一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针（THB）及其制备方法，该THB采用氟硼吡咯类BODIPY化合物与醛类化合物发生诺文格尔缩合反应而合成。通过反应形成的新化合物在三氯甲烷中的最大吸收和最大发射波长在近红外区。研究表明Aβ聚集沉淀是AD主要的生理病理表现。THB在非粘性溶液中的自由旋转时，能够在光激发时形成扭曲分子内电荷转移（TICT）状态，会减弱其荧光强度。THB的电子给体有很强的供电子能力，电子受体有很强的吸电子能力，则THB具有很强的推拉效应，因此有比其他化合物更高的TICT倾向，在与Aβ纤维结合后，THB的TICT旋转受到抑制，导致其强荧光发射，显现荧光，从而识别出Aβ纤维，达到诊断AD的目的。达到诊断AD的目的。达到诊断AD的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种含电子给体和受体基团识别A
β
纤维的BODIPY近红外荧光探针及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，涉及荧光探针的制备，具体涉及一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针及其制备方法。

技术介绍

[0002]阿尔茨海默症(AD)是一种神经退行性疾病，由数据统计可知，全球老龄化加剧，AD的患病人数逐年攀升，中国是全球AD患者数量最多的国家。在中国65岁以上人群老年痴呆病逐渐上升，但是就诊率、治疗率非常低。目前，关于AD的发病机理有很多种假说，其中β
‑
淀粉样蛋白(Aβ)级联假说接受度最高，该理论认为AD的重要致病因素之一是由Aβ聚集体引起的，Aβ聚集体会引起神经元发生病变，最终导致神经细胞凋亡。Aβ聚集体形成Aβ纤维，最终沉积在人体的脑部形成斑块。但目前的特异性诊断AD手段只有两种，一种是腰椎穿刺的脑脊液检查，一种是神经影像学检查，但这两种诊断方法局限性明显，耗时长、费用贵、误诊率较高。
[0003]近年来荧光技术在生物医学领域的应用引起了广泛关注。前人在Aβ级联假说的基础上研究创造了很多诊断Aβ纤维的荧光探针，但是这些探针在特异性识别和其荧光的强度等方面都存在一些问题。因此研究高灵敏性、特异性，针对Aβ纤维的近红外荧光探针，对于诊断AD具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针，该荧光探针具有近红外长波长、高亲和性、高选择性的诊断AD的优点；本专利技术另一目的在于提供该荧光探针的制备方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方实现的：
[0006]一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针，其具有如下所示的分子结构式：
[0007][0008]式中，二吡咯甲川氟硼络合物的8位有一个4
‑
(二甲基氨基)苯基取代基、1，7
‑
位有两个烷基，3
‑
位有一个苯并噻唑取代基。
[0009]本专利技术的进一步改进方案为：
[0010]一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)以二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛为原料，二氯甲烷为溶剂，2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌为催化剂，三氟化硼乙醚为络合剂，制备BODIPY化合物；
[0012](2)以乙二醛、乙二醇为原料，苯为溶剂，在催化剂732
#
强酸性阳离子交换树脂的作用下，反应制备1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛；
[0013](3)以1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛、2
‑
氨基苯硫醇为原料，无水乙醇为溶剂，浓缩盐酸和过氧化氢为催化剂，制备中间产物T1，T1置于氯化氢水溶液中进行醛基的脱保护反应制备中间产物T2，T2与甲基碘反应制备中间产物T3；
[0014](4)以BODIPY、T3为原料，甲苯和哌啶为混合溶剂，在催化剂对甲苯磺酰胺的作用下，反应制备终产物荧光探针THB；
[0015]反应路线如下式所示：
[0016][0017]本专利技术的更进一步改进方案为：
[0018]步骤(1)具体过程为：将二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛混合溶解到二氯甲烷中，加入三乙胺，室温搅拌0.5h～6h，冰浴中缓慢滴加三氟化硼乙醚，搅拌0.5h～6h，加入2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌，二氯甲烷萃取，无水Na2SO4干燥，25℃～60℃真空除去溶剂，采用层析柱分离提纯，得到淡黄色固体产物氟硼二吡咯荧光染料即BODIPY化合物。
[0019]进一步的，所述二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛、三乙胺、三氟化硼乙醚以及2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌的摩尔比为(1～3.3)∶(0.3～2.3)∶(0.3～2.3)∶(0.3～4.3)∶(0.01～0.43)。
