토콘드리아 GSH의 양을 검출, 정량할 수 있다면 현대의 질병을 조기 진단하는데 많은 도움이 될 것이다.
따라서 많은 연구자들에 의해 싸이올기를 함유한 이들 화합물을 선택적으로 구분할 수 있는 방법에 대해 연구 되어왔다. 하지만, 이들 화합물 사이의 구조적 유사성으로 인해 확실히 구분 가능한 방법은 개발되어 있지 못하다. 상기 방법 중 최근 활발히 연구되고 있는 근적외선 탐침은 생체내 장기를 피부를 통해 검출할 수 있는 장점이 있지만, 낮은 형광 강도로 인해 깨끗한 이미지를 얻기에는 어려움이 있고, 아직 생체 GSH를 검출하는 도구로 적용되지 못하고 있다. 이러한 근적외선 탐침의 단점을 극복하는 방법으로 본 연구는 GSH에 의하여 근적외선 탐침의 활성화가 이루어지고, 이에 따른 형광 켜짐 현상을 이용하는 방법을 제안, 실현하고자 한다.
본 연구에서 개발된 근적외선 탐침은, GSH에 의해 탐침을 활성화함으로써, 세포 내 GSH를 선택적으로 검출하고 세포 내 미토콘드리아의 활동 과정과 질병과의 관계를 밝혀내는데 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
일 구현예에서는, 싸이올기와 선택적으로 반응함으로써 싸이올기 함유 화합물을 검출할 수 있는 신규 인도시아닌 화합물을 제공한다.
다른 구현예에서는, 상기 신규 화합물을 포함하는 싸이올기 함유 화합물 검출용 조성물을 제공한다.
또 다른 구현예에서는, 상기 신규 화합물을 포함하는 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서를 제공한다.
일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014023993106-pat00002
화학식 1에서,
R1은 하기 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4, 또는 할로겐 원소에서 선택되고,
R2 및 R3는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 -CO2-R11, -CONH-R12, 또는 -OH이고, 여기서 상기 R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하며 각각 수소, C1 내지 C20의 알킬기, 화학식 11, 또는 화학식 12로 표시되고,
n 및 m은 각각 1 내지 5의 자연수이다.
[화학식 2]
Figure 112014023993106-pat00003
[화학식 3]
Figure 112014023993106-pat00004
[화학식 4]
Figure 112014023993106-pat00005
[화학식 11]
Figure 112014023993106-pat00006
[화학식 12]
Figure 112014023993106-pat00007
상기 화학식 2 내지 4에서, a, b, 및 c는 각각 1 내지 3의 정수 중 하나이다.
상기 화학식 11 및 화학식 12에서, p 및 q는 각각 0 내지 5의 정수 중 하나이다.
일 예로, 상기 R1은 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4에서 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 R1은 하기 화학식 2-1, 화학식 3-1, 또는 화학식 4-1에서 선택될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112014023993106-pat00008
[화학식 3-1]
Figure 112014023993106-pat00009
[화학식 4-1]
Figure 112014023993106-pat00010
일 예로, 상기 R2 및 R3는 각각 -CO2-R11, 또는 -CONH-R12일 수 있다.
이때 상기 R11 및 R12는 각각, 예를 들어 C1 내지 C10의 선형의 알킬기일 수 있다.
다른 예로, 상기 R1은 할로겐, 예를 들어, F, Cl, Br, 또는 I 일 수 있다.
구체적으로, 상기 R1은 Cl 일 수 있다.
이때 상기 R2 및 R3는, 각각 -CO2-R11, -CONH-R12, 또는 -OH이고, 상기 R11 및 R12는 각각 C1 내지 C10의 선형의 알킬기일 수 있다.
상기 화합물은 구체적으로, 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-2-카복시에틸-인돌리움 브로마이드; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-(2,5-디옥소피롤리딘-1-일옥시)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필인돌리움; 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-하이드록시에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-하이드록시에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 1-(2-아세톡시에틸)-2-((E)-2-((E)-3-((E)-2-(1-(2-아세톡시에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)-2-클로로사이클로헥실-1-에닐)바이닐)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-(헥사노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-(헥사노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 또는 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-(데카노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-(데카노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드일 수 있다.
상기 화합물은 싸이올(thiol)기의 검출에 이용되는 것일 수 있다. 또는 상기 화합물은 글루타티온(γ-glutamylcysteinylglycine)의 검출에 이용되는 것일 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 싸이올(thiol)기 함유 화합물 검출용 센서를 제공한다.
상기 싸이올기 함유 화합물은 글루타티온(γ-glutamylcysteinylglycine)일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 상기 화학식 1의 화합물과 싸이올(thiol)기 함유 화합물을 접촉시키는 것을 포함하는 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법을 제공한다.
상기 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법은 상기 화합물을 세포 내에 투여하여 세포 내 형광 강도로부터 GSH 양을 정량적으로 측정하는 것일 수 있다.
이하 본 발명에 대한 구체적인 내용을 상세한 설명 및 도면을 참조하여 자세히 설명하겠다.
일 구현예에 따른 신규 화합물은 싸이올기를 갖는 화합물과 선택적으로 반응함으로써, 세포 내 글루타티온 검출용 탐침(thiol-detecting probe)으로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일 구현예에 따른 화합물과 싸이올-함유 화합물(2-머캅토에탄올)과의 생체외(ex vivo) 결합특성을 400MHz NMR을 통하여 분석한 결과이다. 도 1b에서 A는 일 구현예에 따른 화합물의 400MHz NMR 차트이고, B 내지 E는 상기 화합물에 2-머캅토에탄올을 첨가한 후에 얻어진 생성물의 400MHz NMR 차트를 시간에 따라 나타낸 차트이다.
