一种合成蒽类荧光染料的方法技术

本发明专利技术提供一种合成蒽类荧光染料的方法，来解决合成蒽类荧光染料时关键中间体难以制备，产率低的问题，同时该方法原料易得，反应条件温和减少了操作的危险性。合成方法主要分为六步，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。

A method of synthesizing anthracene fluorescent dyes

【技术实现步骤摘要】
一种合成蒽类荧光染料的方法
本专利技术涉及一种近红外波段蒽类荧光染料合成方法，属于生物化学合成领域。尤其适用于蒽类化合物及含杂原子蒽类化合物的合成。
技术介绍
随着近几年高通量测序技术的高速发展，相较于传统桑格测序，最大的优势是可以同时读出海量的序列信息。虽然准确度不如传统测序方法，但由于海量数据分析，便可得出超出序列本身的信息，如基因表达量、拷贝数变异、更准确的读出是高通量测序发展的重要方向。而fluorogenic测序方法也广泛应用于高通量测序中，fluorogenic测序使用末端磷酸标记的核苷酸底物。Fluorogenic底物是通式为：一类分子在5’多磷酸末端或中间修饰有一种具有荧光切换性质的荧光团:特点是，在4，5，6，或更多磷酸的脱氧核糖核苷酸(包括A,C,G,T，U以及其他核苷酸)的末端磷酸上修饰有荧光切换(fluorogenic)的荧光团，并且在碱基和3’羟基上没有标记。这个荧光团在修饰在磷酸上时与磷酸脱离时的吸收光谱与/或发射光谱不同。蒽类荧光染料作为一种荧光素类似物—碳桥取代的荧光素或硅桥取代的荧光素，该类物质具有长波长、荧光可产生性、衍生化简单易行、摩尔吸光系数和量子产率高等特性，可用以标记核苷酸运用到fluorogenic高通量测序技术中。其中，标记技术之一是将不同的荧光基团通过可切断长链连接到核苷酸碱基的特定位置上，在DNA完成识别并记录荧光信号之后通过额外的化学手段去除该标记基团，进而为下一轮的核苷酸导入做准备。申请人之前的专利CN201510155218.9也公开了蒽类荧光染料及其合成方法。然而其合成收率比较低，并且反应条件比较限制。本专利技术采用一种新的合成蒽类荧光染料的方法，来解决合成蒽类荧光染料时关键中间体难以制备，产率低的问题；同时新的合成路线所需原料便宜易得，反应条件更加温和，减少了反应操作的危险性，实验过程中和实验处理时对环境的危害更小。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提供一种蒽类具有荧光切换性质的染料的合成方法，其特征在于包括，1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。根据优选的实施方式，所述取代的间卤代苯酚指的是，在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。根据优选的实施方式，所述取代的间卤代苯酚指的是，C1-C6的烷基，卤代的C1-C6的烷基。根据优选的实施方式，步骤(1)中，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，指的是间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与多聚甲醛在酸性加热溶液中反应，根据优选的实施方式，步骤(1)，加热反应时间为10-24h，加热温度为40-50摄氏度。根据优选的实施方式，步骤(5)中，格式试剂选自苯基氯化镁格式试剂，或者苯基锂格式试剂。根据优选的实施方式，步骤(3)中，所述二卤代化合物为二苯基或者二烷基取代的二卤代甲烷，或者二苯基或者二烷基取代的二卤代硅烷。本专利技术公开一种蒽类具有荧光切换性质的染料的合成方法，其特征在于包括，1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，即第一中间产物；2)第一中间产物与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第二中间产物；3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。本专利技术公开一种蒽类荧光染料的合成方法，具备以下的优点：(1)新路线原料便宜易得。(2)中间体制备简单，产率高。(3)避免有机金属化合物使用，更环保。(4)操作合成简便易行。具体实施方式下面更详细地描述本公开的示例性实施方式。应当理解的，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。申请人在之前的专利中公开了一系列蒽类化合物，参见专利CN201510155218.9。必要的，该专利中部分内容可以以引用的方式加入本专利。除特殊解释外，本专利技术所涉及的词语均为本领域的常见词语。本专利技术中所涉及的蒽类化合物，指的是具有类似三苯环蒽结构的化合物。该词语并非特殊用语。本专利技术中所涉及的C1-C6等类似词语为化学领域的常见词语。C1-C6指的是含有1-6个碳原子。本专利技术所涉及的反应中，某些步骤存在其他产物，但是在本专利技术所做说明的基础上，本领域技术人员很容易获得目标产物。副产物的具体结构不属于本专利技术的核心内容，不进行过多描述。本专利技术公开一种蒽类化合物的合成方法，其特征在于包括，(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；(2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；(5)将第四中间产物与格式试剂反应，第五中间产物；(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。一般的，苯酚的对位活性更高一些。本专利技术所使用的间卤代苯酚指的是在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。取代基可以是常见的非活泼性质的取代基，例如甲基，乙基，C1-C6的烷基，卤素取代的C1-C6的烷基等。酚醛缩聚反应是常见的化学反应。苯酚分子中，酚羟基中氧原子的孤对电子所在的P轨道与苯环共轭大π键的π电子轨道相互交盖而形成一共轭体系，使氧原子上的P电子云向苯环转移，苯环上的电子云密度增加，苯环得到活化，使得羟基邻、对位的电子云密度增大，氢原子活泼性增强，甲醛分子中，由于氧原子的吸引，使碳原子上的电子云密度减小，二者在酸或碱的作用下，苯酚邻位或对位的氢原子与甲醛的羰基发生加成，生成羟甲基苯酚。在酸(常用浓盐酸)催化下，由于酸性催化剂抑制了苯酚的电离，降低了酚羟基氧原子孤对电子与苯环的共轭作用，使苯环电子云密度增大不多，酸的催化作用增强了甲醛和羟甲基苯酚的反应活性，当苯酚过量时，苯酚主要在两个邻位起反应，生成羟甲基苯酚，它们之间相互脱水缩合成线型酚醛树脂。当控制其反应物及条件的时候，可以获得两个分子的缩聚产物。例如可以参见下面路线1中的第一步反应。下面以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包括，/n(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；/n(2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；/n(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；/n(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；/n(5)将第四中间产物与格式试剂反应，获得第五中间产物；/n(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包括，
(1)间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，纯化获得二苯甲烷衍生物；即第一中间产物；
(2)将第一中间产物的酚羟基转化为甲基醚或者硅基醚，得到带有酚羟基保护基的二苯甲烷衍生物；第二中间产物；
(3)将第二中间产物转化为有机锂盐，并且与二卤代化合物反应生成蒽类衍生物，即第三中间产物；
(4)将第三中间产物氧化获得蒽酮类化合物，即第四中间产物；
(5)将第四中间产物与格式试剂反应，获得第五中间产物；
(6)脱去酚羟基保护基团，获得荧光染料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取代的间卤代苯酚指的是，在卤代苯酚的2,6位置中的至少一个具有取代基。


3.根据权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述取代的间卤代苯酚指的是，C1-C6的烷基，卤代的C1-C6的烷基。


4.根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与甲醛在酸性溶液中反应，指的是间卤代苯酚或者取代的间卤代苯酚与多聚甲醛在酸性加热溶液中反应。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张甲强，段海峰，陈子天，
申请(专利权)人：赛纳生物科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11