一种喹啉芳香乙烯类衍生物及在制备荧光染料和荧光探针中的应用制造技术

本发明专利技术涉及核酸检测技术领域，具体涉及一种喹啉芳香乙烯类衍生物及在制备荧光染料和荧光探针中的应用。所述的喹啉芳香乙烯类衍生物为式I化合物或其药学上可接受的盐，以及所述的式I化合物或其药学上可接受的盐的溶剂化合物、对映异构体、非对映异构体、互变异构体或其任意比例的混合物，包括外消旋混合物。该化合物制备方法简单，对核酸具有较高的荧光响应，具有较低的生物毒性和光毒性，同时也具有较好的水溶性和细胞通透性，在检测方面有强的结合常数，较低的检测限，可以应用于制备荧光染料和荧光探针。

A quinoline aromatic vinyl derivative and its application in the preparation of fluorescent dyes and fluorescent probes

【技术实现步骤摘要】
一种喹啉芳香乙烯类衍生物及在制备荧光染料和荧光探针中的应用
本专利技术涉及核酸检测
，具体涉及一种喹啉芳香乙烯类衍生物及在制备荧光染料和荧光探针中的应用。
技术介绍
核酸不但是一切生物细胞的基本成分，还对生物体的生长、发育、繁殖、遗传及变异等重大生命现象起重要作用。核酸大分子分为两类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用。G-四链体(G-quadruplex)是一种特殊的核酸二级结构。人类基因组中很多富含鸟嘌呤区域具有形成这种结构的能力，包括端粒末端鸟嘌呤重复序列，以及多种基因的启动子区域，如c-kit、c-myc、Bc1-2、Pdgf、Hras、Vegf、Rb和胰岛素基团等。G-四链体结构具有多态性，链的数量和取向，loop的连接方式以及鸟嘌呤的糖苷扭转角以及与羰基负电中心配位的金属离子等多方面决定了G-四链体的类型和构象，这些差异性也为蛋白和小分子化合物提供了多个识别点。根据链的取向不同，G-四链体分为正平行，反平行与混合型三种构象。G-四链体的形成对于体内的一系列生理过程都存在调控作用。研究证明，某些启动子区域的G-四链体结构会显著影响基因的转录和翻译水平，因此G-四链体结构被认为是起到分子开关的功能，其形成和拆散可能涉及到信号传导，细胞凋亡和细胞增殖等一系列体内重要的生理过程。所以，在体内或者体外试验中，能够特异性地检测出G-四链体结构的存在或者形成，对于研究G-四链体结构的相关生物学功能以及开发以G-四链体结构为靶点的抗癌药物等方面都具有非常重要的作用。随着生物技术的发展，以往通过同位素效应来进行DNA分子测序的方法已经无法满足要求；而荧光标记作为一种具有检测速度快，重复性好，进样量少，无辐射等优点的标记技术受到广泛重视，并取得迅速发展。目前，已经发现的荧光探针有两种，一种是含有活性基团的荧光探针，如罗丹明，荧光素类，吖啶和二苯乙烯类等，另一种是嵌入式荧光探针，其与核酸的作用方式是以亲和力插入核酸结构中。目前合成的染色剂对G-四链体的应刚性和选择性并不高，而我们设计出的荧光探针有着快速，灵敏，微量和无荧光猝灭等优点，在研究G-四链体的结构在细胞内的分部和生物功能机理中有着重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种喹啉芳香乙烯类衍生物，该化合物对核酸具有较高的荧光响应。本专利技术的另一目的在于提供上述喹啉芳香乙烯类衍生物的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述喹啉芳香乙烯类衍生物的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种喹啉芳香乙烯类衍生物，为式I化合物或其药学上可接受的盐，以及所述的式I化合物或其药学上可接受的盐的溶剂化合物、对映异构体、非对映异构体、互变异构体或其任意比例的混合物，包括外消旋混合物；其中，n为1～10；X为Cl、Br、I或苯磺酸基；所述的HA为盐酸或醋酸；所述的喹啉芳香乙烯类衍生物优选为如下化合物：所述X为I，所述HA为盐酸；所述的喹啉芳香乙烯类衍生物的制备方法，包含如下步骤：(1)将2-甲基喹啉、碘甲烷和环丁砜混合，50～70℃反应；反应完成后冷却，然后加入乙酸乙酯沉淀固体，过滤，得到中间产物Ⅰ(1，2-二甲基-1-碘代喹啉)；(2)将步骤(1)制得的中间产物Ⅰ与溶剂混合，加入芳香醛类似物(R-CHO)和催化剂，30～60℃反应；反应完成后冷却，然后加入石油醚沉淀固体，过滤，得到中间产物Ⅱ(1-甲基-2-(取代的芳香乙烯基)-1-碘代喹啉)；(3)在无水无氧条件下，将三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)混合，0～5℃搅拌20～40min，得到Vilsmeier试剂；将步骤(2)制得的中间产物Ⅱ溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到中间产物Ⅱ溶液，然后将其滴加到Vilsmeier试剂中，60～80℃反应；反应完成后加冰水猝灭反应，并调节体系pH大于10，过滤，得到中间产物Ⅲ(1-甲基-2-(取代的芳香乙烯基)-4-甲酰基-1-碘代喹啉)；(4)将步骤(3)制得的中间产物Ⅲ、1,3二氨基胍的盐和溶剂混合，然后滴加催化剂，30～60℃反应，反应结束后冷却、加入乙酸乙酯沉淀固体，过滤，得到粗产物；粗产物经过无水乙醇重结晶，得到喹啉芳香乙烯类衍生物(1-甲基-2-(取代的芳香乙烯基)-4-(1,3-二氨基胍基)-1-碘代喹啉的盐(Ⅳ))；步骤(1)中所述的2-甲基喹啉、碘甲烷和环丁砜的摩尔比优选为1：(2～4)：(10～15)，所述的乙酸乙酯与2-甲基喹啉、碘甲烷和环丁砜的总体积比优选为(5～10)：1，所述的反应时间优选为2～4h；步骤(2)中所述的中间产物Ⅰ、溶剂、芳香醛类似物、催化剂的摩尔比优选为1：(30～40)：(1.5～2)：(0.7～1)，所述的溶剂优选为正丁醇，DMF或二甲基亚砜，所述的催化剂优选为4-甲基哌啶或三乙胺；所述的反应时间优选为5～8h；步骤(3)中所述的三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比优选为1：(1～1.3)；所述的中间产物Ⅱ溶液中，中间产物Ⅱ和N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比优选为1：(20～30)；所述的中间产物Ⅱ和Vilsmeier试剂的摩尔比优选为1：(8～10)；所述的反应时间优选为4～6h；所述的pH优选采用NaOH溶液调节；步骤(4)中所述的中间产物Ⅲ、1,3二氨基胍的盐、溶剂和催化剂的摩尔比优选为1：1：(40～70)：(6～13)，所述的催化剂为浓盐酸或冰乙酸，所述的溶剂优选为甲醇，乙醇，乙腈和DMF中的至少一种，所述的反应时间优选为1～2h；所述的中间产物Ⅰ的结构式如下所示：所述的中间产物Ⅱ的结构式如下所示：所述的中间产物Ⅲ的结构式如下所示：所述的芳香醛类似物为R-CHO，其中，R为n为0～9；所述的喹啉芳香乙烯类衍生物的合成路线如下：所述的喹啉芳香乙烯类衍生物在制备荧光染料中的应用；一种荧光染料，由上述喹啉芳香乙烯类衍生物制备得到；所述的喹啉芳香乙烯类衍生物在制备荧光探针中的应用。一种荧光探针，由上述喹啉芳香乙烯类衍生物制备得到；本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术提供了一种喹啉芳香乙烯类衍生物，该化合物对核酸具有较高的荧光响应，可以应用于制备荧光染料和荧光探针。(2)与现有嵌入式荧光探针相比，本专利技术提供的荧光探针由于具有两个特征：①引入氨基胍基取代基具有丰富的氢键的供体和受体以及电荷特点，与核酸的磷酸骨架等结构存在相互识别与相互作用的可能性；②具有较大的电子共轭体系和平面，探针分子内的电荷转移效应的强弱可以影响分子的荧光发射强度，当与G-四链体、RNA发生特异性的结合后，分子内的可转动双键的柔性收到限制，电荷转移效应增强，从而荧光强度增强。(3)本专利技术提供的喹啉芳香乙烯类衍生物作为荧光染料和荧光探针具有较低的生物毒性和光毒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喹啉芳香乙烯类衍生物，其特征在于为式I化合物或其药学上可接受的盐，以及所述的式I化合物或其药学上可接受的盐的溶剂化合物、对映异构体、非对映异构体、互变异构体或其任意比例的混合物，包括外消旋混合物；/n

