本发明专利技术提供了一种螺吡喃‑萘酰亚胺衍生物及其合成方法和应用，所述衍生物的中文名称为N‑(2‑(6‑叠氮基‑1,3‑二氧代‑1H‑苯并[de]异喹啉‑2(3H)‑基)乙基)‑3‑(3'，3'‑二甲基‑6‑硝基螺[色烯‑2,2'‑二氢吲哚]‑1'‑基)丙酰胺，英文名称为N‑(2‑(6‑azido‑1,3‑dioxo‑1H‑benzo[de]isoquinolin‑2(3H)‑yl)ethyl)‑3‑(3',3'‑dimethyl‑6‑nitrospiro[chromene‑2,2'‑indolin]‑1'‑yl)propanamide，命名为NSP，该试剂在紫外光照射下可转化为其异构体NMR。检测方法是在pH为7.4的PBS‑C2H5OH(1:1,v/v)的缓冲溶液中，通过荧光分光光度计分别定量地检测硫化氢和二氧化硫的含量。该检测过程简便、灵敏、快速，检测结果准确。
A Spiropyran-Naphthylimide Derivative and Its Synthesis Method and Application
【技术实现步骤摘要】
一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物及其合成方法和应用
本专利技术涉及螺吡喃衍生物，具体属于一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物及其合成方法，以及该衍生物在区分检测硫化氢和二氧化硫中的应用。
技术介绍
生物体内的活性硫化物(RSS)包括二氧化硫(SO2)，硫化氢(H2S)，生物硫醇(Cys，Hcy和GSH)和多硫化物(RS-SH)等等。内源性的硫化氢已被证实与许多生理和病理过程相关，例如调节血管张力、心肌收缩、神经传导和胰岛素分泌等。细胞异常的硫化氢浓度会引起动脉和肺动脉高压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤和肝硬化等疾病。然而，在分子水平的作用机理迄今仍未阐明。此外生物医学研究表明，内源性硫化氢可以在NADPH氧化酶的作用下代谢生成二氧化硫，大量研究表明二氧化硫在心血管系统发挥着重要的作用，能通过抑制Erk/MAPK信号通路抑制血管平滑肌细胞的增殖。除了生理活性外，二氧化硫还具有多种病理活性，如抗菌、抗高血压、抗氧化以及对心肌缺血再灌注损伤的保护作用等，内源性产生的二氧化硫可以增强细胞抗氧化作用，并且在信号传导过程中起重要作用。由于二氧化硫和硫化氢及其相似的生物化学性质，在复杂的细胞生理环境中对二者的区分识别将有助于阐明二者在生理、病理等生命活动过程中的重要作用。针对以上存在的问题，设计选择性好、灵敏度高、具有低细胞毒性的荧光探针用于区分检测检测活细胞和组织内硫化氢二氧化硫水平变化，已成为当前生物医学发展中具有挑战性的前沿课题之一。在本专利技术中，合成了一种基于螺吡喃-萘酰亚胺的化合物，通过探针与硫化氢和二氧化硫在反应前后双通道荧光变化，实现对硫化氢和二氧化硫的区分检测。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物及其合成方法，以及将该衍生物用于硫化氢和二氧化硫区分检测，且检测方法简单，操作方便，选择性好，灵敏度高。本专利技术提供的一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物，中文名称为N-(2-(6-叠氮基-1,3-二氧代-1H-苯并[de]异喹啉-2(3H)-基)乙基)-3-(3'，3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酰胺，英文名称为N-(2-(6-azido-1,3-dioxo-1H-benzo[de]isoquinolin-2(3H)-yl)ethyl)-3-(3',3'-dimethyl-6-nitrospiro[chromene-2,2'-indolin]-1'-yl)propanamide，命名为NSP，结构式为：本专利技术提供的一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物NSP的合成方法，步骤为：(1)按摩尔比为1：1.5-2.5将2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸在无水乙腈中混合，将混合物在85℃加热反应12小时后，减压除去溶剂，所得残渣用乙醚洗涤三次除去未反应原料，残余物用体积比1:5的二氯甲烷与丙酮重结晶得到浅紫色粉末状产物，即1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物；(2)按摩尔比为1：1-1.5将1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛在无水乙醇中混合，混合物在85℃搅拌回流6-8小时，然后冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥得到淡黄色固体，即3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸；(3)将4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，向悬浊液中缓慢滴加叠氮化钠的水溶液，混合物在室温下搅拌回流10小时。反应完成后将混合物倒入冰水混合物，所得沉淀经过滤，洗涤、真空干燥得到淡黄色固体，即4-叠氮基-1,8-萘二甲酸酐,其中4-溴-1,8-萘二甲酸酐和叠氮化钠的摩尔比为1：2-3；(4)按摩尔比为1：4-5将4-叠氮基-1,8-萘二甲酸酐和乙二胺溶解在无水乙醇中，混合物在85℃搅拌回流12小时，然后冷却至室温，过滤收集滤液减压旋干，以体积比20:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离，纯化得即2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮；(5)将3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑混合溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺中，混合物在0℃氩气保护下反应0.5小时，然后向反应体系中加入2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮，三乙胺，混合物在室温下反应24小时。反应结束后将混合物倒入冰水混合物，所得沉淀经过滤，洗涤、真空干燥得粗产物，粗产物用体积比30:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离，得得到浅黄色粉末状目标物N-(2-(6-叠氮基-1,3-二氧代-1H-苯并[de]异喹啉-2(3H)-基)乙基)-3-(3'，3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酰胺(NSP)，其中3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑和2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮的摩尔比为1：2-3：2-2：0.8-1。作为优选：所述的步骤(1)中2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸的摩尔比为1：2。所述的步骤(2)中1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛的摩尔比为1：1.1。所述的步骤(3)中4-溴-1,8-萘二甲酸酐和叠氮化钠的摩尔比为1：2。所述的步骤(4)中4-叠氮基-1,8-萘二甲酸酐和乙二胺的摩尔比为1：4。所述的步骤(5)中3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑和2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮的摩尔比为1：2：2：0.8。本专利技术合成的NSP可用于硫化氢和二氧化硫检测的区分检测。本专利技术提供的一种检测硫化氢的方法，步骤为：(1)配制pH＝7.4、浓度为10mM的PBS缓冲溶液，用硫化钠配制2mM的硫化氢水溶液，将螺吡喃-萘酰亚胺衍生物NSP溶于DMSO配制成2mM的溶液；(2)取2mL的C2H5OH/PBS(v/v＝1:1,pH＝7.4)溶液、10μLNSP的DMSO溶液加到一个荧光比色皿中，在荧光分光光度仪上检测，随着待测样硫化氢的加入，540nm处的荧光强度逐渐增强；(3)用蒸馏水配制2mM的硫化钠溶液，按体积比1:1将PBS缓冲溶液和C2H5OH溶液加到2mL荧光比色皿中，逐渐加入硫化氢溶液的体积为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90μL，同时在荧光光谱仪上测定540nm处荧光强度为209、845、1590、2211、2729、3205、3716、4070、4734、5003，以硫化氢浓度为横坐标，以荧光强度F为纵坐标绘制图，得到硫化氢浓度的工作曲线；线性回归方程为：F540＝53.187c+437.745，c的单位为10-6mol/L；(4)测定样品溶液时，将测得的荧光强度代入线性回归方程，即可求得硫化氢的浓度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种螺吡喃‑萘酰亚胺衍生物NSP，其特征在于，结构式为：
【技术特征摘要】
1.一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物NSP，其特征在于，结构式为：2.如权利要求1所述的一种螺吡喃-萘酰亚胺衍生物NSP的合成方法，其特征在于，步骤如下：(1)按摩尔比为1：1.5-2.5将2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸在无水乙腈中混合，将混合物在85℃加热反应12小时后，减压除去溶剂，所得残渣用乙醚洗涤三次除去未反应原料，残余物用体积比1:5的二氯甲烷与丙酮重结晶得到浅紫色粉末状产物，即1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物；(2)按摩尔比为1：1-1.5将1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛在无水乙醇中混合，混合物在85℃搅拌回流6-8小时，然后冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥得到淡黄色固体，即3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸；(3)将4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，向悬浊液中缓慢滴加叠氮化钠的水溶液，混合物在室温下搅拌回流10小时。反应完成后将混合物倒入冰水混合物，所得沉淀经过滤，洗涤、真空干燥得到淡黄色固体，即4-叠氮基-1,8-萘二甲酸酐,其中4-溴-1,8-萘二甲酸酐和叠氮化钠的摩尔比为1：2-3；(4)按摩尔比为1：4-5将4-叠氮基-1,8-萘二甲酸酐和乙二胺溶解在无水乙醇中，混合物在85℃搅拌回流12小时，然后冷却至室温，过滤收集滤液减压旋干，以体积比20:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离，纯化得即2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮；(5)将3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑混合溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺中，混合物在0℃氩气保护下反应0.5小时，然后向反应体系中加入2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮，三乙胺，混合物在室温下反应24小时。反应结束后将混合物倒入冰水混合物，所得沉淀经过滤，洗涤、真空干燥得粗产物，粗产物用体积比30:1的二氯甲烷和甲醇作洗脱剂经硅胶柱色谱分离，得得到浅黄色粉末状目标物N-(2-(6-叠氮基-1,3-二氧代-1H-苯并[de]异喹啉-2(3H)-基)乙基)-3-(3'，3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酰胺(NSP)，其中3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑和2-(2-氨基乙基)-6-叠氮基-1H-苯并[de]异喹啉-1,3(2H)-二酮的摩尔比为1：2-3：2-2：0.8-1。3.如权利要求2所述的NSP的合成方法，其特征在于，所述的步骤(1)中2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸的摩尔比为1：2。4.如权利要求2所述的NSP的合成方法，其特征在于，所述的步骤(2)中1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛的摩尔比为1：1.1。5.如权利要求2所述的NSP的合成方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟杰，阴彩霞，霍方俊，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
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