도 2a 및 도 2b는 일 구현예에 따른 화합물과 싸이올-함유 아미노산(GSH)과의 선택적 결합 특성을 형광 스펙트럼을 통한 상대적 형광 반응(Ratiometric fluorescence responses)으로 분석한 결과이다.
도 3은 일 구현예에 따른 화합물의 공초점 레이저 현미경 (Confocal laser scanning microscope)의 이미징을 통하여 미토콘드리아에만 선택적으로 검출된 결과를 나타낸다.
도 4는 일 구현예에 따른 화합물에 글루타티온을 첨가하였을 때의 시간별 형광 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명자들은 세포 내에서도 글루타티온 화합물을 효과적으로 검출해낼 수 있는 신규한 화합물을 디자인하였다. 특히, 미토콘드리아만 선택적으로 발광이 일어나도록 양이온 단위(cationic unit)를 가진 인도시아닌 유도체에, 싸이올의 친핵성 성질을 고려하여 인도시아닌에 방향족성 친핵체 치환 반응 (S N Ar; aromatic nucleophilic substitution reaction)을 이용한 선택적 반응이 일어날 수 있도록 설계한 신규 유도체를 개발하였다.
구체적으로, 인도시아닌(indocyanine)에 마이클 받개(Michael acceptor) 그룹, 구체적으로 이민의 불포화된 α, β, γ, δ를 도입하고, 싸이올(thiol)이 마이클 주개(Michael donor)로 작용하는 방향족성 친핵체 치환 반응(S N Ar; aromatic nucleophilic substitution reaction)이 선택적으로 일어날 수 있도록 설계된 신규 시아닌 유도체로서, 생체외(ex vivo) 뿐만 아니라 생체내(in vivo)에서도 싸이올 기를 갖는 화합물, 예를 들어 감마-글루타밀시스테닐글라이신(γ-glutamylcysteinylglycine; GSH)과 선택적으로 반응할 수 있는 신규의 인도시아닌 유도체를 제공한다.
즉, 일 구현예에서는 하기 화학식 1로 표시되는 신규한 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112014023993106-pat00011
화학식 1에서, R1은 하기 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4, 또는 할로겐 원소에서 선택되고, R2 및 R3는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 -CO2-R11, -CONH-R12, 또는 -OH이고, 여기서 상기 R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하며 각각 수소, C1 내지 C20의 알킬기, 화학식 11, 또는 화학식 12로 표시되고, n 및 m은 각각 1 내지 5의 자연수이다.
[화학식 2]
Figure 112014023993106-pat00012
[화학식 3]
Figure 112014023993106-pat00013
[화학식 4]
Figure 112014023993106-pat00014
[화학식 11]
Figure 112014023993106-pat00015
[화학식 12]
Figure 112014023993106-pat00016
상기 화학식 2 내지 4에서, a, b, 및 c는 각각 1 내지 3의 정수 중 하나이고, 상기 화학식 11 및 화학식 12에서, p 및 q는 각각 0 내지 5의 정수 중 하나이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"또는 "
Figure 112014023993106-pat00017
" 표시는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 나타낸다.
이하, 상기 화학식 1의 각 작용기에 대해 자세히 설명한다.
상기 R1은 화학식 2, 화학식 3, 화학식 4, 또는 할로겐 원소이며, 상기 할로겐 원소는 F, Cl, Br, 또는 I 등을 의미한다.
일 예로, 상기 R1은 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4에서 선택될 수 있다. 상기 화학식 2에서, -(NO2)a는 벤젠고리의 어느 위치에도 결합될 수 있으며, a는 1 내지 3의 자연수, 1 내지 2의 자연수, 또는 1일 수 있다. a가 1인 경우 -NO2는 -N=N-기의 파라 위치에 결합될 수 있다. 또한 상기 화학식 3에서 -(CH2)bOH는 벤젠고리의 어느 위치에도 결합될 수 있으며, b는 1 내지 3의 자연수, 1 내지 2의 자연수, 또는 1일 수 있다. b가 1인 경우 -(CH2)bOH는 -O-기의 파라 위치에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 상기 화학식 4에서 -(NO2)c는 벤젠고리의 어느 위치에도 결합될 수 있으며, c는 1 내지 3의 자연수, 1 내지 2의 자연수, 또는 2일 수 있다.
구체적으로, 상기 R1은 하기 화학식 2-1, 화학식 3-1, 또는 화학식 4-1에서 선택될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112014023993106-pat00018
[화학식 3-1]
Figure 112014023993106-pat00019
[화학식 4-1]
Figure 112014023993106-pat00020
일 구현예에서 상기 R1은 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4에서 선택되고, R2 및 R3는 각각 -CO2-R11, 또는 -CONH-R12일 수 있다. 이때 상기 R11 및 R12의 정의는 전술한 바와 같으며, 일 예로, 상기 R11 및 R12는 각각 C1 내지 C10의 선형의 알킬기일 수 있다.
다른 일 구현예에서, 상기 R1은 할로겐 원소이고, 그 중에서 Cl일 수 있다.
이때 상기 R2 및 R3는 각각 -CO2-R11, -CONH-R12, 또는 -OH이고, 상기 R11 및 R12의 정의는 전술한 바와 같으며, 일 예로, 각각 C1 내지 C10의 선형의 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1에서, n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 1 내지 5의 자연수, 또는 1 내지 4의 자연수, 1 내지 3의 자연수, 또는 1 내지 2의 자연수 중 어느 하나일 수 있다.
