基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物及其制备方法与用途技术

本发明专利技术公开了一种基于DEDPP‑2TPA的大环多胺化合物及其制备方法与用途。本发明专利技术公开的化合物主要由Suzuki偶联、缩合反应、酯化反应以及Click反应制备合成，其结构也通过核磁和质谱确认；本发明专利技术的化合物具有大Stock位移，双光子荧光的性质，聚集诱导效应(AIE)；本发明专利技术的化合物与核酸作用后会共聚集形成易于细胞摄取的纳米颗粒；绿色荧光蛋白(GFP)和荧光素酶(Luciferase)表达实验证明了该化合物本身以及与二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)形成的脂质体可以作为非病毒基因载体；通过单光子和双光子示踪细胞摄取和释放过程。

Macrocyclic polyamines based on dedpp-2tpa and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物及其制备方法与用途
本专利技术涉及大环多胺类化合物化合物，具体涉及一种可用于制备转基因载体的基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物及其制备方法与用途。
技术介绍
基因治疗是将外源正常基因或具有治疗功能的基因导入靶细胞，用于纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，从而达到治疗目的。基因治疗可以为某些特殊的、慢性的疾病提供新的、强大的治疗方法，包括遗传的或后天的疾病。由于核酸中的磷酸基团存在使得核酸带电负性，以及细胞膜上有很多带负电荷的蛋白以及糖脂化合物，阻碍核酸通过胞吞作用进入细胞，因此通过基因载体使核酸顺利的进入细胞是研究的关键。用于基因治疗的基因载体主要分为两类：病毒载体和非病毒载体。病毒载体在基因治疗领域的应用最为广泛，大约70％的治疗方案采用了病毒载体，早期临床试验中，病毒载体如腺病毒和逆转录病毒载体在癌症基因治疗等方面取得了一些成功。但因为它们存在诸如不良的免疫反应、不能大规模生产、载量小、靶向性差、成本高等缺点，人们将目光转向了更有效、更安全的非病毒基因载体。与病毒载体相比，非病毒载体具备许多病毒载体没有的优点，比如无传染性，载体容量没有限制，载体材料来源广泛，化学结构可以调节，且易于大量制备，在基因治疗中，有着病毒载体不可替代的作用。但是非病毒基因载体也有其自身缺点，与毒性基因载体相比，非病毒基因载体一般转染性能不高，这限制了许多非病毒基因载体在基因转染上的应用，因此，解决影响转染过程的关键因素，找到转染过程中的关键步骤，提高非病毒基因载体的转染效率是极其重要的。因此，通过荧光示踪的方法来监测整个转染过程，找出影响转染的关键步骤。开发出高转染效率且能进入细胞核的非病毒基因载体具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，本专利技术所涉及到的化合物是以5,6-双(4'-(二苯氨基)-[1,1'-联苯]-4-基)吡嗪-2,3-二酯衍生物(简称DEDPP-2TPA)为核心，通过不同长度的烷基链与含三氮唑的亲水[12]aneN3单元连接，形成两亲性化合物；该种化合物具有大Stock位移以及双光子荧光的性质；该化合物具有聚集诱导效应(AIE)；本专利技术所提供的化合物与核酸作用后会共聚集形成易于细胞摄取的纳米颗粒；绿色荧光蛋白(GFP)和荧光素酶(Luciferase)表达实验证明了这种化合物本身以及与二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)形成的脂质体可以作为非病毒基因载体；通过单光子和双光子示踪细胞摄取和释放过程。本专利技术还有一个目的是提供基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物的制备方法以及该化合物的用途。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，所述化合物的结构式(I)如下：式(I)中R为大环多胺[12]aneN3结构单元，n为正整数。优选的是，其中，R为三氮唑连接的大环多胺[12]aneN3结构单元。优选的是，其中，R的结构式(II)如下：优选的是，其中，n为4、6或者8。本专利技术的目的还可以进一步由基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物的制备方法来实现，包括以下步骤：步骤一、通过式(III)为起始原料通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的化合物；步骤二、通过对式(IV)进行缩合、水解以及酯化反应得到式(V)化合物；步骤三、式(V)化合物通过与大环多胺[12]aneN3结构单元反应制备得到基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物(I)；优选的是，其中，所述步骤一具体包括：向溶解有式(III)化合物的四氢呋喃溶液中加入TPA-B(OH)2，KCO3水溶液(2M)和Pd(PPh3)4，80℃回流反应8h，加入氯化钠水溶液与二氯甲烷萃取，合并有机相，干燥，减压浓缩除去溶剂后，经柱色谱层析分离得到式(IV)化合物。优选的是，其中，所述步骤二中，缩合反应的条件为：式(IV)化合物与二氨基马来氰加入单口瓶中，氮气保护，加入乙酸130℃回流反应8小时，冷却至室温，倒入冰水中，固体析出，过滤烘干后用甲醇重结晶；水解反应的条件为：缩合反应得到的化合物溶解在乙醇中，滴加KOH溶液回流48小时，冷却至室温，加入盐酸酸化，固体析出，抽滤；酯化反应的条件为：水解反应得到的化合物与3当量叠氮基不同长度的烷基醇溶于无水DMF中，通入氩气保护，然后向反应体系中加入HOBT，NMM，搅拌使其充分溶解，冰浴下加入EDCI，然后室温反应8～10小时，向反应体系中加入水，直到黄色固体析出，抽滤，柱层析得式(V)化合物。优选的是，其中，所述步骤三具体包括：式(V)化合物与保护的炔丙基[12]aneN3溶于无水三氯甲烷中，通入氩气保护，然后向反应体系中加入催化量的CuBr，室温反应8～10小时，过滤并减压除去溶剂，柱层析得到黄色的Boc保护产物，将Boc保护产物溶于乙酸乙酯中，冰浴下加入2M的盐酸乙酸乙酯溶液，反应4小时后有黄色固体析出，抽滤并用乙酸乙酯洗涤，得到式(I)基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物。本专利技术的目的还可以进一步由基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物在制备转基因载体中的应用，其中，转基因载体由权利要求1所述化合物与二油酰磷脂酰乙醇胺以摩尔比为1:1，1:2或1:3制成。本专利技术的目的还可以进一步由基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物在DNA基因示踪剂中的应用。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术的化合物以DEDPP-2TPA为核心单元，通过不同长度的烷基链与含三氮唑的的大环多胺[12]aneN3连接形成两亲性的化合物，在水和四氢呋喃中具有聚集诱导效应(AIE)；2、本专利技术的化合物具有大Stoke位移和双光子效应，具有长波激发，低自发光的特点；3、本专利技术的化合物可以有效地凝聚DNA，与其形成规整的纳米颗粒；4、本专利技术的化合物可以对酯酶进行刺激响应，在酯酶的作用下可以释放凝聚的DNA；5、本专利技术的化合物可以作为非病毒基因载体，其中示例图中给出的化合物n为6时在一定条件下转染效率超过商业化的转染试剂Lipofectamine2000，这为含[12]aneN3单元化合物作为基因载体的进一步研究奠定了基础；6、本专利技术的化合物应用于示踪基因转染过程，便于研究转染机制，从而为设计新型非病毒基因载体提供有意义的参考。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。附图说明图1为本专利技术实施例1中化合物的最大荧光强度随THF含量的变化图；其中，图1A为化合物1的最大荧光强度随THF含量的变化图；图1B为化合物2的最大荧光强度随THF含量的变化图；图1C为化合物3的最大荧光强度随THF含量的变化图；图2为本专利技术实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，所述化合物的结构式(I)如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，所述化合物的结构式(I)如下：



式(I)中R为大环多胺[12]aneN3结构单元，n为正整数，其中，DEDPP-2TPA为5,6-双(4'-(二苯氨基)-[1,1'-联苯]-4-基)吡嗪-2,3-二酯衍生物的缩写。


2.如权利要求1所述的基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，其中，R为三氮唑连接的大环多胺[12]aneN3结构单元。


3.如权利要求2所述的基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，其中，R的结构式(II)如下：





4.如权利要求1所述的基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物，其中，n为4、6或者8。


5.一种制备权利要求1～4任一项所述的基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物的方法，包括以下步骤：
步骤一、通过式(III)为起始原料通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的化合物；
步骤二、通过对式(IV)进行缩合、水解以及酯化反应得到式(V)化合物；
步骤三、式(V)化合物通过与大环多胺[12]aneN3结构单元反应制备得到基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物(I)；





6.如权利要求5所述的制备基于DEDPP-2TPA的大环多胺化合物的方法，其中，所述步骤一具体包括：向溶解有式(III)化合物的四氢呋喃溶液中加入TPA-B(OH)2，KCO3水溶液(2M)和Pd(PPh3)4，80℃回流反应8h，加入氯化钠水溶液与二氯甲烷萃取，合并有机相，干燥，减压浓缩除去溶剂后，经柱色谱层析分离得到式(IV)化...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢忠林，马乐乐，刘名轩，刘旭英，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11