一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针的制备方法及应用，其化学结构式如下：

【技术实现步骤摘要】
一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针的制备方法及应用
本专利技术属于分析化学
，涉及一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针的制备方法及应用。
技术介绍
次氯酸(Hypochlorousacid,HOCl)由过氧化氢和氯离子通过髓过氧化物酶（MPO）催化产生，是体内活性氧家族中的重要成员，在生理和病理过程中起着重要作用。HOCl具有强氧化性，可杀死病原体，从而有助于宿主防御，内源性HClO还可作为激活caspase和介导细胞凋亡的信号。然而，体内过量的HClO则会对核酸、蛋白质和脂质等生物分子造成氧化损伤，从而可能导致心血管疾病、动脉粥样硬化、骨关节炎、类风湿性关节炎和肺损伤等多种疾病。因此，监测细胞中HClO的浓度水平对于进一步理解其生物学作用以及相关疾病的早期诊断具有非常重要的意义。近年来，已有电化学，比色法和化学发光法、荧光成像法等方法应用于HClO的检测中。其中，荧光成像方法因具有灵敏度高、特异性强、响应时间短以及实时监测等优点而广泛应用于HClO的检测和成像中。CN110357869A报道了一个基于萘酰亚胺母核的可用于HClO特异性检测的荧光分子探针，具有良好的化学和光稳定性。然而，该探针在与HClO响应后，510nm处荧光逐渐减弱，呈现出“Turn-OFF”型荧光响应，易受环境影响，检测误差较大。CN109400563A报道了一个实现HClO特异性快速检测的荧光探针CoPh-ClO，它可在水溶液中和生物细胞内作为显示HClO存在的专一性指示剂。然而该探针存在发射波长较短（~510nm）的问题，在细胞内成像时容易受背景荧光干扰。CN109942504A报道了一个利用近红外荧光团碱性蓝作为荧光分子骨架构筑HClO响应的探针分子，并运用还原态和氧化态的转变实现荧光开启，当加入HClO时，该探针在670nm处呈现荧光增强，从而可实现HClO的检测。然而，该探针的水溶性较差，导致生物相容性较差，限制了其在生物体内检测HClO的进一步应用。可见，开发一个具有高灵敏度、高特异性、水溶性好的红光发射荧光分子探针，对实现环境和生物体内HClO的检测，具有非常重要的意义。
技术实现思路
针对现有HClO荧光分子探针存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种水溶性好、特异性高，且具有红光发射的HClO荧光分子探针。本专利技术的第二个目的在于提供上述荧光分子探针的高效制备方法。本专利技术的第三个目的在于提供上述荧光分子探针在水溶液和生物体内HClO的检测应用。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种荧光分子探针，具有式I结构：式I所述荧光探针的制备方法优选为：将苯恶嗪溶解于无水DMF溶液中，0oC下分批加入60%NaH溶液和对溴溴苄，室温下搅拌反应至结束，冷却至0oC，逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层干燥后浓缩，经柱层析纯化，可得白色产物。将纯化后的产物溶于CHCl3溶液，分批加入NBS，室温下搅拌反应至结束。取下反应后逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，干燥后浓缩，乙酸乙酯重结晶后可得白色固体。将纯化后的产物、4-硝基苯酚，乙酸钾和Pd(dppf)Cl2·DCM溶于无水DMF溶液中并在氩气保护下加热回流至反应完全。取下反应放冷至室温后，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层干燥后浓缩，经柱层析纯化，得白色产物。将纯化后的产物和SnCl2·2H2O加入CH3OH、浓HCl和H2O的混合溶液中，室温搅拌至反应完全，用饱和Na2CO3溶液调节pH至碱性，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，干燥后浓缩，经柱层析纯化，可得目标分子探针。本专利技术的合成如下所示：本专利技术提供了一种所述荧光探针的应用，可应用于HClO的检测。该探针的检测机理如图所示：相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：本专利技术所涉及的一种检测HClO的荧光分子探针，具有以下优势：（1）本专利技术的荧光探针具有化学性质稳定高、光学稳定性高的优点，且无自氧化作用和无光漂白现象；（2）本专利技术的荧光探针具有水溶性好、响应快速、特异性高的优点，能够避免其他待测物的干扰，有利于环境中HClO的快速检测，在环境科学领域具有较强的实际应用价值；（3）该探针具有较强的红光发射，能有效避免生物自发荧光的干扰，细胞膜渗透性好，细胞毒性小，能够用于HClO的生物成像，在生命科学领域具有较强的实际应用价值。附图说明【图1】本专利技术实施中荧光探针的荧光强度随HClO浓度变化的发射光谱图；【图2】本专利技术实施中荧光探针对HClO的选择性图；【图3】本专利技术实施中荧光探针在HeLa细胞内荧光共聚焦成像图。具体实施方式以下实施方式旨在进一步阐释说明本专利技术而不是对本专利技术的限定。实施例1化合物1的合成：将苯恶嗪（1830mg，10mmol）溶解在25mL无水DMF中，在0oC下分批加入60％NaH溶液（4727mg，12mmol），继续搅拌10分钟后将对溴溴苄（3000mg，12mmol）分批加入，室温下搅拌反应至结束。取下反应后冷却至0℃，逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥后浓缩，经柱层析纯化，得白色产物2899mg，产率82.3%。化合物2的合成：将化合物1（2817.6mg，8mmol）溶解于25mLCHCl3溶液中，分批加入NBS（2854.6mg，9.08mmol），室温下搅拌反应至结束。取下反应后逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥后浓缩干燥，可得粗产物，经乙酸乙酯重结晶后可得白色固体2044.1mg，产率50.1%。化合物3的合成：将化合物2（2040mg，4mmol），4-硝基苯酚（2225.6mg，16mmol），乙酸钾（2348.7mg，24mmol）和Pd(dppf)Cl2·DCM（2817.7mg，0.4mmol）溶于7mL无水DMF中并在氩气保护下加热回流至反应完全。取下反应放冷至室温后，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥后浓缩干燥，经柱层析纯化后，得白色产物1128.2mg，产率41.2%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.82(d,6H,J=7.8Hz),7.43(d,2H,J=8.3Hz),7.28(d,2H,J=8.3Hz),7.21(d,6H,J=7.8Hz),6.66(s,2H),6.52-6.51(m,4H),4.32(s,2H)。目标分子探针的合成：向化合物3（684.6mg，1mmol）和SnCl2·2H2O（3371.4mg，15mmol）加入16mLCH3OH：浓HCl：H2O=3:2:3的混合溶液，室温搅拌至反应完全。反应结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针，其特征在于，具有式（I）所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种新型苯并恶嗪类次氯酸荧光分子探针，其特征在于，具有式（I）所示的结构：



式I。


2.根据权利要求1所述的可用于次氯酸检测的新型荧光探针制备方法，其特征在于：将苯恶嗪溶解于无水DMF溶液中，0oC下分批加入60%NaH溶液和苄溴4-BnBr，室温下搅拌反应至结束，冷却至0oC，逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层干燥后浓缩，经柱层析纯化，可得白色产物；
将纯化后的产物溶于CHCl3溶液，分批加入NBS，室温下搅拌反应至结束；
取下反应后逐滴加入水使反应淬灭，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并有机层，干燥后浓缩，乙酸乙酯重结晶后可得白色固体；
将纯化后的产物、4-硝基苯酚，乙酸钾和Pd(dppf)Cl2·DCM溶于无水DMF溶液中并在氩气保护下加热回流至反应完全；
取下反应放冷至室温后，分别用水、饱和NaHCO3溶液及饱和食盐水萃取，合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：湖南超亟化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43