상기 화학식 1에서 R11 및 R12는 전술한 바와 같이 각각 수소, C1 내지 C20의 알킬기, 화학식 11, 또는 화학식 12로 표시된다. 여기서 C1 내지 C20의 알킬기는 구체적으로 C1 내지 C18의 알킬기, C1 내지 C15의 알킬기, C1 내지 C10의 알킬기, C1 내지 C6의 알킬기일 수 있다. 또한 R11 및 R12는, 일 예로, 각각 C1 내지 C10의 선형의 알킬기일 수 있고, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기 등일 수 있다. 상기 화학식 11 및 화학식 12에서 p 및 q는 전술한 바와 같이 각각 0 내지 5의 정수 중 하나이고, 구체적으로 0 내지 4의 정수, 0 내지 3의 정수, 0 내지 2의 정수 중 하나일 수 있다.
상기 화합물은 구체적으로 다음의 화합물 중 어느 하나일 수 있다: 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-2-카복시에틸-인돌리움 브로마이드; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-(2,5-디옥소피롤리딘-1-일옥시)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움; 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필인돌리움; 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-하이드록시에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-하이드록시에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 1-(2-아세톡시에틸)-2-((E)-2-((E)-3-((E)-2-(1-(2-아세톡시에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)-2-클로로사이클로헥실-1-에닐)바이닐)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-(헥사노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-(헥사노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드; 또는 2-((E)-2-((E)-2-클로로-3-((E)-2-(1-(2-(데카노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸인돌린-2-일리덴)에틸리덴)사이클로헥스-1-에닐)바이닐)-1-(2-(데카노일옥시)에틸)-3,3-다이메틸-3H-인돌리늄 브로마이드일 수 있다.
상기 화합물 중, 특히 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드가 유용하게 사용될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 라세믹체 혹은 입체 이성체의 형태(예를 들어, 디아스테레오머 형태)로 존재할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 라세믹체 및 입체 이성체를 모두 포함한다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 방법은 대략적으로 다음과 같다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서, 상기 R1이 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4인 경우에는 2-[2-[2-클로로-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 (화학식 1a)를 사용하여, 각각 니트로, 메틸, 브로모, 아미노 그룹이 도입된 페놀과의 방향족성 친핵체 치환 반응(S N Ar; aromatic nucleophilic substitution reaction)을 한 후, 에스터 그룹의 히드롤리시스와 이의 활성화된 에스터의 합성(N-히드록시 석신이마이드)을 통하여 제조될 수 있다.
[화학식 1a]
Figure 112014023993106-pat00021
상기 출발물질인 2-[2-[2-클로로-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드는 공지의 방법(S. Achilefu, Z, Zhang, Org . Lett., 2004, 6, 2067)에 의해 제조될 수 있다.
상기 방향족성 친핵체 치환 반응(S N Ar; aromatic nucleophilic substitution reaction)은 상기 출발물질인 2-[2-[2-클로로-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드와 4-나이트로페닐다이아조닐페놀, 4-하이드록시벤질알코올, 2-4-나이트로페놀 등의 반응물을 질소 하에 디메틸포름아마이드 존재 하에서 반응시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 반응은 UV를 차단한 조건에서 더 좋은 수율을 얻을 수 있다.
상기 히드롤리시스 반응은 상기 출발물질인 각각의 2-[2-[2-벤젠페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드와 소듐 부톡사이드와 반응하여 수행될 수 있다. 유기용매로는 수분이 제거된 테트라히드로퓨란을 사용하고 20시간을 교반하였다. 이후, 트리플로로엑시드를 첨가하여 용액의 색이 붉은 색에서 녹색으로 변함을 관찰하여 6시간을 교반하여 얻을 수 있다.
상기 N-히드록시석시이마이드 에스터의 도입은 상기 출발물질인 각각의 2-[2-[2-4-벤젠페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드와 N, N'-디시클로헥센일카르보디이미드와 N-히드록시석신이미드와의 반응으로 수행 될 수 있다. 유기용매는 디클로로메텐을 사용하고 저온하에서 약 1시간의 교반으로 얻을 수 있으며 온도는 약 0℃가 적합하다.
상기 아마이드의 도입은 상기 출발물질인 각각의 2-[2-[2-4-벤젠페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드와 N, N'-디시클로헥센일카르보디이미드와 N-히드록시석신이미드와의 반응으로 수행 될 수 있다. 유기용매는 디클로로메텐 등을 사용하고 저온하에서 약 1시간의 교반으로 약 0℃, 상온에서 얻은 후 아미노가 치환된 알킬 또는 아로마틱 화합물을 넣고 30분의 교반으로 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 싸이올(thiol)기 함유 화합물 검출용 조성물 또는 센서를 제공한다.
상기 싸이올기 함유 화합물 검출용 조성물 또는 센서는 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에 완충 용액을 더 포함할 수 있다. 상기 완충 용액의 종류 및 농도는 특별히 제한되지 않고, 상기 싸이올기 함유 화합물 검출용 조성물 또는 센서의 적용 용도에 따라 적절히 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 싸이올기 함유 화합물 검출용 조성물 또는 센서를 세포 내의 싸이올기를 검출하기 위해 사용하고자 하는 경우, 상기 완충 용액은 세포 내 pH 농도에 상응하는 완충범위를 갖는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 싸이올기 함유 화합물은 싸이올기를 함유하는 물질이라면 특별히 제한하지는 않으며, 예를 들어, 시스테인(Cys), 호모 시스테인(Hcy), 또는 글루타티온(GSH) 등의 아미노산일 수 있다.
