超亮二聚或多聚染料制造技术

公开了可用作荧光或着色染料的化合物。该化合物具有以下结构(I)：

Ultra bright two poly or polydyes

A compound used as a fluorescein or coloring dye is disclosed. The compound has the following structure (I):

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超亮二聚或多聚染料背景领域本专利技术通常涉及二聚和多聚荧光或着色染料，和它们的制备方法以及在多种分析方法中的用途。相关技术的描述已知荧光和/或着色染料特别适用于其中需要高灵敏度的检测试剂的应用。能够优先标记样品中的特定成分或组分的染料使得研究人员能够测定特定成分或组分的存在、量和/或位置。此外，可以针对不同环境中的它们的空间和时间分布来监控特定体系。荧光和比色法在化学和生物学方面非常普遍。这些方法对于生物分子的存在、结构、距离、取向、络合和/或位置给出了有用的信息。此外，时间分辨的方法越来越多地用于热力学(dynamics)和动力学(kinetics)的测量。因此，已经开发了用于生物分子例如核酸和蛋白质的荧光或颜色标记的许多策略。由于生物分子的分析通常发生在水性环境中，因此重点是开发和使用水溶性染料。高度荧光或着色的染料是理想的，因为这种染料的使用增加了信噪比并提供了其它相关的益处。因此，已经尝试增加来自已知荧光和/或着色基团的信号。例如，已经制备了包含两个或更多个荧光和/或着色基团的二聚和多聚化合物，预期这样的化合物将获得更亮的染料。然而，作为分子内荧光猝灭的结果，二聚和聚合染料没有达到期望的亮度增加。因此，本领域需要具有增加的摩尔亮度的水溶性染料。理想地，这样的染料和生物标志物应该是强烈着色或荧光的，并且应当以各种颜色和荧光波长获得。本专利技术满足了这一需要并提供了进一步的相关优点。简要概述简而言之，本专利技术通常涉及可用作水溶性，荧光或着色的染料和探针的化合物，其使得能够目视检测分析物分子，例如生物分子，以及用于其的试剂。还描述了使用该染料目视检测分析物分子的方法。本专利技术实施方案的水溶性、荧光或着色染料是强烈着色和/或荧光的，并且可以通过目视检查或其它方式容易地观察到。在一些实施方案中，可以在没有预先照射或化学或酶促活化的情况下观察化合物。如本文所述通过适当选择染料，可以获得各种颜色的视觉上可检测的分析物分子。在一个实施方案中，提供了具有以下结构(I)的化合物：或其立体异构体、互变异构体或盐，其中R1、R2、R3、R4、R5、L1、L2、L3、L4、M、m和n如本文所定义。结构(I)的化合物在许多应用中找到了应用性，包括用作多种分析方法中的荧光和/或着色染料。在另一个实施方案中，提供了染色样品的方法，该方法包括以当所述样品在适当的波长下被照射时足以产生光学响应的量向所述样品添加结构(I)的化合物。仍在其他实施方案中，本公开提供一种用于目视检测分析物分子的方法，包括：(a)提供了(I)的化合物；和(b)通过其可视特性检测化合物。所公开的其他方法包括一种用于目视检测生物分子的方法，所述方法包括：(a)将结构(I)的化合物与一种或多种生物分子混合；和(b)通过其可视特性检测化合物。其他实施方案涉及组合物，所述组合物包含一种结构(I)的化合物和一种或多种生物分子。还提供了这种组合物在检测一种或多种生物分子的分析方法中的用途。在一些其它不同的实施方案中，提供了结构(II)的化合物：或其立体异构体、盐、互变异构体，其中R1、R2、R3、R4、R5、L1a、L2、L3、L4、A、G、m和n如本文所定义。结构(II)的化合物在许多应用中找到了应用性，包括用作制备结构(I)的荧光和/或着色颜料的中间体。还在其它实施方案中，提供了标记分析物分子的方法，该方法包括：(a)将结构(II)的化合物和分析物分子混合，其中R2或R3为Q或包含连接至Q的共价键的连接基；(b)形成该化合物和分析物分子的共轭物；和(c)使该共轭物与式M-L1b-G′的化合物反应，从而通过G和G′的反应形成至少一个共价键，其中R2、R3、Q、G和M-L1b-G′如本文所定义。