[0020]进一步的，步骤(2)具体过程为：将对乙二醛、乙二醇的混合溶液放到三角瓶中，再加入732
#
强酸性阳离子交换树脂和苯，加热并开启搅拌器，温度在70～100℃，进行缩醛化反应，冷凝回流，反应生成的水由苯共沸时收集到分水器，反应时间60～110min后结束。稍冷，减压过滤除去催化剂，滤液常压蒸馏除去低沸点物质，减压蒸馏，收集馏分，得到1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛。
[0021]进一步的，所述乙二醛、乙二醇、732
#
强酸性阳离子交换树脂的摩尔比为1～1.5∶1～1.75∶0.1～0.5。
[0022]步骤(1)中，乙二醛的两个醛基，对其中一个醛基用一分子乙二醇进行了缩醛化反应，对醛基进行了保护，制备得到了1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛；反应过程中，溶剂苯同时作为带水剂，带走反应生成的水。
[0023]进一步的，步骤(3)具体过程为：
[0024]向烘干的烧瓶中加入1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛和2
‑
氨基苯硫醇，然后加入无水乙醇溶解固体，用冰浴冷却烧瓶，剧烈搅拌，浓缩盐酸和过氧化氢被顺序加入到溶液中，混合物在室温下搅拌过夜，薄层色谱法，显示起始材料完全消失，然后过滤混合物，用无水乙醇洗涤滤液三次并干燥，得到固体产物T1；
[0025]将所得产物T1置于氯化氢水溶液中进行醛基的脱保护反应，进行干燥和提纯，最终得到淡黄色固体产物T2；
[0026]将T2溶于含无水乙腈的压力瓶中，向溶液中加入甲基碘，混合物在60～100℃下搅拌48小时，蒸发挥发性溶剂后，粗产物首先通过硅胶柱色谱纯化，然后用CH2Cl2重结晶，得到橙色固体产物T3。该反应中，引入苯并噻唑化合物可以增强THB的TCIT的趋势，使得荧光发射强度提高。
[0027]进一步的，1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛、2
‑
氨基苯硫醇以及甲基碘的摩尔比为(1～1.75)∶(1～1.78)∶(3～12)。
[0028]进一步的，步骤(4)具体过程为：将BODIPY、T3、对甲苯磺酰胺溶于甲苯和哌啶的混合溶液中，置于装有Dean
‑
Stark装置的圆底烧瓶中，100℃
‑
150℃加热回流，直到所有溶剂都被Dean
‑
Stark装置收集，再向反应介质中加入甲苯和哌啶，重复至少一次，TLC跟踪至原料反应完全后，柱层析，减本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针，其特征在于，具有如下所示的分子结构式：2.如权利要求1所述的一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛为原料，二氯甲烷为溶剂，2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌为催化剂，三氟化硼乙醚为络合剂，制备BODIPY化合物；(2)以乙二醛、乙二醇为原料，苯为溶剂，在催化剂732
#
强酸性阳离子交换树脂的作用下，反应制备1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛；(3)以1，3
‑
二氧戊环
‑2‑
甲醛、2
‑
氨基苯硫醇为原料，无水乙醇为溶剂，浓缩盐酸和过氧化氢为催化剂，制备中间产物T1，T1置于强酸性溶液加水进行醛基的脱保护反应制备中间产物T2，T2与甲基碘反应制备中间产物T3；(4)以BODIPY、T3为原料，甲苯和哌啶为混合溶剂，在催化剂对甲苯磺酰胺的作用下，反应制备终产物荧光探针THB；反应路线如下式所示：
。3.根据权利要求2所述的一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤(1)具体过程为：将二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛混合溶解到二氯甲烷中，加入三乙胺，室温搅拌0.5h～6h，冰浴中缓慢滴加三氟化硼乙醚，搅拌0.5h～6h，加入2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌，二氯甲烷萃取，无水Na2SO4干燥，25℃～60℃真空除去溶剂，采用层析柱分离提纯，得到淡黄色固体产物氟硼二吡咯荧光染料即BODIPY化合物。4.根据权利要求3所述的一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：所述二甲基吡咯、4
‑
(二甲氨基)苯甲醛、三乙胺、三氟化硼乙醚以及2，3
‑
二甲基
‑
5，6
‑
二氰基苯醌的摩尔比为(1～3.3)∶(0.3～2.3)∶(0.3～4.3)∶(0.3～3)∶(0.01～0.43)。5.根据权利要求2所述的一种含电子给体和受体基团识别Aβ纤维的BODIPY近红外荧光探针的制备方法，其特征在于：步骤(2)具体过程为：将对乙二醛、乙二醇的混合溶液放到三角瓶中，再加入732
#
强酸性阳离子交换树脂和苯，加热并开启搅拌器，温...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳江涛，权莉，朱佳涛，徐金尧，林文孩，魏言春，杨忠美，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：