상기 싸이올기 함유 화합물 검출용 센서는 구체적으로, 세포 내의 글루타티온(γ-glutamylcysteinylglycine) 검출용 센서일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는 상기 화합물과 싸이올(thiol)기 함유 화합물을 접촉시키는 것을 포함하는 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법을 제공한다. 상기 화학식 1의 화합물은 싸이올기와만 선택적으로 반응하여 형광을 나타내는 센서일 수 있다.
상기 싸이올기 함유 화합물의 검출은 통상의 계측 장치, 예를 들어 형광 현미경 등을 사용하여 수행될 수 있다.
일 예로 상기 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법은 상기 화합물을 인간 또는 동물의 생체 내에 투여하여 생체 내 형광 강도를 측정하는 것일 수 있다. 구체적으로 화학식 1로 표시되는 화합물을 살아있는 세포와 혼합 배양하거나, 생체 내에 투여하여 세포 또는 생체 내 형광 강도를 측정하여 세포 내 미토?드리아의 GSH를 검출할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
실시예 1: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-1- 부톡시옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 ) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일] 에테닐 ]-3,3-디메틸-1- 부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드.
[반응식 1]
Figure 112014023993106-pat00022
둥근바닥 플라스크에 4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페놀 0.42g과 NaH 0.062g을 넣고 디메틸포름아미드(DMF) 3ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 2-[2-[2-클로로-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 1.37g을 넣고 12시간 상온에서 반응을 시켰다. 용액의 색이 갈녹색이 되었을 때, 박막 크로마토그래피 (TLC)로 출발물질이 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 75%.
1H NMR (CDCl3, 400MHz) 8.37 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.06 (d, J= 9.2 Hz, 2H), 8.01 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 7.85 (d, 3J= 14Hz, 2H), 7.36-7.13 (m, 10H), 6.38 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.61 (t, 3J= 6.4 Hz, 4H), 4.03 (t, 3J= 6.8 Hz, 4H), 2.92 (t, 3J= 6.4 Hz, 4H), 2.88 (t, 3J= 6.0 Hz, 4H), 2.11 (q, 3J= 6.0 Hz, 2H), 1.55(q, 3J= 6.0 Hz, 4H), 1.34 (s, 12H), 1.31 (q, 3J= 7.2 Hz, 4H), 0.89(t, 3J= 7.2 Hz, 6H).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz): δ171.85, 170.91, 162.67, 162.65, 155.61, 148.58, 147.69, 141.81, 141.38, 140.79, 128.45, 126.16, 125.24, 124.73, 123.67, 123.12, 122.03, 115.43, 111.10, 101.45, 65.17, 48.95, 40.62, 32.26, 30.43, 27.93, 24.63, 21.12, 19.00, 13.64
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 918.4808 ([M]+, cal'd 918.4803 for C56H64N5O7).
실시예 2: 2-[2-[2-4- 벤질알콜페녹시 -3-[(1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-1- 부톡시옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 ) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일] 에테닐 ]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드
[반응식 2]
Figure 112014023993106-pat00023
둥근바닥 플라스크에 4-하이드록시벤질알콜 0.034g과 NaH 0.011g을 넣고 DMF 2ml을 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 2-[2-[2-클로로-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.2g을 넣고 20시간 동안 상온에서 반응을 시켰다. 용액의 색이 갈녹색이 되었을 때, TLC로 출발물질이 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 45%.
1H NMR (CD3OD, 400MHz) 8.05 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 7.42-7.11 (m, 12H), 6.29 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.56 (s, 2H), 4.46 (t, 3J= 6.8 Hz, 4H), 4.04 (t, 3J= 6.4 Hz, 4H), 2.85 (t, 3J= 6.8 Hz, 4H), 2.81 (t, 3J= 6.0 Hz, 4H), 2.08 (q, 3J= 6.0 Hz, 2H), 1.54 (q, 3J= 6.4 Hz, 4H), 1.36 (s, 12H), 1.33 (q, 3J= 7.2 Hz, 4H), 0.91 (t, 3J= 7.2 Hz, 6H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 799.4139 ([M]+, cal'd 799.4683 for C51H63N2O6).
실시예 3: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-1- 부톡시옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 ) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일]에테닐]-3,3-디메틸-2- 카복시에틸 - 인돌리움 브로마이드
[반응식 3]
Figure 112014023993106-pat00024
둥근바닥 플라스크에 2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.100g을 넣고 THF 6ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 소듐 t-부톡사이드 0.060g을 넣고 20시간 동안 상온에서 반응을 시켰다. 상기 용액에 트라이플루오르산(TFA)를 넣고 용액의 색이 빨간색에서 녹색이 됨을 확인하고 6시간 동안 상온에서 반응을 시켰다. TLC로 출발물질이 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 78%.
1H NMR (CD3OD, 400MHz): δ 8.40 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.11 (d, J= 9.2 Hz, 2H), 8.05 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 7.97 (d, 3J= 14Hz, 2H), 7.37-7.16 (m, 10H), 6.40 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.38 (t, 3J= 7.2 Hz, 4H), 2.85 (t, 3J= 5.6 Hz, 4H), 2.62 (t, 3J= 7.2 Hz, 4H), 2.09 (q, 3J= 5.6 Hz, 2H), 1.37 (s, 12H).
13C NMR (CDCl3, 100 MHz): δ 176.56, 172.21, 162.95, 162.56, 155.72, 148.66, 147.78, 141.96, 141.41, 141.15, 128.35, 125.86, 124.80, 124.47, 123.03, 121.87, 121.72, 115.50, 110.83, 100.45, 48.87, 41.63, 34.91, 26.82, 23.89, 21.04.
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 806.2106 ([M]+, cal'd 806.3550 for C48H48N5O7).
