一种一甲川菁染料的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种一甲川菁染料的合成方法，其包括以下步骤：(1)将N-甲基喹啉-2-硫酮、对甲苯磺酸甲酯、含有活性甲基的杂环季铵盐以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入三乙胺，回流；(2)将上述步骤(1)回流后的溶液经减压蒸出部分溶剂，冷却，待有固体析出，再进行抽滤，干燥，重结晶，以最终得到一甲川菁染料成品。本发明专利技术操作简单，合成产率高、步骤少且时间短，能有效避免中间产物的纯化处理，合成效率高，合成成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学
，尤其涉及一种一甲川菁染料的合成方法。
技术介绍
一甲川菁染料(也被称为单菁染料)具有摩尔消光系数大(大于5000L·mol-1·cm-1)、荧光量子产率高、波长可调谐范围广、相对较高的光稳定性、易于合成等独特的物理化学性质，这使得该类染料能够被广泛的应用于卤化银照相乳剂中的光谱增感剂、光盘记录材料、光动力疗法、流式细胞仪的标记试剂、灭菌剂等。近些年来人们将单菁染料广泛应用于生物医学领域，并被认为是检测核酸的最灵敏的荧光探针。一甲川菁染料的常规合成方法主要是通过2位或4位含有甲硫基的含氮芳杂环季铵盐与含有活性甲基的杂环季铵盐在溶剂中加热回流脱去甲硫醇得到。例如Brooker课题组利用2-甲硫基苯并噻唑甲基对甲苯磺酸季铵盐与4-甲基喹啉乙基碘盐在碱性条件下合成出了在DNA荧光检测方面有着巨大应用的噻唑橙染料(TO)1(Scheme3-1)。随着人们对染料合成研究的逐步深入，许多合成一甲川菁染料的方法被报导。TodorG.Deligeorgiev课题组一直致力于染料新方法新结构的研究，他们以2-亚胺基-3-甲基苯并噻唑衍生物和4-甲基喹啉季铵盐为主要原料合成了一系列不对称的一甲川菁染料2～10(Scheme3-2)。之后他们又以2位含有磺酸基的杂环季铵盐与2位或4位含有活性甲基的杂环季铵盐为原料合成了一系列新型的一甲川菁染料11～13(Scheme3-3)。LariveH.等提出了利用2位带氯的杂环季铵盐与另一分子带有活性甲基的杂环季铵盐，发生亲核加成消除反应制备一甲川菁染料的新合成方法，并申请专利。例如，将2-氯喹啉乙基氯和2-甲基苯并噻唑甲基硫酸甲酯盐在乙醇中回流，三乙胺催化，之后加入溴化钾的水溶液，得到一甲川菁染料14(Scheme3-4)。TariqMahmood课题组选择10-甲基吖啶酮为起始原料，通过与亚硫酰氯反应，得到中间体9-氯-10-甲基吖啶氯化物，接着与2-亚甲基-1，3，3-三甲基吲哚啉反应得到吲哚一甲川菁染料15(Scheme3-5)。同时，传统的合成含喹啉核一甲川菁染料的步骤如下(Scheme3-9)：(1)先制备合成染料的两个基本原料：含有甲硫基的喹啉杂环季铵盐和含有活性甲基的杂环季铵盐(需要两步反应)；(2)两种季铵盐在碱催化下反应制备染料(一步反应)。综上所述，现有一甲川菁染料的合成通常操作相对繁琐，合成工序多，合成时间长、效率低，合成产率低，同时中间产物还需要纯化处理，整个合成成本较高，无法满足实际生产需要。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出了一种操作简单，合成产率高、步骤少且时间短，能有效避免中间产物的纯化处理，提高合成效率，降低合成成本的一甲川菁染料的合成方法。本专利技术的技术方案如下：上述的一甲川菁染料的合成方法，包括以下步骤：(1)将N-甲基喹啉-2-硫酮、对甲苯磺酸甲酯、含有活性甲基的杂环季铵盐以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入三乙胺，回流；(2)将上述步骤(1)回流后的溶液经减压蒸出部分溶剂，冷却，待有固体析出，再进行抽滤，干燥，重结晶，以最终得到一甲川菁染料成品。所述一甲川菁染料的合成方法，其中，合成所述甲川菁染料的化学反应式如下：上述反应式中X包括I、Br和ClO4，R包括CH3、OCH3、Cl和Br，Y包括S和CH＝CH。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(2)中是采用甲醇或乙醇重结晶。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(1)中1-甲基喹啉-2-硫酮采用的是0.003mol的1-甲基喹啉-2-硫酮。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(1)中对甲苯磺酸甲酯采用的是0.003mol的对甲苯磺酸甲酯。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(1)中含有活性甲基的杂环季铵盐采用的是0.003mol含有活性甲基的杂环季铵盐。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(1)中回流的时长为6h-11h。