【技术特征摘要】
1.一种喹啉芳香乙烯类衍生物，其特征在于为式I化合物或其药学上可接受的盐，以及所述的式I化合物或其药学上可接受的盐的溶剂化合物、对映异构体、非对映异构体、互变异构体或其任意比例的混合物，包括外消旋混合物；



其中，n为1～10；X为Cl、Br、I或苯磺酸基；
所述的HA为盐酸或醋酸。


2.根据权利要求1所述的喹啉芳香乙烯类衍生物，其特征在于：
所述X为I，所述HA为盐酸。


3.权利要求1或2所述的喹啉芳香乙烯类衍生物的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)将2-甲基喹啉、碘甲烷和环丁砜混合，50～70℃反应；反应完成后冷却，然后加入乙酸乙酯沉淀固体，过滤，得到中间产物Ⅰ；
(2)将步骤(1)制得的中间产物Ⅰ与溶剂混合，加入芳香醛类似物和催化剂，30～60℃反应；反应完成后冷却，然后加入石油醚沉淀固体，过滤，得到中间产物Ⅱ；
(3)在无水无氧条件下，将三氯氧磷和N，N-二甲基甲酰胺混合，0～5℃搅拌20～40min，得到Vilsmeier试剂；将步骤(2)制得的中间产物Ⅱ溶于N，N-二甲基甲酰胺中，得到中间产物Ⅱ溶液，然后将其滴加到Vilsmeier试剂中，60～80℃反应；反应完成后加冰水猝灭反应，并调节体系pH大于10，过滤，得到中间产物Ⅲ；
(4)将步骤(3)制得的中间产物Ⅲ、1,3二氨基胍的盐和溶剂混合，然后滴加催化剂，30～60℃反应，反应结束后冷却、加入乙酸乙酯沉淀固体，过...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘梦婷，卢宇靖，黄玄贺，郑伯鑫，龙威，李莹，陈翠翠，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44