실시예 4: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-(2,5- 디옥소피롤리딘 -1- 일옥시 )-3- 옥소프로필 -2H-인돌-2-일리딘) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일]비닐]-1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-(2- 카복시에틸 )-3H- 인돌리움
[반응식 4]
Figure 112014023993106-pat00025
둥근바닥 플라스크에 2-[2-[2-4-니트로벤젠사이오-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.020g을 넣고 디클로로메탄 0.5ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 N, N'-디시클로헥센일카보디이미드 0.025g와 N-히드록시석신이미드 0.015g을 넣고 1시간 동안 0oC에서 반응을 시켰다. TLC로 출발물질이 사라지면 1M HCl로 씻어준 후 감압 농축하였다. 얻어진 농축물에 디에틸에테르를 0.5mL씩 가하여 결정화한 후, 여과하고 건조하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 30%.
1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ 8.40 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.10 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.04 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H) , 7.70 (d, 3J= 14 Hz, 1H) 7.46-6.95 (m, 11H), 6.78 (d, 3J= 14 Hz, 1H), 5.87 (d, 3J= 14 Hz, 1H) 4.72 (t, 3J= 7.2 Hz, 2H), 4.30 (t, 3J= 6.8 Hz, 2H), 3.24 (t, 3J= 7.2 Hz, 2H), 3.11 (t, 3J=6.8 Hz, 2H), 3.08 (m, 6H), 2.72 (t, 3J= 6.8 Hz, 2H), 2.12 (q, 3J= 6.8 Hz, 2H), 1.41 (s, 6H), 1.36 (s, 6H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 903.3131 ([M]+, calc'd 903.3714 for C52H51N6O9).
실시예 5: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-(3-((2- 몰포리노에틸 )아미노)-3- 옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 ) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일]비닐]-1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-(2- 카복시에틸 )-3H- 인돌리움
[반응식 5]
Figure 112014023993106-pat00026
둥근바닥 플라스크에 2-[2-[2-4-니트로벤젠사이오-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.020g을 넣고 디클로로메탄 0.5ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 N, N'-디시클로헥센일카보디이미드 0.025g와 N-히드록시석신이미드 0.015g을 넣고 1시간 동안 0oC에서 반응을 시켰다. TLC로 출발물질이 사라지면 4-(2-아미노에틸)몰포린 0.002g을 넣고 20분동안 0oC에서 반응을 시켰다. TLC로 중간체가 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 30%.
1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ 8.70 (bt, 3J= 5.2 Hz, 1H) 8.39 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.08 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.02 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 7.92 (d, 3J= 14.4 Hz, 1H), 7.84 (d, 3J= 14 Hz, 1H) 7.38-7.09 (m, 10H), 6.47 (d, 3J= 14.4 Hz, 1H), 6.44 (d, 3J= 14 Hz, 1H), 4.54 (t, 3J= 7.2 Hz, 2H), 4.35 (t, 3J= 7.6 Hz, 2H), 3.67 (t, 3J= 4.4 Hz, 4H), 3.37 (dt, 3J= 6.8, 5.2 Hz, 2H), 2.91 (t, 3J= 5.6 Hz, 2H), 2.83 (m, 4H), 2.73 (t, 3J= 7.6 Hz, 2H), 2.49 (t, 3J= 6.8 Hz, 2H), 2.44 (t, 3J= 4.4 Hz, 4H), 2.15 (q, 3J= 5.6 Hz, 2H), 1.38 (s, 6H), 1.35 (s, 6H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 918.5474 ([M]+, calc'd 918.4551 for C54H60N7O7).
실시예 6: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-3-((2- 몰포리노에틸 )아미노)-3- 옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 )에틸리딘]-1- 시클로헥센 -1-일] 에테닐 ]-3,3-디메틸-3-((2- 몰포리노에틸 )아미노)-3-옥소프로필인돌리움.
[반응식 6]
Figure 112014023993106-pat00027
둥근바닥 플라스크에 2-[2-[2-4-니트로벤젠사이오-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.020g을 넣고 디클로로메탄 0.5ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 N, N'-디시클로헥센일카보디이미드 0.025g와 N-히드록시석신이미드 0.015g을 넣고 1시간 동안 상온에서 반응을 시켰다. TLC로 출발물질이 사라지면 4-(2-아미노에틸)몰포린 0.004g을 넣고 20분동안 0oC에서 반응을 시켰다. TLC로 중간체가 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 33%.
1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ 8.39 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.08 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.03 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 7.92 (bt, 3J= 5.2 Hz, 1H), 7.88 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 7.38-7.15 (m, 10H), 6.34 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.47 (t, 3J= 6.8 Hz, 4H), 3.69 (t, 3J= 4.4 Hz, 8H), 3.40 (dt, 3J= 6.4, 5.2 Hz, 4H), 2.87 (m, 8H), 2.54 (t, 3J= 6.4 Hz, 4H), 2.50 (t, 3J= 4.4 Hz, 8H), 2.10 (t, 3J= 5.6 Hz, 2H), 1.37 (s, 12H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 1030.6716 ([M]+, calc'd 1030.5552 for C60H72N9O7).
