一种五蝶烯衍生物、其制备方法及其在多胺检测中的用途技术

本申请涉及式I所示的五蝶烯衍生物、其制备方法、其用于检测多胺化合物的用途。本申请还涉及包含式I所示的五蝶烯衍生物的荧光传感器以及检测多胺化合物的方法。该多胺化合物尤其是腐胺、尸胺、亚精胺和精胺。本发明专利技术的式I所示的五蝶烯衍生物在游离状态时基本不发光，而在多胺化合物存在时发出荧光。因此，本发明专利技术的式I所示的五蝶烯衍生物可作为多胺化合物的荧光探针，尤其可以检测动植物体内的生物多胺化合物，可以作为研究生物模型和检测生命代谢产物的有效手段。

A pentadiene derivative, its preparation method and its application in polyamine detection

The present application relates to the pentadiene derivative shown in formula I, its preparation method, and its use for the detection of polyamine compounds. The present application also relates to a fluorescent sensor for pentadiene derivatives shown in Inclusion I and a method for detecting polyamine compounds. The polyamine compound is especially putrescine, cadaverine, spermidine and spermine. The pentadiene derivative shown in formula I of the present invention does not emit light in the free state, but emits fluorescence in the presence of polyamine compounds. Therefore, the pentadiene derivatives shown in formula I of the present invention can be used as fluorescent probes for polyamines, especially for detecting biopolyamines in animals and plants, and can be used as an effective means for studying biological models and detecting metabolites of life.

