本发明专利技术公开了如下三个7‑硝基苯并‑2‑氧杂‑1,3‑二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)类化合物及其药学上可接受的盐，其制备方法和和用途。本发明专利技术的关键点在于：如下化合物是一种带荧光素的脱氧葡萄糖类似物，用于监测活细胞组织对葡萄糖的摄取，是判断细胞活力的指标之一，也用于监测局部肿瘤形成。也可作为葡萄糖转运检测方法中高灵敏度的荧光标记物。
7-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazole-deoxyglucosamine, its preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑脱氧氨基葡萄糖、其制备方法及应用
本专利技术属于医药
本专利技术涉及一系列含7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)的合成方法，和此类化合物作为一种带荧光素的葡萄糖替代物在检测葡萄糖转运方法中的应用。
技术介绍
葡萄糖是细胞主要的能量来源，外界葡萄糖需要通过细胞膜上转运蛋白实现葡萄糖的跨膜转运过程。哺乳动物细胞有两类主要的葡萄糖转运蛋白，一类是易化扩散的葡萄糖转运体(glucosetransporter,GLUT)，以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖，其转运过程不消耗能量；另一类是钠依赖的葡萄糖转运体(sodiumdependentglucosecotransporter,SGLT)，以主动方式逆浓度梯度转运葡萄糖。虽然葡萄糖转运过程对于细胞而言非常重要，但人类对这一过程的认识尚不清楚。2014年，中国的科研团队率先解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构[1]，并获得人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构，完整地揭示出葡萄糖转运蛋白GLUT3如何识别底物α-D-glucose和β-D-glucose并完成葡萄糖转运过程的分子机理[2]。但是，由于葡萄糖转运体种类较多，已报道的GLUT多达14类，SGLT有3类，且不同组织细胞膜的葡萄糖转运体分布有区别，因此，各种葡萄糖转运体转运葡萄糖的具体机制还需要进一步研究。在生物学研究中，常用的几种葡萄糖转运检测方法如采用D-glucose代谢的酶学检测，方法简介如下：2-DG被葡萄糖转运载体摄取，然后被代谢成2-脱氧葡萄糖-6-磷酸(2-DG6P)。不可代谢的2-DG6P会在细胞中积累，与细胞的葡萄糖摄取呈正比。积累的2-DG6P被酶氧化，生成NADPH，然后用NADPH的发色感应器检测。吸光度信号可以被吸光度酶标仪检测。但该方法是间接反映糖摄取水平，且细胞内NADPH的生成容易受到细胞其他代谢途径的影响。采用同位素或荧光标记的glucose示踪法。此类方法可直接反映葡萄糖的摄取水平，但同位素使用受到安全性制约，且操作复杂、成本高。荧光标记的葡萄糖类似物最常见的即NBDG，操作简单，使用时没有安全性制约，尤其是2-NBDG，有较多文献报道。2-NBDG，英文全名2-deoxy-2-[(7-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-4-yl)amino]-D-glucose，是一种带荧光素的脱氧葡萄糖类似物，常用于监测活细胞组织对葡萄糖的摄取，是判断细胞活力的指标之一，也用于监测局部肿瘤形成。NBDG约在465/540nm下表现出最大激发和发射波长，因此可以用该波长范围的共聚焦显微镜、酶标仪和流式细胞仪来检测。目前2-NBDG已经商品化，大部分研究葡萄糖摄取的发表文献，都采用2-NBDG作为葡萄糖的替代物，我们前期也采用2-NBDG进行体内外水平的葡萄糖摄取检测[3-5]。除了2-NBDG外，在葡萄糖骨架的其他位置取代的NBDG报道较少，Chang等报道了1-NBDG作为钠-糖共转运蛋白SGLT1的底物，相比D-glucose和同位素标记的(14)C-AMG，其米氏常数(Michaelisconstant)比较接近，分别是1-NBDG(0.55mM)，D-glucose(0.51mM)和AMG(0.40mM)[6]。其1-NBDG合成路线以葡萄糖为起始原料，虽只需要两步反应制备1-NBDG，但反应时间长，收率低，不适宜大量制备。6-NBDG作为葡萄糖转运底物的应用也偶有报道[7,8]，但合成方法没有报道。2-NBDG转运检测方法虽然操作简单，没有安全性制约，但是其灵敏度与同位素方法比较还相对较低，限制了其应用。这就要求开发灵敏度更高的NBDG，同时在合成工艺上更简单高效，这样才更有实际应用意义。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一系列含7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)及其药学上可接受的盐的合成方法，和此类化合物在作为一种带荧光素的葡萄糖替代物在检测葡萄糖转运方法中的应用。葡萄糖转运蛋白主要有两种，第一种易化扩散的葡萄糖转运体蛋白(glucosetransporter,GLUT)；第二种钠依赖的葡萄糖转运体蛋白(sodiumdependentglucosecotransporter,SGLT)。为解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术技术方案的第一方面是提供一类如下所示的7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑(NBD)脱氧氨基葡萄糖(NBDG)及其盐，具有以下结构式：本专利技术技术方案的第二方面是提供第一方面所述NBDG的制备方法。其中1-NBDG原料为葡萄糖，3-NBDG和6-NBDG原料均为对应的脱氧氨基葡萄糖。试剂和反应条件：(a),(NH4)2CO3,NH3H2O,EtOH,80℃,16h,(b)NBDF,K2CO3,DMF,0℃-25℃,16h试剂和反应条件：NBDF,K2CO3,DMF,0℃-25℃,16h试剂和反应条件：NBDF,K2CO3,DMF,0℃-25℃,16h本专利技术技术方案的第三方面还提供了本专利技术化合在葡萄糖转运体(glucosetransporter,GLUT)，钠依赖的葡萄糖转运体(sodiumdependentglucosecotransporter,SGLT)研究中作为葡萄糖的替代物，灵敏高效，操作简单，使用时没有安全性制约。有益技术效果合成本专利技术涉及的样品化合物的合成路线短，操作简单，总收率高，成本低。与已经市场化的2-NBDG相比，灵敏度更高。可适合作为葡萄糖的替代物，进行体内外水平的葡萄糖摄取检测。具体实施方式通过下面的实施例可以对本专利技术进行进一步的描述，然而，本专利技术的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本专利技术的精神和范围的前提下，可以对本专利技术进行各种变化和修饰。本专利技术对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本专利技术目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本专利技术仍然在此作尽可能详细描述。对于以下全部实施例，可以使用本领域技术人员已知的标准操作和纯化方法。除非另有说明，所有温度以℃(摄氏度)表示。化合物的结构是通过核磁共振谱(NMR)和/或质谱(MS)来确定的。制备例部分化合物的结构是通过核磁共振氢谱(1HNMR)、核磁共振碳谱(13CNMR)及质谱(MS)来确定的。核磁共振氢谱及碳谱位移(δ)以百万分之一(ppm)的单位给出。核磁共振氢谱用Mercury-300、Mercury-400、Bruke-400或Mercury-600型核磁共振仪测定，氘代氯仿(CDCl3)或重水(D2O)或氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)作溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标。高分辨质谱采用Agilent1100seriesLC/MS本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种化合物或其盐，其特征在于，所述的化合物选自如下三个7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑脱氧氨基葡萄糖类化合物1-NBDG、3-NBDG、6-NBDG中至少任意一个：/n
【技术特征摘要】
1.一种化合物或其盐，其特征在于，所述的化合物选自如下三个7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑脱氧氨基葡萄糖类化合物1-NBDG、3-NBDG、6-NBDG中至少任意一个：
2....
【专利技术属性】
技术研发人员：赵哲辉，申竹芳，环奕，雷平生，杨爽，刘率男，李彩娜，
申请(专利权)人：中国医学科学院药物研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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