N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物及其制备方法和在检测酯酶中的应用技术

本发明专利技术涉及涉及N‑叠氮基乙酰‑D‑甘露糖胺衍生物在检测酯酶中的应用。本发明专利技术主要涉及如下式(I)所示的N‑叠氮基乙酰‑D‑甘露糖胺衍生物及其制备方法和在检测酯酶中的应用：

【技术实现步骤摘要】
N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物及其制备方法和在检测酯酶中的应用
本专利技术涉及N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物及其制备方法和应用，尤其涉及N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物在检测酯酶中的应用。
技术介绍
真核细胞中，多糖参与着细胞膜的构建，在细胞的信息交流、相互作用等方面具有重要作用。然而细胞中的多糖分子结构各异，人们对其进行标记和功能研究存在一定的困难。化学修饰的一些非天然糖类可以通过细胞的糖代谢过程在细胞膜上表达出多糖，从而为多糖功能的研究提供了新的方法。无需催化剂催化的生物正交点击反应因具有特异性高、反应速度快、生物相容性好等优点正成为一种安全有效的细胞检测和标记的方法，在癌细胞的标记和纳米粒子的体内靶向给药等方面具有潜在的应用，受到人们的日益关注。然而，无需催化剂催化的生物正交点击反应对细胞功能的影响及其对疾病的治疗功效还有待进一步的研究，且基于糖代谢过程以及利用生物正交点击反应来检测生物体内化合物的工作还很少被报道，因此对生物正交点击反应和糖代谢过程的研究对于多糖的检测和标记、癌细胞的识别与治疗、药物释放、生物分子的检测等方面具有重要意义。此外，酯酶是一种重要的药物靶向物和前药激活剂，酯酶活性与很多药物和前药的新陈代谢有关。酯酶探针在评估各种带酯键的药物的治疗功效方面具有重要的应用，但是目前很多检测酯酶的荧光探针还远远不能达到令人满意的程度，因此，利用生物正交点击反应和糖代谢过程检测酯酶的方法为研究酯酶的功能提供了一种新的途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物。本专利技术的另一目的在于提供上述N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供上述N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物在检测酯酶中的应用。本专利技术通过如下技术方案实现：下式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物：其中，R1选自为H、F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基、-CO-C1-6烷基、-CO-NH-C1-6烷基、-COOC1-6烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基任选被如下基团取代：F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基；R2、R3相同或不同，彼此独立地选自为O、S、NH、NMe；n1、n2相同或不同，彼此独立地选自为1-4的整数；表示a键(直立键)或e键(平伏键)。根据本专利技术的实施方案，所述R1选自为H、F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基、-CO-C1-6烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基任选被如下基团取代：F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2。根据本专利技术的实施方案，R2选自为O、S或NH，R3选自为O或S。根据本专利技术的实施方案，n1、n2相同或不同，彼此独立地选自为1或2。作为实例，所述式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物选自包括但不限于如下化合物：本专利技术还提供上述式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物的制备方法，包括如下步骤：其中，R1、R2、R3、n1、n2、如上面所定义；化合物(III)与化合物(II)进行反应，得到式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物。根据本专利技术，化合物(III)与化合物(II)的摩尔比为1:(1～6)，例如为1:(2～5)。所述反应优选在缚酸剂的存在下进行；所述缚酸剂选自有机碱，例如三乙胺、N,N-二异丙基乙胺或其混合物。所述反应在溶剂环境下进行，所述溶剂优选为二氯甲烷和四氢呋喃构成的混合溶剂。根据本专利技术，所述制备方法还包括使用硅胶柱层析法对得到的式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物进行分离提纯。根据本专利技术，所述方法还包括化合物(III)的制备，包括：其中，R3、n2、如上面所定义；将化合物(IV)与四丁基氟化铵反应，得到化合物(III)。根据本专利技术，所述反应在溶剂环境下进行，所述溶剂优选为四氢呋喃。化合物(IV)与四丁基氟化铵的摩尔比为1:(0.5～6)，例如为1:(1～3)。根据本专利技术，所述化合物(IV)可参考文献中记载的方法进行制备。根据本专利技术，式(I)化合物可以与带炔基的近红外荧光染料特别是既具有二苯基环辛炔结构又具有近红外发光性质的染料，例如花菁素Cy5.5二苯基环辛炔(DBCO-Cy5.5)，发生不需要催化剂催化的点击反应。本专利技术还提供式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物用于检测酯酶的用途。根据本专利技术，所述检测可以在体外进行，也可以用于检测细胞中的酯酶。根据本专利技术，所述检测在既具有二苯基环辛炔结构又具有近红外荧光发光结构的染料的存在下进行，例如在花菁素Cy5.5二苯基环辛炔(DBCO-Cy5.5)的存在下进行。有益效果1)本专利技术所述式(I)化合物可与带炔基的近红外荧光染料DBCO-Cy5.5发生不需要催化剂催化的点击反应。2)本专利技术所述式(I)化合物与DBCO-Cy5.5的反应产物可以与酯酶发生酶解反应，使酯键断裂。进而可以用质谱法、高效液相色谱法、吸收光谱法等方法进行检测，从而实现体外检测酯酶的目的。3)本专利技术所述式(I)化合物可以与酯酶发生水解反应，而不与生物体内的其他化合物发生反应，因此式(I)化合物对酯酶具有选择性响应，表现出较高的专一性。4)本专利技术所述式(I)化合物可用于检测细胞中的酯酶。5)本专利技术所述式(I)化合物被细胞内的酯酶水解之后，生成可以直接参与细胞糖代谢过程的式(III)化合物，式(III)化合物经过一系列的糖代谢过程，最终在细胞膜表面表达出带有叠氮基团的多糖，该多糖可以与加入到细胞培养基中的带有炔基的近红外荧光染料DBCO-Cy5.5发生不需要催化剂催化的点击反应，因此在细胞膜上表达的带有叠氮基团的多糖就被标记上了Cy5.5的近红外荧光，同时实现了检测细胞内酯酶的目的。术语定义和说明：除非另有定义，否则本文所有科技术语具有的涵义与权利要求主题所属领域技术人员通常理解的涵义相同。应理解，上述简述和下文的详述为示例性且仅用于解释，而不对本申请主题作任何限制。在本申请中，除非另有说明，所用术语“包括”以及其它形式，例如“包含”、“含”和“含有”并非限制性。术语“烷基”指具有1-6个，优选1-3个碳原子的直链或支链烷基，所述烷基例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基。术语“芳基”应理解为优选表示具有6～20个碳原子的一价芳香性或部分芳香性的单环、双环或三环烃环，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.下式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物：/n

【技术特征摘要】
1.下式(I)所示的N-叠氮基乙酰-D-甘露糖胺衍生物：



其中，R1选自为H、F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基、-CO-C1-6烷基、-CO-NH-C1-6烷基、-COOC1-6烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基任选被如下基团取代：F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基；
R2、R3相同或不同，彼此独立地选自为O、S、NH、NMe；
n1、n2相同或不同，彼此独立地选自为1-4的整数；

表示a键或e键。


2.根据权利要求1所述的衍生物，其特征在于，R1选自为H、F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2、-N3、C1-6烷基、C1-6烷氧基、-CO-C1-6烷基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基；所述芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、杂环基、杂环基氧基任选被如下基团取代：F、Cl、Br、I、-OH、-NH2、-NO2；
R2选自为O、S或NH，R3选自为O或S；
n1、n2相同或不同，彼此独立地选自为1或2。


3.根据权利要求1或2所述的衍生物，其特征在于，所述衍生物选自包括但不限于如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国强，鲁凤仙，胡睿，王双青，郭旭东，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京;11