酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的合成及应用制造技术

本发明专利技术提供一种酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物。本发明专利技术还公开了所述多功能化合物的制备方法。本发明专利技术提供的多功能化合物具有较低的细胞毒性，不仅可以作为荧光探针高效地识别铜离子，而且可以作为核酸递送载体，将DNA和RNA运输到细胞中。此外，该类多功能化合物与铜离子的配合物能够识别细胞器溶酶体。酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的制备方法简单、成熟、易于掌控。

Synthesis and Application of Amide Bonded Naphthalimide Multifunctional Compounds

【技术实现步骤摘要】
酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的合成及应用
本专利技术涉及酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，具体涉及一种同时含有萘酰亚胺、苯环、三氮唑以及大环多胺的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的合成及应用。
技术介绍
基因治疗作为最前沿的医学手段之一，已经在癌症以及艾滋病等各类重大疾病的治疗中显示出巨大的威力。在基因治疗过程中，基因载体扮演着十分重要的角色。裸露的核酸比较松散、体积较大，一般以舒展的线型螺旋形式存在，而且具有负电性，因此自身很难跨膜进入细胞，即使有少量核酸进入细胞，在到达细胞核表达之前，也很容易被细胞内的核酸酶降解。这些不利因素都使得核酸分子在不借助其它技术手段的情况下，很难进行有效地基因转染，因此发展安全有效的基因载体是基因治疗成功的前提条件。铜是人体必需的微量元素，在许多家族遗传疾病如Menkes疾病和Wilson疾病，神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症、岁普昂氏症，和亨廷顿氏症，家族性肌萎缩侧索硬化症，代谢疾病如肥胖和糖尿病等疾病中扮演着十分重要的角色。因此，对铜离子的高效识别对相关疾病的诊断和治疗起着非常重要的作用。溶酶体是细胞内的酸性细胞器，pH值约为4-6，它可以通过催化酶降解细胞内大分子物质。它参与许多生理过程，如胆固醇体内平衡，细胞膜修复，骨和组织重组，病原体防御，细胞死亡和细胞信号。而且，溶酶体在致癌因子激活和癌演进方面具有不可或缺的能力。因此，制备靶向溶酶体的探针并选择性地标记溶酶体有着十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的合成及应用。该萘酰亚胺多功能化合物表现出较低的细胞毒性，不仅可以在100％水溶液中选择性的识别铜离子，而且还可以作为转基因载体将DNA和RNA转运到靶细胞。此外，该多功能化合物与铜离子的配合物能够选择性的识别溶酶体，作为溶酶体探针选择性的标记溶酶体。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，所述多功能萘酰亚胺化合物的结构式(I)或(II)如下：其中，X和X’均为烷基二胺。。上述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，其特征在于，式(I)中X为式(II)中X’为另外，本专利技术还提供了一种制备上述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的方法，其特征在于，当X为时，所述的多功能化合物的合成路线如下：方法包括：步骤一、按比例称取式2化合物、式3a-3c化合物、催化剂、缩合剂和有机碱，加入溶剂溶解，在氮气氛围下反应8～10小时，反应结束后，减压浓缩，柱层析分离得到式4a-4c化合物；步骤二、步骤一得到的式4a-4c化合物在饱和的氯化氢乙酸乙酯溶液中，室温下反应半小时，反应结束后，将溶剂浓缩，真空干燥18～24小时，得到式1a-1c化合物。上述的方法，其特征在于，步骤一中所述催化剂、缩合剂和有机碱的物质的量之比为1:2:3，所述催化剂为1-羟基苯并三唑，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸，所述有机碱为三乙胺，柱层析分离中采用的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯，石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1。进一步的，本专利技术提供了一种制备上述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的方法，其特征在于，当X为时，所述的多功能化合物的合成路线如下：方法包括：步骤一、按比例称取式5化合物和式6化合物溶于四氢呋喃溶剂中得四氢呋喃溶液，将溶有硫酸铜和维生素C的水溶液加入所述四氢呋喃溶液中，室温下反应8～10小时，反应结束后，加入水，二氯甲烷萃取，柱层析分离得到式7d和7e化合物；步骤二、步骤一得到的式7d和7e化合物在饱和的氯化氢乙酸乙酯溶液中，室温下反应半小时，反应结束后，将溶剂浓缩，真空干燥18～24小时，得到式1d和1e化合物。更进一步的，本专利技术还提供了上述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物在铜离子识别、溶酶体染色以及转基因载体中的应用。还提供了一类铜离子识别探针，提供了一类转基因载体。此外，还提供了一类溶酶体探针。本专利技术的目的还可以进一步由溶酶体探针的制备方法来实现，该方法具体包括：将摩尔比为1:5的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物与铜离子混合配成1mM的溶液。