所述一甲川菁染料的合成方法，其中：所述步骤(2)中最终得到的一甲川菁染料成品为多种颜色的固体状成品。有益效果：本专利技术一甲川菁染料的合成方法操作简单，合成产率高，合成步骤少，合成时间短，其以N-甲基-2-喹啉硫酮、对甲苯磺酸甲酯及含有活性甲基的杂环季铵盐为原料，采用三组份一锅煮的合成方法，即1-甲基喹啉-2-硫酮与对甲基苯磺酸甲酯反应形成2-甲硫基对甲基苯磺酸盐，杂环季铵盐的活性甲基在碱催化下转变成具有亲核活性的碳负离子，然后碳负离子与2-甲硫基对甲基苯磺酸盐发生亲核加成-消除反应，得到含喹啉核一甲川菁染料，相比传统合成方法需要三步，本专利技术的方法只要两步就可以，避免了中间产物的纯化处理，提高了合成效率，降低了合成成本，适于推广与应用。具体实施方式本专利技术一甲川菁染料的合成方法，其包括以下步骤：(1)将N-甲基喹啉-2-硫酮、对甲苯磺酸甲酯、含有活性甲基的杂环季铵盐以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入数滴三乙胺，回流6h-11h；(2)将上述步骤(1)回流后的溶液经减压蒸出部分溶剂，冷却，待有固体析出，再进行抽滤，干燥，重结晶，以最终得到一甲川菁染料成品。上述步骤(1)中1-甲基喹啉-2-硫酮采用的是0.003mol的1-甲基喹啉-2-硫酮；对甲苯磺酸甲酯采用的是0.003mol的对甲苯磺酸甲酯；含有活性甲基的杂环季铵盐也采用的0.003mol含有活性甲基的杂环季铵盐。上述步骤(2)中是用甲醇或乙醇重结晶，最终得到的一甲川菁染料成品为多种颜色的固体状成品。本专利技术一甲川菁染料的合成方法的化学反应式如下：X＝I，Br，Cl，ClO4...R＝CH3，OCH3，Cl，Br...Y＝S，CH＝CH...其中，本专利技术一甲川菁染料的合成方法的机理为：1-甲基喹啉-2-硫酮与对甲基苯磺酸甲酯反应形成2-甲硫基对甲基苯磺酸盐，杂环季铵盐的活性甲基在碱催化下转变成具有亲核活性的碳负离子，然后碳负离子与2-甲硫基对甲基苯磺酸盐发生亲核加成-消除反应，得到含喹啉核一甲川菁染料。下面通过具体实施例对本专利技术作进一步描述：本专利技术以N-甲基-2-喹啉硫酮、对甲苯磺酸甲酯及含有活性甲基的杂环季铵盐为原料，采用三组份一锅煮的新合成方法成功的合成了8种含喹啉核一甲川菁染料。实施例1本专利技术实施例1的一甲川菁染料的合成方法，其具体流程为：将0.50g(0.003mol)1-甲基喹啉-2-硫酮、0.60g(0.003mol)对甲苯磺酸甲酯、0.87g(0.003mol)2-甲基苯并噻唑甲基碘盐(A6)以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入数滴三乙胺，回流6h。减压蒸出部分溶剂，冷却，有固体析出，抽滤，干燥，用甲醇或乙醇重结晶多次，得0.39g红色固体(D4)，产率29.8％。以下为本专利技术实施例l合成一甲川菁染料的化学反应式：实施例2本专利技术实施例2的一甲川菁染料的合成方法，其具体流程为：将0.50g(0.003mol)1-甲基喹啉-2-硫酮、0.60g(0.003mol)对甲苯磺酸甲酯、0.98g(0.003mol)2-甲基-5-氯苯并噻唑甲基碘盐(A7)以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入数滴三乙胺，回流6h。减压蒸出部分溶剂，冷却，有固体析出，抽滤后烘干，用甲醇或乙醇重结晶多次，得橘红色固体(D5)0.39g，产率27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一甲川菁染料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将N‑甲基喹啉‑2‑硫酮、对甲苯磺酸甲酯、含有活性甲基的杂环季铵盐以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入三乙胺，回流；(2)将上述步骤(1)回流后的溶液经减压蒸出部分溶剂，冷却，待有固体析出，再进行抽滤，干燥，重结晶，以最终得到一甲川菁染料成品。

【技术特征摘要】
1.一种一甲川菁染料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将N-甲基喹啉-2-硫酮、对甲苯磺酸甲酯、含有活性甲基的杂环季铵盐以及无水乙醇加入圆底烧瓶中，滴入三乙胺，回流；(2)将上述步骤(1)回流后的溶液经减压蒸出部分溶剂，冷却，待有固体析出，再进行抽滤，干燥，重结晶，以最终得到一甲川菁染料成品。2.如权利要求1所述的一甲川菁染料的合成方法，其特征在于，合成所述甲川菁染料的化学反应式如下：上述反应式中X包括I、Br和ClO4，R包括CH3、OCH3、Cl和Br，Y包括S和CH＝CH。3.如权利要求1所述的一甲川菁染料的合成方法，其特征在于：所述步骤(2)中是采用甲醇或乙醇重结晶。4.如权利要求1所述的一甲川...

【专利技术属性】
技术研发人员：付义乐，
申请(专利权)人：付义乐，
类型：发明
国别省市：陕西;61