3,5-双（2,4-二甲氧基苯基）吡啶二元环、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种3,5‑双（2,4‑二甲氧基苯基）吡啶二元环、其制备方法及应用，该化合物结构式为：

3,5-bis (2,4-dimethoxyphenyl) pyridine binary ring, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种新型大环主体核酸染料的制备方法，以及该化合物在核酸标记领域的应用，特别是一种水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环、其制备方法及应用。
技术介绍
近年来，分子识别研究在化学、生物学、材料科学、环境科学等领域得到了广泛的应用，并吸引了众多科研工作者加入。在此领域已涌现出许多富有创造性的学术成果，其中一个重要的方向就是超分子大环主体在生物化学过程中的应用。而由于大部分生物化学过程发生在水媒介中，所以水溶性大环主体的合成及研究工作有重要意义。线粒体、高尔基体、细胞核、细胞质这些都是细胞内的物质,这些物质都被细胞膜和细胞壁保护着的,染料是不能进入。一般的生物材料不能穿透细胞膜，只有当细胞被固定后，细胞膜被破坏，染料才能进入细胞内部。但是，有一些染料，俗称活体染料，却能进入活细胞，它们是一些无毒或毒性很小的染色剂，能使细胞中某些特定结构着色。活体染料基本上不影响或很少影响细胞的生命活动，因此活体染料的开发是非常有意义的。核酸作为生命的遗传物质,其结构的完整性决定了细胞是否能够维持正常的生理功能以及细胞的分裂增殖、分化。核酸结构的完整性也同时决定了生命体能否正常地生长发育,生命体繁殖过程中的遗传与变异。DNA分子结构的多样性对其性质以及功能影响甚大。核酸染色在基因工程领域应用非常广泛，结合琼脂糖凝胶电泳可以分离、鉴定DNA片段大小，对于DNA浓度也可以根据荧光激发强度进行半定量。目前，对于凝胶染色的核酸染色剂，溴化乙锭(Ethidiumbromide)仍占据主导地位，EB可以结合双链DNA、单链DNA以及RNA，EB结合双链DNA后荧光强度激发比游离凝胶中的EB发出的荧光强度大20～25倍，具备优越的DNA检测能力，在琼脂糖凝胶及聚丙烯酰胺凝胶中可分别检测痕量的双链DNA。但是EB化学毒性大，具有高致癌性，对环境安全有一定的影响。因此开发新的核酸染料是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶。本专利技术的目的之二在于提供一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环。本专利技术的目的之三在于提供一种水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环。本专利技术的目的之四在于提供该水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的制备方法本专利技术的目的之五在于提供水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环作为核酸染料的应用。为达到上述目的，本专利技术采用以下反应机理：根据上述反应机理，本专利技术采用如下技术方案：一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶,其特征在于该化合物的结构式为：一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其特征在于该化合物的结构式为：一种水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其特征在于该化合物的结构式为：一种上述的水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将3，5-二溴吡啶和2,4-二甲氧基苯硼酸以摩尔比1：2～1：4溶于1，4-二氧六烷和水体积比4：1的混合溶剂中，然后加入无水碳酸钠和催化量的[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯10％mol，回流反应过夜，反应结束后去除溶剂，用水和二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，再经分离纯化得到白色固体3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶，其结构为：b.在室温下，将步骤a所得3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶与多聚甲醛摩尔比为1：2～1：3溶于二氯甲烷中，搅拌至完全溶解后，加入催化量的三氟化硼乙醚，搅拌反应0.5～1h，加入蒸馏水使反应停止，有机相依次用饱和NaHCO3水溶液、饱和NaCl水溶液进行洗涤，用无水Na2SO4干燥，经分离提纯得白色固体产物3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其结构式为：所述的多聚甲醛结构式为：c.将步骤b所得3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环和碘甲烷按1：4～1：6的摩尔比溶于无水乙腈中，在室温下搅拌24小时；将混合液浓缩后加入乙酸乙酯，通过离心分离形成黄色沉淀的产物，并用无水乙醚洗涤两次，分离即可得到水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其结构式为：一种上述的水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环作为核酸染料的应用。本专利技术由3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶为单体和多聚甲醛在路易斯酸催化的条件下合成的新型的大环主体分子。其中利用含吡啶大环主体具有独特的结构和性质，并且它们很容易被修饰。本专利技术设计了一系列衍生化反应步骤，最终获得新型水溶性分子化合物。本专利技术首先采用了CCK-8法评价了水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环对正常细胞293T以及肿瘤细胞MCF-7ADR分别在10、20、40、80、160、320μM浓度下培养48h的细胞毒性。附图7和附图8中显示了水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环对正常细胞293T和肿瘤细胞MCF-7ADR即使在高的浓度下也显示出了非常低的毒性。随后采用了同样的方法评价了水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环对小鼠脑微血管内皮细胞bEnd3及大鼠胶质瘤细胞C6分别在2.5、5、10、20、40、80、160μM浓度下培养48h的细胞毒性。从附图9和附图10中，可以看出水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环对小鼠脑微血管内皮细胞bEnd3以及大鼠胶质瘤细胞C6中的细胞毒性同样很小。本专利技术的水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环、DID、DAPI孵育bEnd3细胞和C6细胞，通过共聚焦成像、定点定位发现可以水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环进入细胞核，与细胞核中的DNA作用，使其成为黄绿色。水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环可以标记小鼠胸腺DNA，其浓度越强，荧光强度越强。标记后的单链DNA在529nm和626nm的荧光强度差别不到10％，而标记后的双链DNA在529nm和626nm的荧光强度差别较大，可用于区分双链和单链DNA。水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环有望作为一种新型的活体核酸染料，在丰富核酸染料的种类有很大的应用价值。附图说明图13,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶的1HNMR谱图；图23,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶的13CNMR谱图；图33,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的1HNMR谱图；图43,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的13CNMR谱图；图5水溶甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的1HNMR谱图；图6水溶甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的13HNMR谱图；图7水溶甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环在293T细胞中的细胞毒性；图8水溶甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环在MCF-7ADR细胞中的细胞毒性；图9水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3,5‑双(2,4‑二甲氧基苯基)吡啶,其特征在于该化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶,其特征在于该化合物的结构式为：2.一种3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其特征在于该化合物的结构式为：3.一种水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环，其特征在于该化合物的结构式为：4.一种根据权利要求3所述的水溶性阳离子甲基化3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶二元环的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：a.将3，5-二溴吡啶和2,4-二甲氧基苯硼酸以摩尔比1：2～1：4溶于1，4-二氧六烷和水体积比4：1的混合溶剂中，然后加入无水碳酸钠和催化量的[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯10％mol，回流反应过夜，反应结束后去除溶剂，用水和二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，再经分离纯化得到白色固体3,5-双(2,4-二甲氧基苯基)吡啶，其结构为：b.在室温下，将步骤a所得3,...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艺，崔雷，李春举，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31