一种二茂铁衍生物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术属于有机化学合成领域，公开了一种二茂铁衍生物及其合成方法和应用。本发明专利技术的二茂铁衍生物包括二价二茂铁衍生物、四价二茂铁衍生物、八价二茂铁衍生物或十四价二茂铁衍生物中的至少一种。在寡核苷酸分子中，二茂铁衍生物的琥珀酰亚胺酯可以修饰在不同位点核苷酸的氨基上，对寡核苷酸分子进行多重标记，此时寡核苷酸分子上带有二茂铁基团。二茂铁具有良好的电化学活性，因此目标核苷酸分子在电化学检测中可作为一种电化学传感指示剂，可有效提高检测灵敏度和信号强度，在基因检测领域也具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种二茂铁衍生物及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于有机化学合成领域，具体涉及一种二茂铁衍生物及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]二茂铁又称为二环戊二烯基铁，是由两个环戊二烯阴离子与一个亚铁离子形成的一种“三明治”夹心状的化合物。二茂铁特殊的夹心结构使其具有突出的芳香性，它不易发生加成反应和还原反应，而特别容易发生亲电取代反应，合成出含有二茂铁基功能基团的衍生物，而且反应活性远远高于苯。
[0003]基于二茂铁及其衍生物具有的低毒性、独特的电化学活性和光化学特性、特殊氧化还原性以及优越的稳定性，二茂铁衍生物可用于修饰电极、功能材料、生物材料的制备及修饰一些小分子。
[0004]核酸作为生物体重要的遗传物质，是以核苷酸为基本单位合成的。核苷酸经常会被修饰形成修饰核苷酸，修饰核苷酸的合成及其掺入核酸序列为改变核苷酸的化学性质提供了许多可能性，大大拓宽了核苷酸的实际应用领域，如应用于基因检测、多聚酶链式反应(PCR)及微阵列等生物
；修饰基团可作为标记分子用于荧光、电化学检测。然而，单一标记的修饰核苷酸产生的信号较弱，需要在较高的浓度下才能被检测元件识别，限制了检测灵敏度的提升。
[0005]二茂铁衍生物由于其优异的化学性能，可用于修饰核苷酸，对核苷酸进行标记。相关技术公开的二茂铁衍生物，在标记核苷酸的应用中前景较好，但只能修饰核苷酸的5
’
端，这对于提高检测信号和灵敏度仍有一定限制。因此，寻找一种能标记核苷酸，并能提高检测信号强度和灵敏度的二茂铁衍生物具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种二茂铁衍生物，多个所述二茂铁衍生物可以同时结合在寡核苷酸分子上，对寡核苷酸分子进行标记。
[0007]本专利技术还提出一种上述二茂铁衍生物的合成方法。
[0008]本专利技术还提出上述二茂铁衍生物在修饰寡核苷酸分子中的应用。
[0009]本专利技术还提出修饰有上述二茂铁衍生物的寡核苷酸分子。
[0010]本专利技术还提出上述二茂铁衍生物对寡核苷酸分子的修饰方法。
[0011]本专利技术还提出修饰有上述二茂铁衍生物的寡核苷酸分子的应用。
[0012]根据本专利技术的一个方面，提出了一种二茂铁衍生物，结构式如下：
[0013][0014]式中，
[0015][0016]中的至少一种；
[0017]其中，
[0018]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0019]1.本专利技术中所述的二茂铁衍生物可作为一种核苷酸修饰单体，这是因为其含有琥珀酰亚胺酯，这种基团可连接在各类带有脂肪类氨基位点的寡核苷酸分子上，实现对寡核苷酸分子的修饰。
[0020]2.由于二茂铁基的存在，赋予二茂铁衍生物很好的电化学活性，当用在电化学检测中可有效提高检测信号的强度和灵敏度。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述二茂铁衍生物包括二价二茂铁衍生物、四价二茂铁衍生物、八价二茂铁衍生物或十四价二茂铁衍生物中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种所述二茂铁衍生物的合成方法，包括以下步骤：
[0023]S1：取氨基供体与二茂铁基醛类物质反应形成二茂铁中间体；
[0024]S2：将步骤S1所述二茂铁中间体与N
‑
琥珀酰亚胺基碳酸酯反应形成二茂铁衍生物；
[0025]在所述二价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为氨基醇，所述二茂铁中间体为双二茂铁胺基醇，所述二茂铁衍生物为双二茂铁胺基醇琥珀酰亚胺酯；
[0026]在所述四价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为二氨基
‑
酸，所述二茂铁中间体为二
‑
双二茂铁胺基酸，所述二茂铁衍生物为二
‑
双二茂铁胺基酸琥珀酰亚胺酯；
[0027]在所述八价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为四
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，结构式如下
[0028][0029]所述二茂铁中间体为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，所述二茂铁衍生物为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇琥珀酰亚胺酯；
[0030]在所述十四价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为四
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃半乳糖基
‑
O
‑
三
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，结构式如下
[0031][0032]所述二茂铁中间体为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃半乳糖基
‑
O
‑
三
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，所述二茂铁衍生物为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃半乳糖基
‑
O
‑
三
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇琥珀酰亚胺酯。
[0033]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0034]本专利技术中的合成方法既可以通过两步化学反应制得二价二茂铁衍生物，也可以巧妙应用类赖氨酸化合物为骨架构建合成四价二茂铁衍生物，或应用葡萄糖为骨架构建合成八价二茂铁衍生物，或应用乳糖为骨架构建合成十四价二茂铁衍生物。这种二茂铁衍生物中的琥珀酰亚胺酯可修饰在寡核苷酸分子的氨基上，这种修饰可以是在核苷酸的不同位置，可进行多点修饰，反应条件温和，后处理、纯化简单。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述氨基醇包括氨基甲醇，氨基乙醇，氨基丙醇，氨基丁醇，氨基戊醇，氨基己醇或聚乙二醇类链状氨基醇中的至少一种。
[0036]优选地，所述聚乙二醇类链状氨基醇的通式为NH2‑
(CH2‑
CH2‑
O)
k
‑
H，其中k＝2～6。
[0037]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述氨基醇包括6...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二茂铁衍生物，其特征在于，结构式如下：式中，p＝1～6；或q＝2～6；或r≥1；或s＝1～6,t＝1～6；w＝1～6；或u＝1～6,v＝1～6；y＝1～6；中的至少一种；其中，2.根据权利要求1所述的二茂铁衍生物，其特征在于，包括二价二茂铁衍生物、四价二茂铁衍生物、八价二茂铁衍生物或十四价二茂铁衍生物中的至少一种。3.权利要求2所述二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取氨基供体与二茂铁基醛类物质反应形成二茂铁中间体；S2：将步骤S1所述二茂铁中间体与N
‑
琥珀酰亚胺基碳酸酯反应形成二茂铁衍生物；在二价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为氨基醇，所述二茂铁中间体为双二茂铁胺基醇，所述二茂铁衍生物为双二茂铁胺基醇琥珀酰亚胺酯；在四价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为二氨基
‑
酸，所述二茂铁中间体为二
‑
双二茂铁胺基酸，所述二茂铁衍生物为二
‑
双二茂铁胺基酸琥珀酰亚胺酯；
在八价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为四
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，结构式如下h＝1～6，所述二茂铁中间体为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，所述二茂铁衍生物为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇琥珀酰亚胺酯；在十四价二茂铁衍生物的合成方法中，所述氨基供体为四
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃半乳糖基
‑
O
‑
三
‑
O
‑
胺基
‑
β
‑
D
‑
吡喃葡萄糖苷醇，结构式如下j＝1～6，所述二茂铁中间体为四
‑
O
‑
双二茂铁胺基
‑
β
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何筠，杨照亮，秦龙，田晖，
申请(专利权)人：安序源生物科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：