KR101802983B1 - A method for preparing a fullerene derivative comprising carboxyl grouop, a prepared fullerene derivative by the same, and use thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 용매에 분산시킨 용액에, 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 C3-7 알칸 또는 이의 무수물을 첨가하여 반응시키는 단계를 포함하는, 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법, 이에 따라 제조된 고형광 및 고수용성 풀러렌 유도체, 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention includes a step of adding a C 3-7 alkane containing two or more carboxyl groups or an anhydride thereof to a solution prepared by dispersing a fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded to the surface directly or through a linker in a solvent, Containing fullerene derivative, a solid-state light- and water-soluble fullerene derivative thus prepared, and a use thereof.

Description

카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법, 이에 따라 제조된 풀러렌 유도체 및 이의 용도{A method for preparing a fullerene derivative comprising carboxyl grouop, a prepared fullerene derivative by the same, and use thereof}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for preparing a fullerene derivative containing a carboxyl group, a fullerene derivative prepared by the method, and a fullerene derivative,

본 발명은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 용매에 분산시킨 용액에, 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 C3-7 알칸 또는 이의 무수물을 첨가하여 반응시키는 단계를 포함하는, 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법, 이에 따라 제조된 고형광 및 고수용성 풀러렌 유도체, 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention includes a step of adding a C 3-7 alkane containing two or more carboxyl groups or an anhydride thereof to a solution prepared by dispersing a fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded to the surface directly or through a linker in a solvent, Containing fullerene derivative, a solid-state light- and water-soluble fullerene derivative thus prepared, and a use thereof.

풀러렌(fullerenes)은 흑연, 다이아몬드와 같이 탄소로만 이루어진 탄소 동소체 중의 하나로, 탄소-탄소 간의 이중결합과 단일결합만으로 이루어졌으며 대표적인 예로는 약 1 nm 직경을 갖는 60개의 탄소로 이루어진 버크민스터 풀러렌(buckminster fullerene, C60)이 있다. 이러한 탄소 나노물질인 풀러렌은 빛에 민감하고 전자의 산화-환원이 쉽게 일어나므로 태양전지 소재로 활용되고 있으며 단단한 특성으로 인해 윤활유의 소재로도 활용되고 있다. 작은 크기와 빛에 반응하는 특성을 이용해 광동역학적 치료법에 적용하는 등 바이오메디컬 분야에도 풀러렌 및 이의 유도체가 활용되고 있으나, 물에 대한 가용성 및 이의 특이성으로 인해 응용범위가 제한적인 실정이다.Fullerenes are carbon-only carbon isotopes, such as graphite and diamond. They consist only of carbon-carbon double bonds and single bonds. Typical examples are fullerenes of buckminster fullerenes , C 60 ). Fullerene, which is a carbon nanomaterial, is sensitive to light and easily oxidized and reduced by electrons. Therefore, fullerene is utilized as a solar cell material and is also used as a lubricant material due to its rigid characteristics. Fullerene and its derivatives have been used in biomedical fields, such as applying to photodynamic therapy using small size and light responsive properties, but their application range is limited due to their availability to water and their specificity.

또한 풀러렌은 대체적으로 자외선 영역의 빛의 흡수율은 높은데 반해 형광효율은 매우 낮은 단점이 있는데, 따라서 이를 개량하여 수 가용성 및/또는 형광특성을 향상시킨 유도체나 풀러렌을 기반으로 하는 복합 소재를 개발하려는 시도가 있다(Angewandte Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5296, Adv. Mater. 2012, 24, 1999). 그 결과는 기존의 극소수성인 풀러렌의 한계를 극복하고 저효율의 형광을 향상시킴으로써 새로운 형광안료로써의 풀러렌 또는 이의 유도체의 활용 가능성을 보여준다. 그러나 이러한 개질에도 불구하고 풀러렌 유도체들의 형광은 기존의 풀러렌의 형광효율에 비해서는 향상되었으나, 기존 형광안료와 비교할 때 여전히 상대적으로 형광효율이 낮은 것이 사실이며, 따라서 이들 형광 풀러렌 유도체를 바이오센서 및 바이오칩 등에 활용하기 위해서는 보다 현저히 개선된 형광효율을 나타내야 할 것임은 물론이며, 생체물질과 결합할 수 있는 기능기를 갖는 풀러렌 유도체를 발굴하는 것이 필요하다.In addition, fullerene has a disadvantage in that the absorption efficiency of light in ultraviolet region is high, but the fluorescence efficiency is very low. Therefore, it is attempted to develop a composite material based on a derivative or fullerene having improved water solubility and / or fluorescence property (Angewandte Chem. Int. Ed., 2009, 48, 5296, Adv Mater, 2012, 24, 1999). The results show the possibility of using fullerene or its derivatives as a new fluorescent pigment by overcoming the limitation of existing few fullerene fullerenes and improving the fluorescence of low efficiency. However, in spite of this modification, the fluorescence of the fullerene derivatives is improved compared with the fluorescence efficiency of the conventional fullerenes. However, the fluorescence efficiency of the fullerene derivatives is still lower than that of the conventional fluorescent pigments. It is necessary to exhibit remarkably improved fluorescence efficiency and it is necessary to find a fullerene derivative having a functional group capable of binding to a biomaterial.