실시예 7: 2-[2-[2-4-((4- 나이트로페닐 ) 다이아조닐 ) 페녹시 -3-[(1,3- 디히드로 -3,3-디메틸-1- 메틸옥소프로필 -2H-인돌-2- 일리딘 ) 에틸리딘 ]-1- 시클로헥센 -1-일] 에테닐 ]-3,3-디메틸-1- 메틸옥소프로필인돌리움 브로마이드
[반응식 7]
Figure 112014023993106-pat00028
둥근바닥 플라스크에 2-[2-[2-4-니트로벤젠사이오-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드 0.020g을 넣고 디클로로메탄 0.5ml를 가하여 용해시켰다. 상기 용액에 N, N'-디시클로헥센일카보디이미드 0.025g와 N-히드록시석신이미드 0.015g을 넣고 1시간 동안 상온에서 반응을 시켰다. TLC로 출발물질이 사라지면 메탄올을 넣고 20분동안 상온에서 반응을 시켰다. TLC로 중간체가 사라지면 감압 농축하였다. 얻어진 농축물을 컬럼 크로마토그래피(용리액: 디클로로메탄:메탄올 10:1, v/v)로 정제하여 표제 화합물을 제조하였다.
수율: 33%.
1H NMR (CDCl3, 400MHz): δ 8.40 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.08 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 8.04 (d, 3J= 9.2 Hz, 2H), 7.87 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 7.39-7.16 (m, 10H), 6.43 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.66 (t, 3J= 6.8 Hz, 4H), 3.64 (s, 6H), 2.96 (t, 3J= 6.4 Hz, 4H), 2.90 (t, 3J= 6.0 Hz, 4H), 2.13 (q, 3J= 6.0 Hz, 2H), 1.36 (s, 12H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 834.3090 ([M]+, calc'd 834.3863 for C50H52N5O7).
실시예 8: 2-((E)-2-((E)-2- 클로로 -3-((E)-2-(1-(2-하이드록시에틸)-3,3- 다이메틸인돌린 -2- 일리덴 ) 에틸리덴 ) 사이클로헥스 -1- 에닐 )바이닐)-1-(2-하이드록시에틸)-3,3- 다이메틸 -3H- 인돌리늄 브로마이드
먼저 하기 반응식 8-1과 같이 사이클로헥사논 유도체 (cyclohexanone derivative)를 합성하고, 인돌 부분(indole unit)에 N-알킬화 반응으로 에탄올이 붙어있는 인돌 유도체 (indole derivative)를 합성하였다. 그리고 하기 반응식 8-2와 같이 상기 두 개 화합물의 축합 (condensation) 반응을 통해 하기 화학식 101의 화합물을 합성했다.
[반응식 8-1]
Figure 112014023993106-pat00029
[반응식 8-2]
Figure 112014023993106-pat00030
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.36 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 7.39-7.19 (m, 8H), 6.52 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 4.81 (t, 3J = 6.6 Hz, 2H), 4.37 (t, 3J = 5.9 Hz, 4H), 4.06-4.01 (m, 4H), 2.82 (t, 3J = 5.6 Hz, 4H), 1.96 (t, 3J = 5.6 Hz, 2H), 1.73 (s, 12H) 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 173.18, 156.94, 144.67, 142.60, 140.98, 128.81, 127.88, 125.06, 121.95, 111.42, 102.19, 58.60, 49.29, 47.20, 28.27, 27.00, 20.82 (17 carbon peaks).
실시예 9 내지 11: 1-(2- 아세톡시에틸 )-2-((E)-2-((E)-3-((E)-2-(1-(2- 아세톡시에틸 )-3,3- 다이메틸인돌린 -2- 일리덴 ) 에틸리덴 )-2- 클로로사이클로헥실 -1- 에닐 )바이닐)-3,3- 다이메틸 -3H- 인돌리늄 브로마이드;
2-((E)-2-((E)-2- 클로로 -3-((E)-2-(1-(2-( 헥사노일옥시 )에틸)-3,3- 다이메틸인돌린 -2- 일리덴 ) 에틸리덴 ) 사이클로헥스 -1- 에닐 )바이닐)-1-(2-( 헥사노일옥시 )에틸)-3,3-다이메틸-3H- 인돌리늄 브로마이드;
2-((E)-2-((E)-2- 클로로 -3-((E)-2-(1-(2-( 데카노일옥시 )에틸)-3,3- 다이메틸인돌린 -2- 일리덴 ) 에틸리덴 ) 사이클로헥스 -1- 에닐 )바이닐)-1-(2-( 데카노일옥시 )에틸)-3,3-다이메틸-3H- 인돌리늄 브로마이드
아래 반응식 9-1과 같이 헥사노익산(hexanoic acid), 데카노익산(decanoic acid)에 옥살릴 클로라이드(oxalyl chloride)를 가하여 헥사노일 클로라이드 (hexanoyl chloride; 3), 및 데카노일 클로라이드 (decanoyl chloride; 4)를 얻었다.
[반응식 9-1]
Figure 112014023993106-pat00031
상기 실시예 8에서 합성한 화학식 101에 차례로 아세틸 클로라이드 (acetyl chloride), 헥사노일 클로라이드 (hexanoyl chloride), 데카노일 클로라이드 (decanoyl chloride)를 가하여 곁가지(side chain)의 길이가 다른 세 개의 화합물인 화학식 102, 화학식 103, 및 화학식 104를 합성하였다.
[화학식 9-2]
Figure 112014023993106-pat00032
실시예 9의 화학식 102 NMR Spectrum: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.35 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 7.39-7.21 (m, 8H), 6.36 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 4.58 (q, 3J = 4.0 Hz, 8H), 2.74 (t, 3J = 8.0 Hz, 4H), 1.96 (t, 3J = 8.0 Hz, 2H), 1.86 (s, 6H), 1.70 (s, 12H) 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 173.06, 170.64, 150.74, 144.57, 142.23, 140.81, 128.75, 128.05, 125.42, 122.23, 111.02, 101.86, 60.66, 49.38, 43.97, 28.07, 26.62, 21.47, 20.68 (19 carbon peaks).