在一些不同的实施方案中，提供了标记分析物分子的另一种方法，该方法包括：(a)将结构(II)的化合物与式M-L1b-G′的化合物混合，其中R2或R3为Q或包含连接至Q的共价键的连接基，从而通过G和G′的反应形成至少一个共价键，和(b)使步骤(A)的产物与分析物分子反应，从而形成步骤(A)的产物与分析物分子的共轭物，其中R2、R3、Q、G和M-L1b-G′如本文所定义。在更多不同的实施方案中，提供了制备结构(I)化合物的方法，所述方法包括使结构(II)的化合物与式M-L1b-G′的化合物混合，从而通过G和G′的反应形成至少一个共价键，其中G和M-L1b-G′如本文所定义。本专利技术的这些和其它方面将在参考以下详细的描述而显而易见。附图简要说明在附图中，相同的参考数字表示相似的要素。在图中要素的尺寸和相对位置不必要按照比例绘制并且这些要素的一些被可以扩大并且放置以改善附图的可读性。进一步地，所绘制的要素的特定形状不旨在传达关于特定要素的实际形状的任何信息，并且为了便于在图中的识别而被单独选择。图1提供了3-聚体、5-聚体和10-聚体香豆素染料化合物的荧光光谱。图2提供了3-聚体、5-聚体和10-聚体荧光素染料化合物的荧光光谱。专利技术详述在以下描述中，阐述某些具体细节旨在提供对本专利技术多种实施方案的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解本专利技术可以在没有这些细节的情况下实施。除非上下文另有要求，否则在本说明书和权利要求通篇范围内，词“包含”及其变体，如，“包含了”和“包含着”将解释成是开放、包括性意义，即，解释为“包括但不限于”。本说明书通篇范围内对“一个实施方案“或“某个实施方案”的谈及意指在本专利技术的至少一个实施方案中包含与某实施方案联系所描述的具体特点、结构或特征。因此，短语“在一个实施方案中”或“在某个实施方案中”在本说明书通篇范围内多个位置的出现并不必然地全都指相同的实施方案。另外，具体特点、结构或特征可以在一个或多个实施方案中按任何适合的方式组合。“氨基”指-NH2基团。“羧基”指CO2H基团。“氰基”指-CN基团。“甲酰基”指-C(＝O)H基团。“羟”或“羟基”指-OH基团。“亚胺基”指＝NH基团。“硝基”指-NO2基团。“氧代”指＝O取代集团。“硫氢基”指SH基团。“硫代”指＝S基团。“烷基”指仅由碳原子和氢原子组成的直链或支链烃链基团，不含有不饱和度，具有1个至12个碳原子(C1-C12烷基)、1个至8个碳原子(C1-C8烷基)或1个至6个碳原子(C1-C6烷基)，并且通过单键与分子的其余部分连接，例如，甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)、3-甲基己基、2-甲基己基等。除非在说明书中另有特别说明，烷基是任选取代的。“亚烷基”或“亚烷基链”指仅由碳和氢组成的使分子的其余部分与基团连接的直链或支链二价烃链，其不含不饱和度并且具有1个至12个碳原子，例如，亚甲基、亚乙基、亚丙基、正亚丁基，还包括亚乙烯基、亚丙烯基、正-亚丁烯基、亚丙炔基、正-亚丁炔基等。亚烷基链通过单键与分子的其余部分连接并通过单键与基团连接。亚烷基链与分子其余部分及与基团的连接点可以是经过链内部的一个碳或任何两个碳。除非在本说明书中另外声明，否则亚烷基是任选取代的。“亚烯基”或“亚烯基链”是指仅由碳和氢组成的使分子的其余部分与基团连接的直链或支链二价烃链，其含有至少一个碳-碳双键并且具有2个至12个碳原子，例如亚乙烯基、亚丙烯基和正-亚丁烯基等。亚烯基链通过单键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有以下结构(I)的化合物:

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.01 US 62/317,1921.一种具有以下结构(I)的化合物:或其立体异构体、盐或互变异构体，其中：M在每次出现时独立地为包含两个或更多个碳-碳双键和至少一个共轭度的基团；L1在每次出现时独立地为包含能够通过两个互补反应性基团的反应形成的官能团的连接基；L2和L3在每次出现时独立地为任选的亚烷基、亚烯基、亚炔基、杂亚烷基、杂亚烯基、杂亚炔基或杂原子的连接基；L4在每次出现时独立地为亚烷基、亚烯基、亚炔基、杂亚烷基、杂亚烯基或杂亚炔基的连接基；R1在每次出现时独立地H、烷基或烷氧基；R2和R3各自独立地为H、OH、SH、烷基、烷氧基、烷基醚基、-OP(＝Ra)(Rb)Rc、Q、包含连接到Q的共价键的连接基、包含连接至分析物分子的共价键的连接基、包含连接至固体载体的共价键的连接基或包含连接至另一结构(I)化合物的共价键的连接基，其中Ra为O或S；Rb为OH、SH、O-、S-、ORd或SRd；Rc为OH、SH、O-、S-、ORd、SRd、烷基、烷氧基、烷基醚基、烷氧基烷基醚基、磷酸酯基、硫代磷酸酯基、磷烷基、硫代磷烷基、磷烷基醚基或硫代磷烷基醚基；和Rd为反离子；R4在每次出现时独立地为OH、SH、O-、S-、ORd或SRd；R5在每次出现时独立地为氧代、硫代或不存在；Q在每次出现时独立地为包含能够与分析物分子、固体载体或互补反应性基团Q′形成共价键的反应性基团的基团；m在每次出现时独立地为0或更大的整数；和n为1或更大的整数。2.权利要求1的化合物,其中对于L1的至少一次出现，所述官能团可以通过醛、肟、腙、炔、胺、叠氮化物、酰基叠氮化物、酰卤、腈、硝酮、硫氢基、二硫化物、磺酰卤、异硫氰酸酯、亚氨酸酯、活化酯、酮、α,β-不饱和羰基、烯烃、马来酰亚胺、α-卤代酰亚胺、环氧化物、氮丙啶、四嗪、四唑、膦、生物素或硫杂环丙烷官能团与互补反应性基团的反应形成。3.权利要求1的化合物，其中对于L1的至少一次出现，官能团可以通过炔与叠氮化物的反应形成。4.权利要求1的化合物，其中对于L1的至少一次出现，官能团包含亚烷基、酯基、酰胺基、硫代酯基、二硫基、碳环、杂环或杂芳环基团。5.权利要求1的化合物，其中对于L1的至少一次出现，L1为包含三唑基官能团的连接基。6.权利要求1的化合物，其中对于L1的至少一次出现，L1-M具有以下结构：其中L1a和L1b各自独立地为任选的连接基。7.权利要求1的化合物，其中对于L1的至少一次出现，L1-M具有以下结构：其中L1a和L1b各自独立地为任选的连接基。8.权利要求1的化合物，其中该化合物具有以下结构(IA)：其中:L1a和L1b在每次出现时独立地为任选的连接基；和x1、x2、x3和x4在每次出现时独立地为0-6的整数。9.权利要求1的化合物，其中该化合物具有以下结构(IB):其中:L1a和L1b在每次出现时独立地为任选的连接基；和x1、x2、x3和x4在每次出现时独立地为0-6的整数。10.权利要求6-9任一项的化合物，其中L1a或L1b或二者不存在。11.权利要求6-9任一项的化合物，其中L1a或L1b或二者存在。12.权利要求11的化合物，其中L1a和L1b当存在时各自独立地为亚烷基或杂亚烷基。13.权利要求12的化合物，其中L1a和L1b当存在时独立地具有以下结构之一：14.权利要求1-13的任一项的化合物其中L4在每次出现时独立地为C1-C6亚烷基、C2-C6亚烯基或C2-C6亚炔基。15.权利要求14的化合物，其中该化合物具有以下结构(IC):其中:x1、x2、x3和x4在每次出现时独立地为0-6的整数，和y在每次出现时独立地为1-6的整数。16.权利要求15的化合物，其中L1在每次出现时独立地包含三唑基官能团。17.权利要求15或16的化合物，其中对于m的每一个整数值而言，y为2。18.权利要求15-17的任一项的化合物，其中在每次出现时x1、x2、x3和x4各自为1。19.权利要求15-17的任一项的化合物，其中在每次出现时x2和x4各自为0，和x3为1。20.权利要求1-19的任一项的化合物，其中R4在每次出现时独立地为OH、O-或ORd。21.权利要求1-20的任一项的化合物，其中R5在每次出现时为氧代。22.权利要求1的化合物，其中该化合物具有以下结构(ID)或(IE)之一：23.权利要求22的化合物，其中L1在每次出现时独立地包含三唑基官能团。24.权利要求1-23的任一项的化合物，其中R1为H。25.权利要求1-24的任一项的化合物，其中R2和R3各自独立地为OH或-OP(＝Ra)(Rb)Rc。