一种基于萘酰亚胺的双信号turn‑on的甲醛荧光纳米探针中间体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种线粒体靶向的双信号turn‑on的甲醛荧光纳米探针中间体(V)的制备方法及应用，方法为：以对羟基苯甲醛为起始原料，在缚酸剂的存在下，温度为60‑70℃下进行活化，再以3‑溴丙炔为亲核试剂，在丙酮溶剂中发生亲核取代反应，得到化合物(II)；化合物(II)利用氨甲醇溶液在0℃下进行氨化，加入丙烯基硼酸邻二叔醇酯，混合后温度控制在25‑35℃下进行反应，得到化合物(III)，3‑甲酰基‑4‑羟基‑1,8‑萘酰亚胺和化合物(III)，在路易斯酸、还原剂作用下，先发生席夫碱反应，再发生还原反应，得化合物(V)。化合物(V)可作为制备双信号turn‑on的甲醛荧光纳米探针中间体。该纳米探针与甲醛反应后得到两个自由的荧光物质，从而实现双turn‑on的效果，提高了检测准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于萘酰亚胺的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针中间体及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种基于萘酰亚胺的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针中间体及其制备方法与应用。
技术介绍
1、由于荧光探针具备灵敏、专一、容易操作、可用于活细胞或组织实时检测等优点，受到研究人员关注。甲醛作为一种易挥发和难消除的气体，容易引起人类癌症以及其它恶性疾病，给人类造成很大的困扰。当今，急需要开发新的检测技术来对甲醛进行细胞或者组织进行甲醛检测的技术，用于发现更多的甲醛致病的机理。2、如今，大部分荧光探针在被分析物检测时只具备单信号turn-on输出的特征，然而单个信号turn-on输出容易受到外环境的影响而不能得到准确的检测结果。因此，需要开发一个双信号turn-on输出的甲醛荧光纳米探针，也就是，在检测甲醛时，我们可以选择两个不同的激发光进行激发从而得到两个对应的turn-on发射信号，达到一个自验证的效果，减少环境以及其它因素的干扰。本专利技术目的在于开发一个基于萘酰亚胺的双信号turn-on输出的甲醛荧光纳米探针的中间体化合物，该化合物中萘酰亚胺由于其疏水性，可以导致我们合成的荧光探针自组装。
技术实现思路
本专利技术目的是一种基于萘酰亚胺的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针中间体及其制备方法与应用。本专利技术为实现上述目的采用以下技术方案：一种如式(V)所示的化合物：一种如式(V)所示的化合物的制备方法：(1)以对羟基苯甲醛为起始原料，在缚酸剂的存在下，于温度为60-70℃下进行活化，然后以3-溴丙炔为亲核试剂，温度60-70℃下，在丙酮溶剂中发生亲核取代反应，经后处理A得到化合物(II)；(2)将步骤(1)得到的化合物(II)利用氨甲醇溶液在0℃下进行氨化，在0℃下加入丙烯基硼酸邻二叔醇酯，混合后温度控制在25-35℃下进行反应，经后处理B得到化合物(III)；(3)以式(IV)所示的3-甲酰基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺和步骤(2)制备的化合物(III)为起始原料，在路易斯酸、还原剂作用下，在温度20-30℃下于有机溶剂中先发生席夫碱反应，然后再发生还原反应，经后处理C制备得式(V)所示化合物；进一步，步骤(1)中所述的缚酸剂为碳酸钾。所述缚酸剂的物质的量用量为对羟基苯甲醛的1.5倍当量。进一步，步骤(1)中所述对羟基苯甲醛与3-溴丙炔的物质的量比为1:1.5～3，优选为1:2。进一步，步骤(2)中所述氨甲醇溶液中的氨浓度为7mol/L。进一步，步骤(2)中所述化合物(II)与氨甲醇溶液中的氨的理论物质的量比为1：6～20，优选为1：10。进一步，步骤(2)中所述化合物(II)与丙烯基硼酸邻二叔醇酯的理论物质的量比为1：1.2～2，优选为1:1.5。进一步，步骤(3)中所述式(IV)所示的3-甲酰基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺与式(III)所示化合物的物质的量比为1:1～1.6，优选为1：2。进一步，步骤(3)中所述路易斯酸为乙酸。进一步，步骤(3)中所述式(IV)所示的3-甲酰基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺与路易斯酸的物质的量比例为1:8～20，优选为1:10。进一步，步骤(3)中所述还原剂为三乙酰氧基硼氢化钠。进一步，步骤(3)中所述式(IV)所示的3-甲酰基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺与还原剂的物质的量比为1:3～6，优选为1:4。进一步，本专利技术所述后处理A为：反应液减压旋蒸除去溶剂后加入水，乙酸乙酯萃取，合并有机相，取有机相用水以及饱和食盐水洗涤数次，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干溶剂，经柱层析分离后得到目标产物，洗脱剂为体积比1:10的乙酸乙酯和石油醚；所述后处理B为：反应液减压旋蒸除去溶剂，粗产物进行层析柱分离后得到目标产物，洗脱剂为体积比40:1的二氯甲烷和甲醇。所述后处理C为：反应液减压旋蒸除去溶剂，粗产物进行层析柱分离后得到目标产物，洗脱剂为体积比20:1的二氯甲烷和甲醇。进一步，本专利技术提供一种式(V)所示的化合物作为制备双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针中间体的应用。