실시예 10의 화학식 103의 NMR Spectrum: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.32 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 7.36-7.18 (m, 8H), 6.33 (d, 3J = 14.0 Hz, 2H), 4.58 (q, 3J = 3.3 Hz, 8H), 2.71 (t, 3J = 5.6 Hz, 4H), 2.06 (t, 3J = 7.5 Hz, 4H), 1.92 (t, 3J = 5.6 Hz, 2H), 1.67 (s, 12H), 1.34 (q, 3J = 7.5 Hz, 4H), 1.15-1.03 (m, 8H), 0.75 (t, 3J = 7.5 Hz, 6H) 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 173.38, 172.99, 150.66, 144.51, 142.26, 140.80, 128.70, 127.89, 125.39, 122.18, 111.14, 101.90, 60.55, 49.35, 44.10, 33.86, 31.04, 28.03, 26.65, 24.15, 22.15, 20.71, 13.80 (23 carbon peaks).
실시예 11의 화학식 104의 NMR Spectrum: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.36 (d, 3J = 16.0 Hz, 4H), 7.40 (m, 8H), 6.45 (d, 3J = 16.0 Hz, 4H), 4.64 (m, 8H), 2.80 (t, 3J = 5.9 Hz, 4H), 2.12 (t, 3J = 7.5 Hz, 4H), 1.98 (t, 3J = 5.9 Hz, 2H), 1.73 (s, 12H), 1.29 (m, 28H), 0.87 (t, 3J = 6.8 Hz, 6H) 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ 173.45, 172.75, 150.35, 144.30, 142.47, 140.83, 128.69, 128.44, 125.30, 122.15, 111.02, 102.31, 60.53, 49.31, 44.18, 22.96, 31.83, 29.33, 29.22, 29.19, 28.98, 28.06, 26.78, 24.55, 22.65, 20.78, 14.11 (27 carbon peaks).
시험예 1: 생체외 ( ex vivo ) 싸이올 화합물과의 결합 특성
상기 실시예 1에서 얻어진 화합물 4.99mg을 CD3OD 0.5mL을 이용하여 NMR 튜브에서 용해시켰다. 상기 용액에 2-머캅토에탄올 0.005 mL를 첨가하고, 10분 후에 400MHz NMR을 통하여 반응 전 및 반응 후의 물질의 구조를 확인하였으며, 그 결과는 도 1a 및 도 1b와 같다.
도 1b에서 A는 실시예 1에서 얻어진 화합물에 대한 400MHz NMR 차트이고, B 내지 E는 상기 화합물에 2-머캅토에탄올을 첨가한 후에 얻어진 생성물의 400MHz NMR 차트를 시간에 따라 나타낸 것이다.
도 1의 결과로부터, 실시예 1에서 얻어진 화합물에 2-머캅도에탄올이 첨가되었음을 알 수 있다.
또한, 반응 후에 생성된 화합물의 1H NMR (CD3OD, 400MHz) 및 HRMS 분석 결과는 다음과 같다.
1H NMR (CD3OD, 400MHz)) : δ 9.00 (d, 3J= 14.4 Hz, 2H), 7.54-7.28 (m, 8H), 6.43 (d, 3J= 14 Hz, 2H), 4.52 (t, 3J=6.8 Hz, 4H), 4.07 (t, 3J=6.8 z, 4H), 3.71 (t, 3J=6.4Hz, 2H), 2.99 (q, 3J=6.4Hz, 2H), 2.91 (t, 3J=6.8 Hz, 4H), 2.75 (t, 3J= 6.0Hz, 4H), 1.99 (q, 3J= 6.0 Hz, 2H), 1.79 (s, 12H), 1.58 ( q, 3J= 6.8Hz, 4H), 1.37 ( q, 3J= 7.2Hz, 4H), 0.92(t, 3J= 7.2 Hz, 6H).
HRMS (MALDI+,DHB): m/z obs'd 753.4863 ([M]+, calc'd 753.4298 for C46H61N 2 O5S).
상기 결과들로부터 싸이올 화합물과 실시예 1에서 얻어진 화합물의 방향족성 친핵체 치환 반응(S N Ar; aromatic nucleophilic substitution reaction)을 통하여, 2-[2-[2-하이드록시에틸사이오-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드를 형성하였음을 알 수 있다.
시험예 2: 생체외 ( ex vivo ) 싸이올 기-함유 아미노산과의 선택적 결합 특성
실시예 1에서 얻어진 화합물을 100mM HEPES 완충용액(pH = 7.4)에 10 ?의 농도로 14개의 큐벳에 용해시켰다. 이 후 각각의 큐벳에 blank, Ala, Pro, Phe , Ser, Val, Arg, His, Asn, Asp, Lys, Cys, Hcy, Glu, Gly를 각각 1000 당량을 넣고 2시간 후, 형광 스펙트럼을 이용하여 형광 반응을 측정하고, 이후, 감마-글루타밀시스테닐글라이신(GSH) 1000 당량을 넣고 2시간 30분 후 다시 형광 스펙트럼을 이용하여 형광 반응을 측정하였다. 그 결과는 도 2a 및 도 2b와 같다.
도 2의 결과로부터, 싸이올 기를 갖지 않은 아미노산과는 반응이 일어나지 않았으나, 감마-글루타밀시스테닐글라이신(GSH)을 첨가하였을 때 선택적으로 반응이 일어남을 확인할 수 있으며, 따라서, 일 구현예에 따른 화합물은 싸이올 기를 함유하는 아미노산 중에서도 감마-글루타밀시스테닐글라이신(GSH)의 선택적인 검출할 수 있는 탐침으로써 유용하게 사용될 수 있다.
시험예 3: 세포내 싸이올 화합물과의 결합 특성
페니실린 100 units/mL, 스트렙토마이신 100mg/mL, 10% 열-불활성화시킨 우태아혈청을 함유하는 DMEM 배지 중에서 HeLa 세포(HeLa ATCC Catalog No. CCL-2; human papilloma virus 18(HPV-18))를 배양하였다. 상기 세포 배양은 지름 35mm의 배양 접시 3개에 각각 HeLa 세포를 1X105 cells의 농도로 접종하고, 실시예 1에서 제조된 화합물과 마이토 트래커 (MitoTracker)를 30분 동안 처리하여 실시하였다. 세포를 37℃에서 배양한 후, 공초점 레이저 현미경 (Confocal laser scanning microscope)를 이용하여 시각화하였다. 공초점 레이저 현미경의 이미징은 3개의 채널을 이용하여 활성화시켰으며, 각각의 여기 파장(λex)은 405 nm, 488 nm, 및 555 nm으로 하였다. 그 결과는 도 3과 같다.
도 3의 (A)는 녹색 (λex 488 nm) 필터를 사용하여 MitoTracker의 위치를 관찰한 결과이고, (B)는 적색 필터를 사용하여 동일 세포 샘플에서 실시예 1의 화합물이 어디에 존재하는 지를 관찰한 결과이다.
도 3의 (D)에서 노란색으로 나오는 부분은 MitoTracker의 녹색과 실시예 1의 적색이 겹쳐지면서 생기는 영역이다. 즉, MitoTracker green과 실시예 1이 같은 위치에 있을 때 생성되는 부분을 보여준다. 이 영상 이미지를 보면, 노란색의 대부분 영역이 MitoTracker의 영역과 일치하는 것을 관찰할 수 있다.
일 구현예에 따른 화합물은 MitoTracker가 위치하는 세포내 미토콘드리아에 선택적으로 위치함으로써, 더 나아가 미토콘드리아 내의 감마-글루타밀시스테닐글라이신(GSH)을 검출할 수 있는 탐침으로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
시험예 4
상기 실시예 10에서 합성한 화학식 103으로 표시되는 화합물에 글루타티온(Glutathione)을 넣어 반응시켰고, 200분이 될 때까지 시간별 형광 변화를 도 4에 나타내었다. 도 4를 통하여 상기 화학식 103으로 표시되는 화합물 역시 생체 내 산화 환원 상태를 근적외선 형광으로 탐지하는 지표로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112015102249480-pat00033

    화학식 1에서,
    R1은 하기 화학식 2, 화학식 3, 또는 화학식 4에서 선택되고,
    R2 및 R3는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 -CO2-R11, -CONH-R12, 또는 -OH이고,
    R11 및 R12는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 수소, C1 내지 C20의 알킬기, 화학식 11, 또는 화학식 12로 표시되고,
    n 및 m은 각각 1 내지 5의 자연수이고,
    [화학식 2]
    Figure 112015102249480-pat00034

    [화학식 3]
    Figure 112015102249480-pat00035

    [화학식 4]
    Figure 112015102249480-pat00036

    [화학식 11]

    [화학식 12]
    Figure 112015102249480-pat00038

    상기 화학식 2 내지 4에서, a, b, 및 c는 각각 1 내지 3의 정수 중 하나이고,
    상기 화학식 11 및 화학식 12에서, p 및 q는 각각 0 내지 5의 정수 중 하나이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에서, 상기 R1은 하기 화학식 2-1, 화학식 3-1, 또는 화학식 4-1에서 선택되는 화합물:
    [화학식 2-1]
    Figure 112015102249480-pat00039

    [화학식 3-1]
    Figure 112015102249480-pat00040

    [화학식 4-1]
    Figure 112015102249480-pat00041
    .
  4. 제1항에서, 상기 R2 및 R3는 각각 -CO2-R11, 또는 -CONH-R12인 화합물.
  5. 제4항에서, 상기 R11 및 R12는 각각 C1 내지 C10의 선형의 알킬기인 화합물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에서, 상기 화합물은
    2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필인돌리움 브로마이드;
    2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-부톡시옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-2-카복시에틸-인돌리움 브로마이드;
    2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-(2,5-디옥소피롤리딘-1-일옥시)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움;
    2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-(3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]비닐]-1,3-디히드로-3,3-디메틸-(2-카복시에틸)-3H-인돌리움; 또는
    2-[2-[2-4-((4-나이트로페닐)다이아조닐)페녹시-3-[(1,3-디히드로-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필-2H-인돌-2-일리딘)에틸리딘]-1-시클로헥센-1-일]에테닐]-3,3-디메틸-3-((2-몰포리노에틸)아미노)-3-옥소프로필인돌리움인 화합물.
  9. 제1항의 화합물을 포함하는 싸이올(thiol)기 함유 화합물 검출용 센서.
  10. 제1항의 화합물을 포함하는 글루타티온(γ-glutamylcysteinylglycine) 검출용 센서.
  11. 제1항의 화합물과 싸이올(thiol)기 함유 화합물을 접촉시키는 것을 포함하는 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 검출 방법은 제1항의 화합물과 접촉된 싸이올(thiol)기 함유 화합물의 형광 강도를 측정하는 것을 포함하는 싸이올기 함유 화합물의 검출 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102268191A (zh) * 2010-06-06 2011-12-07 史春梦 七甲川吲哚花菁染料及其合成方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101799895B1 (ko) 2016-04-21 2017-12-20 한국외국어대학교 연구산학협력단 옥사졸리디노인돌을 이용한 시스테인 검출용 화합물 및 그 제조방법

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