26.权利要求1-24的任一项的化合物，其中R2或R3之一为OH或-OP(＝Ra)(Rb)Rc，和R2或R3的另一个为Q或包含连接至Q的共价键的连接基。27.权利要求1-24或26的任一项的化合物，其中Q包含亲核反应性基团、亲电反应性基团或环加成反应性基团。28.权利要求27的化合物，其中Q包含硫氢基、二硫基、活化酯基、异硫氰酸酯基、叠氮基、炔基、烯基、二烯基、亲二烯基、酰卤基、磺酰卤基、膦基、α-卤代酰胺基、生物素、氨基或马来酰亚胺基官能团。29.权利要求28的化合物，其中活化酯基为N-琥珀酰亚胺酯基、亚氨酸酯基或聚氟苯基酯基。30.权利要求28的化合物，其中叠氮基为烷基叠氮基或酰基叠氮基。31.权利要求1-24或26的任一项的化合物，其中Q为选自表1的基团。32.权利要求1-24的任一项的化合物，其中R2或R3之一为OH或-OP(＝Ra)(Rb)Rc，和R2或R3的另一个为包含连接至分析物分子的共价键的连接基或包含连接至固体载体的共价键的连接基。33.权利要求32的化合物，其中分析物分子是核酸、氨基酸或其聚合物。34.权利要求32的化合物，其中分析物分子为酶、受体、受体配体、抗体、糖蛋白、适体或朊病毒。35.权利要求32的化合物，其中固体载体是聚合物珠粒或非聚合物珠粒。36.权利要求1-35的任一项的化合物，其中m至少一次出现时为3或更大的整数。37.权利要求1-35的任一项的化合物，其中m在每次出现时独立地为3-10的整数。38.权利要求1-35的任一项的化合物，其中m在每次出现时独立地为7-9的整数。39.权利要求1-38的任一项的化合物，其中n为1-100的整数。40.权利要求1-38的任一项的化合物，其中n为1-10的整数。41.权利要求1-40的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为包含四个或更多个芳基或杂芳基环或其组合的基团。42.权利要求1-40的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为荧光的或着色的。43.权利要求42的化合物，其中M为荧光的。44.权利要求1-43的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地包含含有至少四个稠合环的稠合多环芳基。45.权利要求1-44的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为二甲基氨基茋、喹吖啶酮、氟苯基-二甲基-BODIPY、双-氟苯基-BODIPY、吖啶、三萘嵌苯、联六苯基、卟啉、苯并芘、(氟苯基-二甲基-二氟硼杂-二氮杂-引达省)苯基、(双-氟苯基-二氟硼杂-二氮杂-引达省)苯基、联四苯基、双-苯并噻唑、三-苯并噻唑、双-萘基、双-蒽基、方酸菁、方酸菁鎓、9,10-乙炔基蒽或三-萘基基团。46.权利要求1-44的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为对三联苯基、苝、偶氮苯、吩嗪、菲咯啉、吖啶、硫杂蒽烯、红荧烯、晕苯、菁蓝、苝酰亚胺或苝酰胺或其衍生物。47.权利要求1-44的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为香豆素染料、试卤灵染料、二吡咯亚甲基二氟化硼染料、钌联吡啶染料、能量转移染料、噻唑橙染料、甲川或N-芳基-1,8-萘二甲酰亚胺染料。48.权利要求1-44的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地为芘、苝、苝单酰亚胺或6-FAM或其衍生物。49.权利要求1-44的任一项的化合物，其中M在每次出现时独立地具有以下结构之一：50.选自表2的化合物。51.染色...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·马特雷，S·辛格，M·范布伦特，
申请(专利权)人：索尼公司，美国索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP