可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针及制备方法技术

本发明专利技术提供一种可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针T1及其制备方法。所述顺磁探针T1的结构式如下：

【技术实现步骤摘要】
可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针及制备方法
本专利技术属于化学生物学、细胞生物学和结构生物学领域中的高性能磁探针，即一种以(2,2',2”-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三)三乙酸为骨架以苯砜基为离去基团的蛋白质定点特异性修饰新型顺磁探针。
技术介绍
蛋白质的空间结构、动态变化与其生物功能密切相关。通过磁共振方法可以研究蛋白质动态结构与相互作用，并在原子分辨率水平上深层次了解其结构-功能的关系。磁共振研究蛋白质通常需要定点的标记技术，在蛋白质特定位点引入顺磁探针，以此开展顺磁探针中顺磁中心与蛋白质中原子核的作用或者顺磁中心-顺磁中心的距离变化关系。因此蛋白质定点引入顺磁中心需要借助高活性、高选择性的标记化学反应和高性能的顺磁探针。顺磁探针的质量对利用磁技术研究生物大分子的结构与动态学关系起着决定性的作用。顺磁探针一般均是一些具有双功能团的小分子探针，一端用于顺磁金属离子的螯合，另一端则用于与蛋白质连接。将顺磁探针与生物大分子连接后，利用顺磁效应可以揭示生物大分子的作用机制和作用构象变化、小分子与大分子作用的高分辨结构(参见：J.Biomol.NMR,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针——以(2,2',2”‑(1,4,7,10‑四氮杂环十二烷‑1,4,7‑三)三乙酸为骨架以苯砜基为特点的顺磁探针T1，亦即1,4,7,10‑四氮杂环十二烷‑1‑(2‑亚甲基‑4‑苯砜基‑5‑溴)吡啶‑2,3,4‑三乙酸负离子‑Ln3+配合物，其化学结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针——以(2,2',2”-(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三)三乙酸为骨架以苯砜基为特点的顺磁探针T1，亦即1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1-(2-亚甲基-4-苯砜基-5-溴)吡啶-2,3,4-三乙酸负离子-Ln3+配合物，其化学结构式如下所示：2.权利要求1所述可用于细胞内磁共振研究的DO3A型高稳定顺磁探针T1的制备方法，合成步骤如下：1)2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物1的合成；将2-甲基-5-溴吡啶、冰乙酸、30％质量分数的过氧化氢混合，所述2-甲基-5-溴吡啶与过氧化氢的摩尔比为1：2，保持70-80℃加热搅拌回流12-24h直至原料不能再转化；减压浓缩，然后倒入冰水混合物中，用碳酸钾固体将体系pH调至碱性；二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，柱分离，得到白色固体2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物，即化合物1；2)2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物2；往容器中加入步骤1)得到的2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物作为原料，冰浴降温，搅拌，慢慢滴加浓硫酸、发烟硝酸，所述2-甲基-5-溴吡啶氮氧化物、浓硫酸与发烟硝酸的用量比为13.0g：40ml：30ml；加毕，撤冰浴，保持100-120℃加热搅拌回流3-6h直至反应完全；将反应液稀释至冰水中，二氯甲烷萃取，碳酸钾溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到黄色固体2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物，即化合物2；3)2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物的合成，即路线中化合物3；往容器中加入步骤2)得到的2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物和溴化氢的冰乙酸溶液，所述的2-甲基-4-硝基-5-溴吡啶氮氧化物与溴化氢的冰乙酸溶液的用量比为10.0g：20ml；70-80℃加热搅拌回流6-12h直至反应完全；将反应液倒入冰水中，用碳酸钾和氢氧化钾将体系pH调至11，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到白色固体2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物，即化合物3；4)2-羟甲基-4,5-二溴吡啶的合成，即路线中化合物4；往容器中加入步骤3)得到的2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物和二氯甲烷，冰浴降温，搅拌，慢慢加入三氟乙酸酐，所述的2-甲基-4,5-二溴吡啶氮氧化物与三氟乙酸酐的摩尔比为1：3.3；加毕，撤冰浴，保持40-45℃加热搅拌回流9-18h直至反应完全；旋干，加水和四氢呋喃，用碳酸钾固体将体系pH调至9，室温搅拌5h，水解完全；旋出四氢呋喃，加入氢氧化钾将pH升至12，二氯甲烷萃取，氢氧化钾溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得到淡黄色固体2-羟甲基-4,5-二溴吡啶，即化合物4；5)2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的合成，即路线中化合物5；往容器中加入步骤4)得到的2-羟甲基-4,5-二溴吡啶、苯亚磺酸钠、乙腈，所述的2-羟甲基-4,5-二溴吡啶与苯亚磺酸钠的摩尔比为1：3；氩气保护，保持80-90℃加热搅拌回流24-48h直至反应完全；过滤，二氯甲烷洗涤滤渣，旋干，得到黄色固体2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶，即化合物5；6)2-溴甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶的合成，即路线中化合物6；将步骤5)得到的2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶与二氯甲烷混合，搅拌，加入三溴化磷，所述的2-羟甲基-4-苯砜基-5-溴吡啶与三溴化磷的摩尔比为1：2；保持40-50℃加热搅拌回流4-10h直至转化完全；将反应液倒入冰水中，用碳酸钾将体系pH调至...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏循成，杨峰，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12