이와 같은 관점에서, 다양하게 개질하여 기능기를 갖는 풀러렌 유도체가 개발되었다. 일례로, 대한민국 등록특허 제10-1270407호는 알킬기로 연결된 카르복실기로 치환된 관능성 풀러렌 유도체 및 이의 중합체를 개시하고 있으나, 이들 풀러렌 유도체를 제조하기 위해 고온에서 50시간 이상 반응시켜야 하며 도입되는 관능기의 수가 2개로 제한적일 뿐만 아니라, 이들 물질의 형광특성에 대해서는 전혀 언급하고 있지 않다. 다른 예로, 대한민국 등록특허 제10-1094366호는 고체 지지체상에서의 풀러렌을 포함하는 금속산화물막에 오존, 플라즈마, 산염첨가물을 처리하여 생체분자를 결합할 수 있는 표면활성기를 형성시키는 방법을 이용하고 있는데, 이는 금속산화물과 박막에만 특이적으로 적용 가능하며 풀러렌에 직접 기능기를 도입하기 보다는 풀러렌을 포함한 박막의 표면에 기능기를 도입하는 방법에 불과하다.From this point of view, fullerene derivatives having various functional groups have been developed. For example, Korean Patent Registration No. 10-1270407 discloses functional fullerene derivatives substituted with a carboxyl group linked with an alkyl group and polymers thereof. However, in order to prepare these fullerene derivatives, they must be reacted at a high temperature for 50 hours or more, The number is limited to two, and the fluorescence properties of these substances are not mentioned at all. As another example, Korean Patent Registration No. 10-1094366 uses a method of forming a surface active group capable of binding biomolecules by treating ozone, plasma, and acid salt additives on a metal oxide film containing fullerene on a solid support , Which is specifically applicable only to metal oxides and thin films, and is merely a method of introducing a functional group onto the surface of a thin film containing fullerene, rather than directly introducing a functional group into the fullerene.

이외에 풀러렌에 직접적으로 기능기를 도입하는 방법은 J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1727 (1994)에 보고된 바 있는데, 구체적으로 유기용매에 용해된 풀러렌에 강한 촉매제인 소디움 하이드라이드(NaH)와 디에틸 브로모말로네이트(diethly bromomalonate)를 혼합하여 10시간 이상 반응시키는 방법으로 카르복실기를 가진 풀러렌 유도체를 제조하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법으로 제조한 풀러렌 유도체 역시 형광을 이용하거나 센싱에 이용된 예는 없다.In addition, a method for directly introducing a functional group into fullerene is described in J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1727 (1994). Specifically, a method in which sodium hydride (NaH) and diethyl bromomalonate, which are strong catalysts in fullerene dissolved in an organic solvent, are mixed and reacted for 10 hours or longer, ≪ / RTI > However, fullerene derivatives prepared by this method are also not used for fluorescence or sensing.

이에 본 발명자들은 물에 대한 용해도 및 이를 표지물질로 이용하여 형광 측정을 통한 생체물질의 검출이 가능한 수준으로 형광 효율이 향상된 풀러렌 유도체의 제조방법을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 복수의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 알칸이나 이의 무수물과 반응시켜 상기 히드록실기가 결합된 자리에 에스테르 결합을 통해 카르복실기를 도입하는 경우 이에 따라 제조된 풀러렌 유도체는 현저히 증가된 용해도 및 형광특성을 나타내며, 상기 도입된 카르복실기에 추가적인 반응을 통해 생체물질을 결합시킬 수 있으므로, 이의 검출에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to develop a method for preparing a fullerene derivative having enhanced fluorescence efficiency at a level capable of detecting a biomolecule through fluorescence measurement using the solubility in water as a labeling substance, and as a result, A fullerene derivative containing a plurality of hydroxyl groups bonded thereto is reacted with an alkane containing two or more carboxyl groups or an anhydride thereof to introduce a carboxyl group through an ester bond to a site where the hydroxyl group is bonded, Has a remarkably increased solubility and fluorescence property and can bind biomaterials through an additional reaction to the introduced carboxyl group and thus can be usefully used for the detection thereof.

본 발명의 하나의 목적은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제1용매에 분산시킨 용액에, 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 C3-7 알칸 또는 하기 화학식 1로 표시되는 무수물을 첨가하여 반응시키는 제1단계를 포함하는, 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for producing a polymer electrolyte fuel cell comprising adding to a solution prepared by dispersing a fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded directly or via a linker on a surface thereof a C 3-7 alkane containing two or more carboxyl groups, And then reacting the resulting mixture with an anhydride represented by the general formula (I), to thereby produce a fullerene derivative containing a carboxyl group.

본 발명의 다른 목적은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fullerene derivative comprising two or more carboxyl groups bonded to the surface directly or via a linker.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 물을 함유하는 용매에 분산시키고, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide; EDC, EDAC 또는 EDCI) 또는 이의 염을 첨가하여 반응시켜 중간체를 생성하는 제1단계; 및 상기 제1단계로부터 수득한 중간체를 일차 아민기를 포함하는 생체물질과 반응시키는 제2단계를 포함하는, 생체물질이 결합된 형광성 풀러렌 복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a fullerene derivative which comprises dispersing a fullerene derivative containing two or more carboxyl groups directly or through a linker on a surface thereof into a solvent containing water to obtain 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC, EDAC or EDCI) or a salt thereof to react to form an intermediate; And a second step of reacting the intermediate obtained from the first step with a biomaterial including a primary amine group. The present invention also provides a method for producing a conjugated biologically active fullerene complex.

상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제1용매에 분산시킨 용액에, 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 C3-7 알칸 또는 하기 화학식 1로 표시되는 무수물을 첨가하여 반응시키는 제1단계를 포함하는, 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법을 제공한다:In some embodiments for achieving the above object, the present invention is C 3 containing to a solution dispersing the fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded directly or through a linker to the surface in a first solvent, at least two carboxyl groups -7 alkane, or an anhydride represented by the following formula (1), and then reacting the resulting mixture with a carboxylic acid, to thereby produce a fullerene derivative having a carboxyl group.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016042834316-pat00001
Figure 112016042834316-pat00001

상기 l은 3 내지 7의 정수임.Wherein l is an integer of 3 to 7;

상기 반응은 피리딘 또는 이의 파라 위치에 아미노기가 치환된 피리딘 유도체인 촉매제를 더 포함하여 수행할 수 있다. 상기 촉매제는 4-디메틸아미노피리딘, 4-(1-피롤리디닐)피리딘, 및 피리딘으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 촉매제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 사용가능한 촉매제는 높은 염기성의 강한 친핵성 촉매로서, 카르복실기의 형성을 촉진할 수 있는 것이면 당업계에 공지된 촉매를 제한없이 사용할 수 있다. 이상의 촉매제를 더 포함하여 반응을 수행함으로써 반응의 속도 및 효율을 향상시킬 수 있다.The reaction may be carried out by further comprising a catalyst which is pyridine or a pyridine derivative in which the amino group is substituted at the para position. The catalyst may be at least one catalyst selected from the group consisting of 4-dimethylaminopyridine, 4- (1-pyrrolidinyl) pyridine, and pyridine, but is not limited thereto. The catalysts usable in the present invention are highly basic strong nucleophilic catalysts, and catalysts known in the art can be used without limitation as long as they can promote the formation of carboxyl groups. By further carrying out the reaction including the above catalyst, the rate and efficiency of the reaction can be improved.

상기 제1용매로는 디메틸설폭사이드, 디클로로메탄, 아세토니트릴 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The first solvent may be dimethylsulfoxide, dichloromethane, acetonitrile or a combination thereof, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 제1단계는 10 내지 40℃에서 교반하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 제1단계의 반응을 10℃ 미만의 저온에서 수행할 경우, 반응속도가 느리거나, 아예 일어나지 않을 수 있다. 한편, 40℃ 초과하는 온도에서 수행하는 경우 별도의 가열을 필요로 하므로 에너지 소모가 수반되며, 사용되는 유기용매를 증발시킬 수 있다. 예컨대, 상기 반응은 5 내지 20시간 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 반응시간은 사용되는 촉매의 존/부재 및 종류, 또는 반응 온도에 따라 당업자가 적절히 결정할 수 있다.For example, the first step may be carried out by stirring at 10 to 40 ° C, but is not limited thereto. If the reaction of the first step is carried out at a low temperature of less than 10 ° C, the reaction rate may be slow or not at all. On the other hand, when the reaction is carried out at a temperature exceeding 40 ° C, separate heating is required, so energy consumption is accompanied and the organic solvent used can be evaporated. For example, the reaction may be carried out for 5 to 20 hours, but the reaction time may be appropriately determined by a person skilled in the art depending on the zone / type and / or the reaction temperature of the catalyst to be used.

상기 제1단계를 수행한 이후에는 이로부터 제조된 생성물에 제2용매를 첨가하여, 생성된 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 침전시켜 분리하는 제2단계를 추가로 수행할 수 있다.After the first step is performed, a second step may be further performed by adding a second solvent to the product thus prepared, and separating and separating the resulting fullerene derivative containing a carboxyl group.

상기 제2용매로는 디에틸에테르, 메틸 tert-부틸 에테르 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The second solvent may be diethyl ether, methyl tert-butyl ether or a combination thereof, but is not limited thereto.

본 발명의 제조방법에 있어서, 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체는 0.01 내지 10 mg/mL 농도로 제1용매에 분산시켜 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 풀러렌 유도체의 농도가 0.01 mg/mL 미만인 경우 반응의 효율이 너무 낮을 수 있고, 10 mg/mL 초과인 경우에는 역으로 반응물이 과다하여 반응하지 못하는 풀러렌 유도체가 다량 존재하거나 불균일한 반응이 유도되어 개별 풀러렌 유도체에 도입되는 평균 카르복실기의 수가 일정하지 못할 수 있다.In the production method of the present invention, the fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded directly to the surface or through a linker may be used in a concentration of 0.01 to 10 mg / mL and dispersed in the first solvent. If the concentration of the fullerene derivative is less than 0.01 mg / mL, the efficiency of the reaction may be too low. If the concentration of the fullerene derivative is more than 10 mg / mL, the fullerene derivative may be excessively reacted, The average number of carboxyl groups introduced into individual fullerene derivatives may not be constant.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a fullerene derivative comprising two or more carboxyl groups bonded directly or via a linker to a surface.

상기 본 발명의 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체는 전술한 본 발명의 풀러렌 유도체 제조방법으로 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The fullerene derivative containing two or more carboxyl groups bonded directly or through a linker to the surface of the present invention may be one prepared by the above-described fullerene derivative manufacturing method of the present invention, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 풀러렌 유도체는 하기 반응식 1로 표시되는 반응과 유사하게 말단에 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체(예컨대, C60-TEGn; CT)를 촉매로서 4-디메틸아미노피리딘 존재하에 석신산무수물과 반응시켜 에스테르 결합에 의해 카르복실기를 포함하는 작용기가 상기 히드록시기에 결합되어 형성된 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체(예컨대, carboxylated fullerene; C60-COOH)를 제조할 수 있으나, 이는 본 발명에 따른 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제조하는 방법의 일례일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 제한되지 않는다.For example, the fullerene derivative to fullerene derivatives (e.g., C 60 -TEGn; CT) containing a hydroxy group in analogy to the reaction represented by the reaction formula 1 is reacted with a terminal succinic anhydride as a catalyst in the presence of 4-dimethylaminopyridine (For example, carboxylated fullerene; C60-COOH) containing a carboxyl group in which a functional group containing a carboxyl group is bonded to the hydroxy group by ester bond, can be prepared. However, the fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention But the scope of the present invention is not limited thereto.

예컨대, 상기 링커는 2 내지 6개의 에틸렌글리콜 반복단위로 구성된 폴리에틸렌글리콜일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the linker may be polyethylene glycol composed of 2 to 6 ethylene glycol repeating units, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 카르복실기는 카르복실기를 포함하는 작용기가 에스테르 결합을 통해 표면에 직접 또는 링커에 연결된 것일 수 있다.For example, the carboxyl group bonded directly to the surface or through the linker may be such that the functional group containing a carboxyl group is directly connected to the surface or linked to the linker through an ester bond.

예컨대, 본 발명에 따른 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체는 단일 풀러렌 유도체에 평균 2 내지 30개의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체일 수 있다. 또는 단위 풀러렌 당 평균 2 내지 10개의 카르복실기를 포함하는 유도체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, a fullerene derivative containing a carboxyl group according to the present invention may be a fullerene derivative containing an average of 2 to 30 carboxyl groups on a single fullerene derivative. Or a derivative containing an average of from 2 to 10 carboxyl groups per unit fullerene, but is not limited thereto.

본 발명에 따른, 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체는, 이와 동일한 기본 구조를 가지되 이에 에스테르 결합을 통해 연결된 카르복실기를 불포함함과 동시에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 히드록실기를 포함하는 풀러렌 유도체에 비해 물에 대한 용해도 또는 분산도, 및 동일한 파장으로 여기시 방출되는 형광 세기가 증가된 것일 수 있다.According to the present invention, a fullerene derivative having two or more carboxyl groups directly bonded to a surface thereof or through a linker has the same basic structure, and thus the carboxyl group linked through the ester bond is not included, The solubility or dispersibility in water and the fluorescence intensity emitted upon excitation at the same wavelength may be increased as compared with fullerene derivatives containing two or more hydroxyl groups.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 테트라폴리에틸렌글리콜 링커를 포함하는 말단에 히드록시기를 포함하는 플러렌 유도체를 대조군으로 사용하고, 이의 히드록시기에 에스테르 결합을 통해 카르복실기를 포함하는 작용기가 도입된 풀러렌 유도체를 제조하여 실험군으로 사용하여 물에 대한 용해도 및 형광 스펙트럼을 측정하여 비교한 바, 동일한 크기에 동일한 종류 및 갯수의 링커를 기본 골격에 포함하되 히드록시기의 위치에 카르복실기를 포함하는 작용기가 도입된 실험군 즉, 본 발명에 따른 풀러렌 유도체에서 물에 대한 용해도/분산성 및 형광 세기가 현저히 증가된 것을 확인하였다(도 4 및 실험예 5 참조).In a specific example of the present invention, a fullerene derivative containing a hydroxyl group at the terminal thereof containing a tetra-polyethylene glycol linker was used as a control group, a fullerene derivative into which a functional group containing a carboxyl group was introduced through ester bonding to the hydroxyl group was prepared, The solubilities and fluorescence spectra of water were measured and compared to find that the same group of the same type and number of linkers were included in the basic skeleton and the functional group containing a carboxyl group was introduced at the position of the hydroxy group. It was confirmed that the solubility / dispersibility and fluorescence intensity in water of the fullerene derivative were remarkably increased (see FIG. 4 and Experiment 5).

또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 물을 함유하는 용매에 분산시키고, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide; EDC, EDAC 또는 EDCI) 또는 이의 염을 첨가하여 반응시켜 중간체를 생성하는 제1단계; 및 상기 제1단계로부터 수득한 중간체를 일차 아민기를 포함하는 생체물질과 반응시키는 제2단계를 포함하는, 생체물질이 결합된 형광성 풀러렌 복합체의 제조방법을 제공한다.In another embodiment, the present invention relates to a process for producing a 1-ethyl-3- (3-tert-butylphenyl) pyrrolidine derivative by dispersing a fullerene derivative containing two or more carboxyl groups directly or via a linker on the surface of the above- (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC, EDAC or EDCI) or a salt thereof is reacted to produce an intermediate; And a second step of reacting the intermediate obtained from the first step with a biomaterial including a primary amine group. The present invention also provides a method for producing a conjugated biologically active fullerene complex.

예컨대, 상기 일차 아민기를 포함하는 생체물질은 폴리펩티드 또는 단백질일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 일차 아민기를 포함하여 카르복실기와 EDC가 반응하여 형성된 중간체와 반응하여 펩티드 결합을 통해 연결될 수 있는 물질이면 제한없이 사용할 수 있다.For example, the biomaterial including the primary amine group may be a polypeptide or a protein, but it is not limited thereto. Any substance that includes a primary amine group and is capable of reacting with an intermediate formed by the reaction of a carboxyl group and EDC to form a peptide bond, Can be used.

상기 생체물질이 결합된 형광성 풀러렌 복합체는 200 내지 400 nm의 자외선을 흡수하여 400 내지 600 nm 파장의 형광을 방출하므로, 이와 같은 형광 현상을 이용하여 200 내지 400 nm의 자외선을 조사하여 여기시킨 후 방출되는 형광을 400내지 600nm 범위의 파장에서 측정함으로써 생체물질이 결합된 형광성 풀러렌 복합체를 검출할 수 있다.The fluorescent-fullerene complex to which the biomaterial is bound absorbs ultraviolet rays of 200 to 400 nm and emits fluorescence of 400 to 600 nm. Therefore, ultraviolet rays of 200 to 400 nm are irradiated using the fluorescence phenomenon, Can be detected at a wavelength ranging from 400 to 600 nm to detect a fluorescent fullerene complex to which a biomaterial is bound.

본 발명에 따른, 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 복수의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 알칸이나 이의 무수물과 반응시켜 상기 히드록실기가 결합된 자리에 에스테르 결합을 통해 카르복실기를 도입하는 풀러렌 유도체의 제조방법은 상기 반응물로 사용되는 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체에 비해 현저히 증가된 용해도 및 형광특성을 갖는 풀러렌 유도체를 제공할 수 있으며, 또한 상기 풀러렌 유도체는 이에 포함된 카르복실기에 추가적인 반응을 통해 생체물질을 결합시킬 수 있으므로, 생체물질에 표지하여 형광을 이용한 검출에 유용하게 사용될 수 있다.The fullerene derivative containing a plurality of hydroxyl groups bonded directly to the surface or through a linker is reacted with an alkane containing at least two carboxyl groups or an anhydride thereof to form an ester bond at the site where the hydroxyl group is bonded The method of preparing a fullerene derivative introducing a carboxyl group can provide a fullerene derivative having a significantly increased solubility and fluorescence property as compared with a fullerene derivative containing a hydroxy group used as the reactant, Since the biomaterial can be bound through an additional reaction, it can be usefully used for fluorescence detection by labeling it with a biomaterial.

도 1은 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체(CT-COOT)의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 X선 광전자분광법으로 측정한 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 (a) 흡수 및 (b) 형광 스펙트럼을 나타낸 도이다. 대조군으로는 카르복실기를 불포함하는 실시예 1로부터 수득한 수용성 형광 풀러렌 유도체(CT)를 사용하였다.
도 5는 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 대조군으로는 카르복실기를 불포함하는 실시예 1로부터 수득한 수용성 형광 풀러렌 유도체(CT)를 사용하였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a method for producing a solid-state light and a water-soluble fullerene derivative (CT-COOT) having a carboxyl group according to the present invention.
2 is a graph showing a spectrum of a solid light and a water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
3 is an NMR spectrum of a solid-state light- and water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention.
Fig. 4 is a graph showing absorption of (a) absorption and (b) fluorescence spectrum of a solid-state light, water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention. As a control group, a water soluble fluorescent fullerene derivative (CT) obtained from Example 1 containing no carboxyl group was used.
FIG. 5 is a graph showing FT-IR spectra of a solid light and a water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention. As a control group, a water soluble fluorescent fullerene derivative (CT) obtained from Example 1 containing no carboxyl group was used.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1: 수용성 형광  1: water soluble fluorescence 풀러렌Fullerene 유도체의 제조 Preparation of derivatives

C60 풀러렌(MER Co.)을 2 mg/mL 농도로 톨루엔에 분산시키고, 상기 분산액 10 mL를 풀러렌의 최종 농도가 각각 0.12, 0.25, 0.5 및 1.0 mg/mL가 되도록 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol, TEG)에 1:1로 첨가하여 교반한 다음, 상기 교반된 혼합물에 리튬 하이드록사이드(LiOH) 32 mg을 첨가하여 최종 75 mM이 되도록하고 상온에서 20시간 동안 교반하였다. 이렇게 교반된 혼합물 중 분홍색을 띄던 풀러렌이 천천히 갈색으로 변한 것을 확인하고, 반응이 완료되면 에틸렌 아세테이트 200 mL를 상기 혼합물에 첨가하여 형광 풀러렌 유도체의 침전을 유도한 후, 원심분리하여 수용성 형광 풀러렌 유도체를 분리하였다. 상기 수용성 형광 풀러렌 유도체를 분리해 낸 여액에 소량의 에탄올(5 mL)를 첨가하고, 여기에 과량의 에틸렌 아세테이트(95 mL)를 여분의 형광 풀러렌 유도체의 침전을 유도하고, 분리하는 과정을 두 번 더 진행하여 최종 짙은 갈색의 수용성 형광 C60 풀러렌 유도체를 제조하였다.C60 fullerene (MER Co.) was dispersed in toluene at a concentration of 2 mg / mL, and 10 mL of the dispersion was dispersed in tetraethylene glycol (TEG) such that the final concentrations of fullerene were 0.12, 0.25, 0.5 and 1.0 mg / ), And the mixture was stirred. Then, 32 mg of lithium hydroxide (LiOH) was added to the stirred mixture to obtain a final concentration of 75 mM, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. When the reaction was completed, 200 mL of ethylene acetate was added to the mixture to induce the precipitation of the fluorescent fullerene derivative, and then centrifuged to obtain a water-soluble fluorescent fullerene derivative Respectively. The water-soluble fluorescent fullerene derivative was separated, and a small amount of ethanol (5 mL) was added to the solution, and then an excessive amount of ethylene acetate (95 mL) was added to induce precipitation of the extra fluorescent fullerene derivative. The separation procedure was further carried out twice to prepare a final dark brown aqueous fluorescent C60 fullerene derivative.

실시예Example 2: 생체물질 결합 가능한  2: biomaterial binding possible 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의 제조 Preparation of derivatives

상기 실시예 1로부터 수득한 수용성 형광 풀러렌 유도체 10 mg을 디메틸설폭사이디(dimethyl sulfoxide, DMSO)에 분산시키고, 상기 분산액에 석신산무수물(succinic anhydride) 50 mg과 4-디메틸아미노피리딘(4-(dimethylamino)pyridine) 15 mg을 첨가하고 상온에서 20시간 동안 교반하였다. 반응이 완료되면, 디에틸에테르(diethyl ether) 100 mL를 첨가하여 형광 풀러렌 유도체의 침전을 유도한 후, 원심분리하여 생체물질 결합 가능한 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 분리하였다. 상기 생체물질 결합 가능한 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 분리해 낸 여액에 소량의 메탄올(5 mL)를 첨가하고, 여기에 과량의 디에틸에테르(95 mL)를 첨가하여 여분의 형광 풀러렌 유도체의 침전을 유도하고, 분리하는 과정을 두 번 더 진행하여 카르복실기를 갖는 생체물질 결합 가능한 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 제조하였다. 이상의 합성방법을 도 1에 개략적으로 나타내었다.10 mg of the water-soluble fluorescent fullerene derivative obtained in Example 1 was dispersed in dimethyl sulfoxide (DMSO), and to this dispersion were added 50 mg of succinic anhydride and 4-dimethylaminopyridine ) pyridine (15 mg), and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. When the reaction was completed, 100 mL of diethyl ether was added to induce precipitation of the fluorescent fullerene derivative, and then centrifugation was performed to separate the solid light and the water-soluble fullerene derivative capable of binding to the biomolecule. A small amount of methanol (5 mL) was added to the filtrate from which the biomaterial-binding solid light and the water-soluble fullerene derivative were separated, and excess diethyl ether (95 mL) was added to precipitate the excess fluorescent fullerene derivative The process of separation and derivation was conducted two more times to prepare a solid - state light - and water - soluble fullerene derivative having a carboxyl group capable of binding to a biomaterial. The above synthesis method is schematically shown in Fig.

실시예Example 3:  3: 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체와 생체물질과의 결합체 제조 Preparation of conjugates between derivatives and biomaterials

상기 실시예 2로부터 수득한 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 10 mg/mL 농도로 인산완충용액(pH 7.4)에 분산시키고, 상기 분산액에 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디아미드 하이드로클로라이드(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carboamide hydrochloride, EDC)를 0.4 M이 되도록 첨가하고 상온에서 30분 동안 반응시켰다. 반응을 완료한 후, 센트리콘을 이용하여 과량의 EDC를 제거하였다. 상기와 같이 센트리콘을 이용하여 분리한 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 인산완충용액(pH 7.4)에 재분산시키고, 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA)을 10mg/mL 농도로 분산시킨 용액 50 μl를 첨가하여 4℃에서 3시간 동안 반응시켰다. 반응을 완료한 후, 스핀컬럼을 이용하여 생체물질로서 BSA가 결합된 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체를 정제하였다.The solid-state light and water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group obtained in Example 2 was dispersed in a phosphate buffer (pH 7.4) at a concentration of 10 mg / mL, and 1-ethyl-3- (3- (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carboamide hydrochloride, EDC) was added to the reaction mixture at 0.4 M and reacted at room temperature for 30 minutes. After the reaction was completed, excess EDC was removed using Centricon. 50 μl of a solution in which bovine serum albumin (BSA) was dispersed at a concentration of 10 mg / ml was redispersed in a phosphoric acid buffer solution (pH 7.4) and the solid-state light and water-soluble fullerene derivative separated using centricons as described above And the mixture was allowed to react at 4 ° C for 3 hours. After completion of the reaction, solid-state light and water-soluble fullerene derivatives to which BSA was bound as a biomaterial were purified using a spin column.

실험예Experimental Example 1: 카르복실기를 갖는  1: having a carboxyl group 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의  Derivative XPSXPS 분석 analysis

상기 실시예 1 및 2에 따라 제조한 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 화학적 조성을 확인하기 위하여 X선 광전자 스펙트럼을 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.X-ray photoelectron spectra were measured to confirm the chemical composition of the solid-state light-soluble and highly water-soluble fullerene derivatives having carboxyl groups prepared according to Examples 1 and 2, and the results are shown in FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, C1s에 대한 커브 피팅 그래프로 C-C 결합을 나타내는 284 eV, C-O 결합을 나타내는 285 eV 그리고 O-C=O 결합을 나타내는 288 eV 근처에서 피크를 확인할 수 있었다. 이로부터 방향족 탄소에 산소가 결합 된 것을 확인하였으며, 또한 본 발명에 따른 풀러렌 유도체가 카르복실기를 포함함을 확인하였다.As shown in Fig. 2, a curve fitting curve for C1s showed a peak near 284 eV representing C-C bond, 285 eV representing C-O bond and 288 eV representing O-C = O bond. From this, it was confirmed that oxygen was bonded to the aromatic carbon, and that the fullerene derivative according to the present invention contained a carboxyl group.

실험예Experimental Example 2: 카르복실기를 갖는  2: having a carboxyl group 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의 NMR 분석 NMR analysis of derivatives

상기 실시예 1 및 2에 따라 제조한 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 화학적 구조를 확인하기 위하여 NMR 스펙트럼을 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.NMR spectra were measured to confirm the chemical structures of the solid-state light and water-soluble fullerene derivatives having carboxyl groups prepared according to Examples 1 and 2, and the results are shown in FIG.

도 3에 나타난 바와 같이, 의 스펙트럼은 카르복실기를 가진 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체에 대한 13C-NMR 스펙트럼 분석 결과를 나타낸다. 본 그래프에서 에테르(R-O-R) 카본에 상응하는 δ181.5 ppm, δ182.4 ppm과 2차(CR2H2)카본에 상응하는 δ23.2 ppm에서 피크를 확인함으로써 풀러렌의 방향족 탄소에 산소가 결합 된 것을 알 수 있었다. 또한 4차(CR4) 카본에 상응하는 δ34.13 ppm에서의 피크를 통해 카르복실기가 도입되었음을 확인하였다.As shown in FIG. 3, the spectrum of FIG. 3 shows the results of 13 C-NMR spectrum analysis of solid-state light and water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group. In this graph, by confirming the peaks at δ181.5 ppm, δ182.4 ppm corresponding to ether (ROR) carbon and δ23.2 ppm corresponding to the secondary (CR 2 H 2 ) carbon, oxygen is bonded to the aromatic carbon of the fullerene . It was also confirmed that a carboxyl group was introduced through a peak at? 34.13 ppm corresponding to quaternary (CR 4 ) carbon.

실험예Experimental Example 3: 카르복실기를 갖는  3: having a carboxyl group 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의 광학특성 분석 Optical characterization of derivatives

대조군으로 사용한 실시예 1에 따라 제조된 수용성 형광 풀러렌 유도체(CT)와 실시예 2에 따라 제조된 카르복실기를 가진 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체(C60-COOH)의 흡수 및 형광 스펙트럼을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.The absorption and fluorescence spectra of the water-soluble fluorescent fullerene derivative (CT) prepared according to Example 1 used as a control group and the solid-state light and highly water-soluble fullerene derivative (C60-COOH) having a carboxyl group prepared according to Example 2 were measured, 4.

도 4a에 나타난 바와 같이, 동일한 농도(0.1 mg/mL 증류수 용액)의 시료에 대해 UV 영역에서 넓은 흡수 스펙트럼을 갖는 CT와 달리 C60-COOH 는 212 nm와 278 nm에서 강한 흡수 피크를 나타내었다. 한편, 도 4b에 나타난 바와 같이, 동일한 농도(1 mg/mL 증류수 용액)의 시료에 350 nm 여기광을 조사하여 측정한 형광 스펙트럼에서, CT는 약 543 nm에서 형광피크를 나타내었으며 C60-COOH는 485 nm에서 형광피크를 나타내었다. 뿐만아니라, 형광의 세기 또한 CT에 비해 현저히 증가하였으므로, 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 풀러렌 유도체는 고형광을 나타내는 풀러렌 유도체임을 확인하였다.As shown in Fig. 4A, C60-COOH exhibited strong absorption peaks at 212 nm and 278 nm, unlike CT with a wide absorption spectrum in the UV region for samples of the same concentration (0.1 mg / mL distilled water solution). On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the fluorescence spectrum measured by irradiating 350 nm excitation light to a sample of the same concentration (1 mg / mL of distilled water solution), CT showed fluorescence peak at about 543 nm, and C60-COOH And a fluorescence peak at 485 nm. In addition, since the intensity of fluorescence also significantly increased compared to that of CT, it was confirmed that the fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention is a fullerene derivative exhibiting solid light.

실험예Experimental Example 4: 카르복실기를 갖는  4: having a carboxyl group 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의 FT-IR 분석 FT-IR analysis of derivatives

대조군으로 사용한 실시예 1에 따라 제조된 수용성 형광 풀러렌 유도체(CT)와 실시예 2에 따라 제조된 카르복실기를 가진 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체(C60-COOH)의 유도체의 화학구조를 확인하기 위하여, 적외선 스펙트럼(Bruker Optics IF66)을 측정하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.In order to confirm the chemical structure of the water soluble fluorescent fullerene derivative (CT) prepared according to Example 1 used as a control and the derivative of the solid light and high water soluble fullerene derivative (C60-COOH) having a carboxyl group prepared according to Example 2, infrared The spectrum (Bruker Optics IF66) was measured and the results are shown in Fig.

도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 카르복실기를 가진 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체의 스펙트럼은 C-O 신축진동(stretching vibration)을 나타내는 1056 내지 1160 cm-1, 방향족고리 C-C 신축진동(stretching vibration)을 나타내는 1425 cm-1, 1588 cm-1 및 O-H 신축진동(stretching vibration)을 나타내는 3423 cm-1에서 흡수 피크를 갖는 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 유도체 C60-COOH가 방향족 탄소(aromatic carbon)에 결합된 산소(oxygen)를 포함함을 나타내는 것이며, 대조군으로 사용한 CT에 대한 스펙트럼과 비교하여 대조군에는 나타나지 않는 C=O 신축진동(stretching vibration)을 나타내는 1719 cm-1에서의 흡수 피크를 추가로 나타내는 바, 이는 본 발명에 따른 유도체 C60-COOH에 카르복실기가 도입되었음을 나타내는 것이다.As shown in FIG. 5, the spectrum of the solid-state light and water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention exhibits stretching vibration of 1056 to 1160 cm -1 , aromatic ring CC indicating stretching vibration of CO 1425 cm -1 , 1588 cm -1 and an absorption peak at 3423 cm -1 indicating OH stretching vibration. This indicates that the derivative C60-COOH according to the present invention contains oxygen bonded to an aromatic carbon, and compared with the spectrum for CT used as the control group, the C = O stretching vibration stretching vibration at 1719 cm < -1 & gt ;, indicating that the carboxyl group was introduced into the derivative C60-COOH according to the present invention.

실험예Experimental Example 5: 카르복실기를 갖는  5: having a carboxyl group 고형광Solid light , , 고수용성Highly soluble 풀러렌Fullerene 유도체의 물에 대한 분산성 측정 Determination of dispersibility of derivatives in water

상기 본 발명의 실시예 1 및 2에 따라 제조한 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체(C60-COOH)의 물에 대한 분산성을 확인하기 위하여, 수득한 풀러렌 유도체를 물에 분산시키고 ELS-Z(Otska, Japan)를 이용하여 전기음성도(zeta-potential)를 측정였다. 비교예로는 상기 실시예 1에 따라 제조한 수용성 형광 풀러렌 유도체(CT)를 사용하였다. 측정된 전기 음성도는 대조군과 실험군에서 각각 -22 mV 및 -33 mV로 대조군인 CT에 비해 실험군이 C60-COOH가 보다 음의 전하(negative charge)를 띄는 것을 확인하였다. 이는 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 고형광, 고수용성 풀러렌 유도체가 극성이 물에 보다 잘 분산됨을 나타내는 것이다. 나아가, 농도를 달리하여 물에 분산된 풀러렌 유도체를 관찰한 바, 본 발명에 따른 풀러렌 유도체는 20 mg/mL의 고농도까지 뭉침 현상 없이 노란 용액 상태로 존재하는 것을 확인하였으며, 이는 본 발명에 따른 카르복실기를 갖는 풀러렌 유도체의 물에 대한 분산성이나 용해도가 매우 높음을 나타내는 것이다.In order to confirm the dispersibility of the solid-state light and the water-soluble fullerene derivative (C60-COOH) having carboxyl groups prepared according to Examples 1 and 2 of the present invention on water, the obtained fullerene derivative was dispersed in water, and ELS-Z (Zeta-potential) was measured using an electrophysiologic assay (Otska, Japan). As a comparative example, a water soluble fluorescent fullerene derivative (CT) prepared according to Example 1 was used. The measured electronegativity was -22 mV and -33 mV in the control and experimental groups, respectively, and it was confirmed that C60-COOH had a negative charge in the experimental group compared to the control group CT. This indicates that the solid light and the water-soluble fullerene derivative having a carboxyl group according to the present invention have better polarity in water. Furthermore, the fullerene derivative according to the present invention was found to be present in a yellow solution state at a high concentration of 20 mg / mL without aggregation, Of the fullerene derivative has a very high dispersibility or solubility in water.

Claims (16)

표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제1용매에 분산시킨 용액에, 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 C3-7 알칸 또는 하기 화학식 1로 표시되는 무수물을 첨가하여 반응시키는 제1단계를 포함하는, 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체의 제조방법으로서,
상기 링커는 2 내지 6개의 에틸렌글리콜 반복단위로 구성된 폴리에틸렌글리콜인 것인 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112017108026368-pat00002

상기 l은 3 내지 7의 정수임.
A C 3-7 alkane containing two or more carboxyl groups or an anhydride represented by the following formula (1) is added to a solution in which a fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded directly to the surface or via a linker is dispersed in a first solvent A method for producing a fullerene derivative containing a carboxyl group,
Wherein the linker is polyethylene glycol consisting of 2 to 6 ethylene glycol repeating units:
[Chemical Formula 1]
Figure 112017108026368-pat00002

Wherein l is an integer of 3 to 7;
제1항에 있어서,
상기 반응은 피리딘 또는 이의 파라 위치에 아미노기가 치환된 피리딘 유도체인 촉매제를 더 포함하여 수행하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction is carried out by further comprising a catalyst which is pyridine or a pyridine derivative in which the amino group is substituted at the para position.
제1항에 있어서,
상기 제1용매는 디메틸설폭사이드, 디클로로메탄, 아세토니트릴 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first solvent is selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, dichloromethane, acetonitrile, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 제1단계는 10 내지 40℃에서 교반하여 수행되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first step is carried out with stirring at 10 to < RTI ID = 0.0 > 40 C. < / RTI >
제1항에 있어서,
제1단계 생성물에 제2용매를 첨가하여, 생성된 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체를 침전시켜 분리하는 제2단계를 추가로 포함하는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising a second step of adding a second solvent to the first-step product to precipitate and separate the fullerene derivative containing the produced carboxyl group.
제5항에 있어서,
상기 제2용매는 디에틸에테르, 메틸 tert-부틸 에테르 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the second solvent is selected from the group consisting of diethyl ether, methyl tert-butyl ether, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 하나 이상의 히드록시기를 포함하는 풀러렌 유도체를 제1용매에 분산시킨 용액은 0.01 내지 10 mg/mL 농도로 사용되는 것인 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solution in which the fullerene derivative containing at least one hydroxyl group bonded directly to the surface or through the linker is dispersed in the first solvent is used at a concentration of 0.01 to 10 mg / mL.
표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체로서,
상기 링커는 2 내지 6개의 에틸렌글리콜 반복단위로 구성된 폴리에틸렌글리콜인 것인 풀러렌 유도체.
As fullerene derivatives containing two or more carboxyl groups bonded directly to the surface or through a linker,
Wherein the linker is a polyethylene glycol composed of 2 to 6 ethylene glycol repeating units.
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 카르복실기는 카르복실기를 포함하는 작용기가 에스테르 결합을 통해 표면에 직접 또는 링커에 연결된 것인 풀러렌 유도체.
9. The method of claim 8,
The carboxyl group bonded to the surface directly or via a linker is a functional group containing a carboxyl group, which is directly or indirectly linked to a linker through an ester bond.
제8항에 있어서,
단일 풀러렌 유도체에 평균 2 내지 30개의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체.
9. The method of claim 8,
A fullerene derivative comprising an average of 2 to 30 carboxyl groups on a single fullerene derivative.
제8항에 있어서,
상기 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체는, 이와 동일한 기본 구조를 가지되 이에 에스테르 결합을 통해 연결된 카르복실기를 불포함함과 동시에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 히드록실기를 포함하는 풀러렌 유도체에 비해 물에 대한 용해도 또는 분산도, 및 동일한 파장으로 여기시 방출되는 형광 세기가 증가된 것인 풀러렌 유도체.
9. The method of claim 8,
A fullerene derivative having two or more carboxyl groups bonded directly to the surface or through a linker has the same basic structure and thus does not contain a carboxyl group linked through an ester bond and simultaneously has two or more Wherein the solubility or dispersibility in water and the fluorescence intensity emitted upon excitation at the same wavelength are increased compared to a fullerene derivative containing a hydroxyl group.
제8항에 있어서,
상기 풀러렌 유도체는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 것인 풀러렌 유도체.
9. The method of claim 8,
Wherein the fullerene derivative is produced by the production method according to any one of claims 1 to 7.
삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 표면에 직접 또는 링커를 통해 결합된 2개 이상의 카르복실기를 포함하는 풀러렌 유도체는 200 내지 400 nm의 자외선으로 여기시켜, 400 내지 600 nm 파장의 형광으로 검출 가능한 것인 풀러렌 유도체.9. The method of claim 8,
Wherein the fullerene derivative comprising two or more carboxyl groups bonded to the surface directly or through a linker is excited with ultraviolet light of 200 to 400 nm and is detectable by fluorescence of a wavelength of 400 to 600 nm.
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Nucleic Acid Research, 1997, 25, 18, pp. 3629-3635*
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