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、由于本专利技术提供的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的结构中含有大环多胺，在生理条件下能够部分质子化而带上正电荷，因而能够与带负电的核酸静电作用，并将核酸浓缩为适合细胞内吞的纳米颗粒。2、由于本专利技术提供的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的结构中含有荧光染料萘酰亚胺，可以作为荧光单元识别铜离子，而且其与铜离子配位之后可以选择性的识别溶酶体细胞器。3、本专利技术的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物细胞毒性较低，载体/DNA复合物与细胞培养后细胞存活率均大于70％。4、本专利技术的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的制备方法简单、成熟、易于掌控。5、本专利技术的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物转染效率在HeLa细胞中转染效率较高，高于在售转基因载体Lipofectamine2000和25kDPEI。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物与不同金属离子作用的荧光光谱实验结果示意图。图2为本专利技术所述酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物在HeLa细胞中与铜离子的作用的荧光显微镜实验结果示意图。图3是本专利技术所述酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物1b与DNA和RNA复合物扫描电镜实验结果示意图。图4是本专利技术所述酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物1a-1e与Cy5-RNA复合物在HeLa细胞和HepG2细胞中的细胞毒性示意图。图5是本专利技术所述酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物1a-1e与Cy5-RNA复合物HeLa细胞中的转染示意图。图6是本专利技术所述酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物1a-1e与Cy5-DNA复合物HeLa细胞中的转染示意图。图7为本专利技术所述转酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物与铜离子配合物与商业化溶酶体染色剂Lyso-TrackerRed在HeLa细胞中共定位的荧光显微镜实验结果示意图。具体实施方式应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。<实施例1>步骤一、按比例称取式2化合物(1.2mmol)、式3a化合物(1.2mmol)、1-羟基苯并三唑催化剂(1.2mmol)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸缩合剂(2.4mmol)与三乙胺(3.6mmol)，加入二氯甲烷溶剂50mL溶解，在氮气氛围下反应8～10小时，反应结束后，减压蒸掉溶剂，加入50mL水，二氯甲烷(40mLx2)萃取，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，去除溶剂，硅胶柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯体积比＝4/1)得白色固体得到式4a化合物，产率：59％；核磁1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.59(d,J＝7.2Hz,1H),8.48(dd,J＝17.1,8.1Hz,2H),7.70(t,J＝7.9Hz,1H),7.38(s,2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，其特征在于，所述多功能化合物的结构式(I)或(II)如下：

【技术特征摘要】
1.一种酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，其特征在于，所述多功能化合物的结构式(I)或(II)如下：其中，X和X’均为烷基二胺。2.根据权利要求1所述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物，其特征在于，式(I)中X为式(II)中X’为3.一种制备如权利要求1或2中所述的酰胺键联接的萘酰亚胺多功能化合物的方法，其特征在于，当X为时，所述的多功能化合物的合成路线如下：方法包括：步骤一、按比例称取式2化合物、式3a-3c化合物、催化剂、缩合剂和有机碱，加入溶剂溶解，在氮气氛围下反应8～10小时，反应结束后，减压浓缩，柱层析分离得到式4a-4c化合物；步骤二、步骤一得到的式4a-4c化合物在饱和的氯化氢乙酸乙酯溶液中，室温下反应半小时，反应结束后，将溶剂浓缩，真空干燥18～24小时，得到式1a-1c化合物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述催化剂、缩合剂和有机碱的物质的量之比为1:2:3，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永光，骞爱荣，李郁，田野，党凯，姜山峰，罗晓庆，赵欣，
申请(专利权)人：西北工业大学，西安九清生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61