更进一步，通过式(V)所示的化合物制备所述的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针的制备方法如下：将化合物(VI)与3-叠氮丙胺发生酰胺反应生成化合物(VII)；再将式(V)所示的化合物与化合物(VII)在一价铜的催化下，生成化合物(I)；再将化合物(I)溶于DMSO作为母液，用超纯水或PBS缓冲液或细胞培养液稀释，超声数分钟，然后剧烈震荡，化合物(I)自组装得到所述双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针；本专利技术化合物(IV)为公开的化合物，其制备方法可参考文献[H.Park,S.-K.Chang,Signalingofwatercontentinorganicsolventsbysolvatochromismofahydroxynaphthalimide-basedmerocyaninedye,DyesPigm.122(2015)324–330]。所述双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针反应路线如下：更进一步，本专利技术所述的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针制备方法具体为：(1)化合物(VI)与3-叠氮丙胺按物质的量比1:1.2反应，经后处理D制备得化合物(VII)；反应温度为室温，反应时间为10小时，反应溶剂为二氯甲烷；(2)将化合物(V)与化合物(VII)按理论物质的量比1:1在一价铜催化下反应，蒸干溶剂，粗产物利用高效液相色谱纯化得到化合物(I)；反应温度为室温，反应时间为6小时，反应溶剂为四氢呋喃和水；(3)将化合物(I)溶于DMSO配制成浓度为0.1～2mM的探针母液，用超纯水或PBS缓冲液或DMEM培养基稀释成原来母液体积的99倍，超声数分钟，然后剧烈震荡，化合物(I)自组装得到所述荧光纳米探针。以上方法步骤(1)中可加入1-羟基苯并三氮唑、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐作为酰胺反应缩合剂,三乙胺作为缚酸剂，三者物质的量比推荐为3:3:4。以上方法所述后处理D为：反应液采用薄层层析进行分离，展开剂为体积比20:1的二氯甲烷和甲醇，得到目标化合物。进一步，本专利技术所制备的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针可用于检测甲醛浓度。进一步，本专利技术所述甲醛以水溶液形式存在，浓度为0～5mmol/L，所述浓度为0的含义为无限接近于0但不等于0。更进一步，本专利技术所述甲醛优选为细胞内甲醛，浓度为0～1mmol/L。再进一步，本专利技术所述细胞为人乳腺癌细胞MCF-7。本专利技术上述的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针即为线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针nano-MTDF，简称纳米探针nano-MTDF。本专利技术所述由化合物(I)自组装的可作为一种线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光纳米探针，可应用于甲醛的荧光定量检测。所述的定量甲醛浓度的荧光检测原理为：以纳米探针nano-MTDF作为荧光探针，与甲醛进行反应后，生成中间产物，随后2-氮杂-柯普重排以及水解，生成荧光物质化合物VIII和化合物IX，测定在激发为440nm以及535nm下的荧光强度变化，从而获得甲醛浓度。使用本专利技术的新型线粒体靶向的双信号turn-on的甲醛荧光探针检测水中甲醛浓度的原理如下所示：本专利技术线粒体靶向的双信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种如式(V)所示的化合物：

【技术特征摘要】
1.一种如式(V)所示的化合物：2.一种如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于所述制备方法为：(1)以对羟基苯甲醛为起始原料，在缚酸剂的存在下，于温度为60-70℃下进行活化，然后以3-溴丙炔为亲核试剂，温度60-70℃下，在丙酮溶剂中发生亲核取代反应，经后处理A得到化合物(II)；(2)将步骤(1)得到的化合物(II)利用氨甲醇溶液在0℃下进行氨化，在0℃下加入丙烯基硼酸邻二叔醇酯，混合后温度控制在25-35℃下进行反应，经后处理B得到化合物(III)；(3)以式(IV)所示的3-甲酰基-4-羟基-1,8-萘酰亚胺和步骤(2)制备的化合物(III)为起始原料，在路易斯酸、还原剂作用下，在温度20-30℃下于有机溶剂中先发生席夫碱反应，然后再发生还原反应，经后处理C制备得式(V)所示化合物；3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述对羟基苯甲醛与3-溴丙炔的物质的量比为1:1.5～3。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的缚酸剂为碳酸钾。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述化合物(II)：氨甲醇溶液中的氨：丙烯基硼酸邻二叔醇酯的理论物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勍，谢振达，应莎莎，朱伸，赵成艳，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33