【技术实现步骤摘要】
一种五蝶烯衍生物、其制备方法及其在多胺检测中的用途
本专利技术涉及化合物检测
，具体涉及一种五蝶烯衍生物、该五蝶烯衍生物的制备方法及该五蝶烯衍生物在多胺化合物检测中的用途。
技术介绍
多胺化合物是一类含有两个或更多氨基的化合物，是具有多电荷的阳离子脂肪胺。多胺化合物广泛存在于动植物体内，又称生物多胺(biogenicpolyamine)，主要包括腐胺(putresine,Put)、尸胺(cadaverine,Cad)、亚精胺(spermidine,Spd)和精胺(spermine,Spm)。正常哺乳类动物细胞内多胺化合物的浓度一般维持在毫摩尔水平。多胺化合物的生理功能主要在于其与DNA、RNA、蛋白质以及其他一些带有负电荷的生物大分子发生静电作用，由此改变这些生物大分子的结构和功能。人体中多胺化合物含量的变化预示着人体生理和病理状态的改变。目前多胺化合物的检测方法有多种，根据检测工具的不同可归类为仪器分析法、材料分析法和荧光分析法。仪器分析法：对样本进行必要的预处理和样品制备，通过高效液相色谱与质谱联用技术，对样品中多胺成分进行定量分析。此方法需要专业人士进行操作且操作较为复杂，并需要仪器支持，不具备普适性。材料分析法：通过采用特定的吸附或者分子印迹材料，对样品中多胺化合物进行纯化和富集，再经过一系列的定量转化后采用光谱或色谱进行含量测定。此类方法需要使用特异性的材料和多种检测仪器。荧光分析法：采用多胺化合物的荧光探针进行检测分析。已被报道的探针类型包括：小分子类、自组装类、聚合物类、纳米材料类以及其他类型。探针类的检测方法一般只能给出定性结果，但其操作较为简洁、响应速度快且效果直观。化学家们一直对多胺化合物的荧光检测研究有着浓烈的兴趣。腐胺、尸胺、亚精胺和精胺主要有以下两个特点：(1)具有化学活性较高的一级氨基基团；(2)可形成具有多正电中心的离子。根据第一个特点，检测探针的设计主要围绕如何特异性地检测一级氨基基团，可根据其较强的亲核能力或专属性较强的缩合反应与干扰化合物进行区分，然而主要的干扰化合物是同样具有一级氨基的单胺化合物，使得这种方法并不可行。根据第二个特点，所形成的具有多正电中心的离子可发生堆积、聚集和自组装等现象，而单胺化合物或其他具有单电荷中心的离子并没有此性质，以此可进行区分。尤其是，由于精胺具有较长的碳链和较多的氮原子，在堆积、聚集和自组装时有更高的自由度和更多的作用位点，所以一般精胺的响应值较高。2007年，Swager小组报道了一种蒽掺杂的多负电荷的聚对苯乙烯乙炔(poly(p-phenyleneethynylene))用于多胺化合物的检测，该聚合物中的五蝶烯部分可作为高效的多胺化合物捕捉器。该聚合物在稀溶液中发出蓝色荧光，加入精胺后在静电作用下发生聚集，从而发出绿色荧光，可制作多胺化合物的荧光探针。但是，由于蓝色和绿色颜色相对比较接近，荧光变化程度较小，该荧光探针的检测灵敏度不够强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的五蝶烯衍生物，其可以用于更灵敏地检测多胺化合物。因此，本专利技术的第一方面提供一种五蝶烯衍生物，其具有下式I表示的结构：本专利技术的第二方面提供第一方面的五蝶烯衍生物的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1，DielsAlder反应：使式1所示的起始化合物与式7所示的丁炔二酸二甲酯在有机溶剂中，在130-150℃下反应20-28小时，然后纯化得到式2所示的化合物2；步骤2，脱TMS保护基反应：使化合物2在有机溶剂中，在碳酸钾或碳酸钠存在下，在室温下反应1-1.5小时，然后纯化得到式3所示的化合物3；步骤3，取代反应：使化合物3与式8所示的化合物8在有机溶剂中，在CuI、Pd(PPh3)4和三乙胺存在下，在除氧的条件下，在40-50℃下反应3-5小时，然后纯化得到式4所示的化合物4；步骤4，脱TIPS保护基反应：在0℃下在有机溶剂中，向化合物4滴加四丁基氟化铵(TBAF)溶液，并在0℃下反应1小时，然后纯化得到式5所示的化合物5；步骤5，取代反应：使化合物5在有机溶剂中，在氩气保护下，与化合物9在CuI、Pd(PPh3)4和三乙胺存在下，在40-50℃下反应4-5小时，然后纯化得到式6所示的化合物6；步骤6，脱甲基反应：使化合物6在有机溶剂中，在LiOH或NaOH存在下，在室温下反应10-15小时，然后纯化得到本专利技术第一方面的式I化合物。本专利技术的第三方面提供第一方面的五蝶烯衍生物用于检测多胺化合物的用途。检测的多胺化合物为含有两个或更多氨基的化合物。优选地，检测的多胺化合物为腐胺、尸胺、亚精胺和精胺，分别如以下式II、式III、式IV和式V所示。本专利技术的第四方面提供一种用于检测多胺化合物的荧光传感器，该荧光传感器包括本专利技术第一方面的五蝶烯衍生物。在优选的实施方案中，该荧光传感器还包括固相载体，本专利技术第一方面的五蝶烯衍生物负载于该固相载体。在更优选的实施方案中，该固相载体为试纸或硝酸纤维素膜，本专利技术第一方面的五蝶烯衍生物吸附于试纸或硝酸纤维素膜。可通过将五蝶烯衍生物溶解在有机溶剂中形成五蝶烯衍生物溶液，然后将试纸或硝酸纤维素膜浸入五蝶烯衍生物溶液中一段时间后取出风干，来使五蝶烯衍生物吸附于试纸或硝酸纤维素膜。优选的有机溶剂为己烷、氯仿、四氢呋喃和二氯甲烷。在另外优选的实施方案中，该荧光传感器还包括固相基材，吸附有本专利技术第一方面的五蝶烯衍生物的试纸或硝酸纤维素膜被支持在该固相基材上。本专利技术的第五方面提供一种检测多胺化合物的方法，该方法包括使本专利技术第一方面的五蝶烯衍生物与多胺化合物接触，并检测接触反应所发出的荧光。在优选的实施方案中，该方法包括提供包含多胺化合物的样品液，使本专利技术第四方面的荧光传感器与该样品液接触，并检测接触反应所发出的荧光。荧光的出现指示多胺化合物的存在，荧光强度指示多胺化合物的量。检测的多胺化合物为含有两个或更多氨基的化合物。优选地，检测的多胺化合物为腐胺、尸胺、亚精胺和精胺。本专利技术的有益效果：羧酸取代的烯烃桥环的五蝶烯是一种高效且专一的多胺化合物捕捉器。本专利技术人在羧酸取代的烯烃桥环的五蝶烯为母核的基础上，设计了供体-π-受体形式的芳香基团，以较为富电子的正丙氧基苯基为供体，以较为贫电子的2,6-二酰胺取代吡啶为受体，从而构建本专利技术的式I所示的五蝶烯衍生物。该五蝶烯衍生物的供体-π-受体形式的芳香基团能增强分子内的电荷转移，降低未占有电子的能级最低的轨道(LUMO)能级能量。这样的设计可以得到更大的斯托克斯位移，即激发波长和发射波长的距离更大，背景干扰会更小。该五蝶烯衍生物在游离状态时，由于4个富电子的羧基具有荧光淬灭作用，基本不发光，而在一定碳链长度的多胺化合物(腐胺或更长碳链的多胺化合物如尸胺、亚精胺和精胺)存在时，该五蝶烯衍生物羧酸基团可以捕捉该类多胺化合物，经静电作用和氢键作用发生聚集堆积，吸收能量后不能以非辐射形式耗散，从而发出荧光。因此，该五蝶烯衍生物可作为多胺化合物的荧光探针，尤其可以检测动植物体内的生物多胺化合物，可以作为研究生物模型和检测生命代谢产物的有效手段。由于该五蝶烯衍生物中在游离状态时基本不发光，而在多胺化合物存在时发出荧光，因此比Swager小组报道的蒽掺杂的多负电荷的聚对苯乙烯乙炔作为多胺化合物的荧光探针，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五蝶烯衍生物，其特征在于，所述五蝶烯衍生物具有下式I表示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种五蝶烯衍生物，其特征在于，所述五蝶烯衍生物具有下式I表示的结构：2.根据权利要求1所述的五蝶烯衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1，DielsAlder反应：使式1所示的起始化合物与式7所示的丁炔二酸二甲酯在有机溶剂中，在130-150℃下反应20-28小时，然后纯化得到式2所示的化合物2；步骤2，脱TMS保护基反应：使化合物2在有机溶剂中，在碳酸钾或碳酸钠存在下，在室温下反应1-1.5小时，然后纯化得到式3所示的化合物3；步骤3，取代反应：使化合物3与式8所示的化合物8在有机溶剂中，在CuI、Pd(PPh3)4和三乙胺存在下，在除氧的条件下，在40-50℃下反应3-5小时，然后纯化得到式4所示的化合物4；步骤4，脱TIPS保护基反应：在0℃下在有机溶剂中，向化合物4滴加四丁基氟化铵(TBAF)溶液，并在0℃下反应1小时，然后纯化得到式5所示的化合物5；步骤5，取代反应：使化合物5在有机溶剂中，在氩气保护下，与化合物9在CuI、Pd(PPh3)4和三乙胺存在下，在40-50℃下反应4-5小时，然后纯化得到式6所示的化合物6；步骤6，脱甲基反应：使化合物6在有机溶剂中，在LiOH或NaOH存在下，在室温下反应10-15小时，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志成，黄均荣，李庆，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44