一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，包括：α-溴-β-苯胺丙烯醛縮苯胺與HSX在弱堿性條件下反應(yīng)生成共軛橋鏈中位取代的五甲川縮合劑；雜環(huán)季銨鹽與共軛橋鏈中位取代五甲川縮合劑在醋酸酐中回流反應(yīng)，制得所需的水溶性或脂溶性菁染料；反應(yīng)若得到水溶性五甲川菁染料用乙醇：水：二氯甲烷=1～2：0.1～0.5：1.5～3為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化，若得到脂溶性五甲川菁染料用甲醇：乙酸乙酯=1～4：1為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化。本發(fā)明通過(guò)對(duì)稱(chēng)合成法，利用縮合劑與雜環(huán)季銨鹽反應(yīng)一步得到共軛橋鏈中位取代花菁染料，反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、易于分離提純，縮短了生產(chǎn)周期，簡(jiǎn)化了操作流程，降低了熒光染料的成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)化合物及制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]花菁類(lèi)染料的摩爾吸收系數(shù)大，熒光發(fā)射波長(zhǎng)范圍寬，一般在600~1000nm的近紅外區(qū)，可大大避免生物自身的熒光背景干擾，與成本較低的激發(fā)光源如半導(dǎo)體激光器匹配，用于DNA自動(dòng)測(cè)序、聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)及抗體免疫分析等生物領(lǐng)域中?，F(xiàn)今己開(kāi)發(fā)出一類(lèi)多甲川類(lèi)花菁染料，當(dāng)中間的共軛雙鍵數(shù)η是1、2、3時(shí)，分別為Cy3、Cy5、Cy7系列菁染料。一般生物分子在紫外區(qū)有弱熒光，為避免生物分子的自熒光，開(kāi)發(fā)近紅外熒光染料成為熱點(diǎn)。特別在熒光標(biāo)記時(shí)，熒光染料分子中最好只含有一個(gè)單一的活性反應(yīng)基團(tuán)，如羧基基團(tuán)，用于與生物分子相偶聯(lián)。
[0003]通常采用不對(duì)稱(chēng)合成方法，將活性反應(yīng)基團(tuán)位設(shè)計(jì)于花菁染料分子兩端的雜環(huán)上，首先雜環(huán)季銨鹽與花菁縮合劑反應(yīng)生成半菁，半菁再與另一份雜環(huán)季銨鹽反應(yīng)生成菁染料，此不對(duì)稱(chēng)合成方法需要嚴(yán)格控制反應(yīng)物摩爾比，而且路線(xiàn)復(fù)雜、副產(chǎn)物多、難分離提純。
[0004]專(zhuān)利CN1702118A為了改進(jìn)花菁染料的合成方法，采用對(duì)稱(chēng)合成方法將單一活性反應(yīng)基團(tuán)設(shè)計(jì)于花菁熒光染料的共軛橋鏈上，首先雜環(huán)季銨鹽與花菁縮合劑反應(yīng)直接生成花菁染料，再將含有單一活性反應(yīng)基團(tuán)的親核試劑(如巰基或氨基)與共軛橋鏈上的鹵素(如氯原子)反應(yīng)，通過(guò)親核取代反應(yīng)獲得具有單一的熒光標(biāo)記活性基團(tuán)的花菁染料。相比較對(duì)稱(chēng)合成方法和不對(duì)稱(chēng)合成方法，此對(duì)稱(chēng)合成方法簡(jiǎn)化了合成步驟，提高了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率。但是親核取代反應(yīng)后，反應(yīng)液中存在反應(yīng)和未反應(yīng)的兩種花菁染料，此兩種染料分子極性相近，柱色譜分離相對(duì)較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，旨在解決現(xiàn)有的花菁染料合成方法存在的方法復(fù)雜、副產(chǎn)物多、難分離提純的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，該制備共軛橋鏈中位花菁染料的方法包括:
[0007]步驟一，α -溴-β -苯胺丙烯醛縮苯胺與HSX在弱堿性條件下反應(yīng)生成共軛橋鏈中位取代的五甲川縮合劑，α -溴-β -苯胺丙烯醛縮苯胺與HSX的摩爾比為1:5，反應(yīng)溶劑為甲醇、乙醇、DMSO, DMF,反應(yīng)溫度60~120°C，反應(yīng)時(shí)間4~12小時(shí)；
[0008]步驟 二，雜環(huán)季銨鹽與共軛橋鏈中位取代五甲川縮合劑在醋酸酐中回流反應(yīng)，制得所需的水溶性或脂溶性菁染料，反應(yīng)時(shí)間0.5~I小時(shí)，反應(yīng)溫度120°C，季銨鹽與五甲川縮合劑的投料摩爾比為2:1;
[0009]步驟三，反應(yīng)若得到水溶性五甲川菁染料用乙醇:7jC:二氯甲烷=1~2:0.1~0.5:1.5~3為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化，若得到脂溶性五甲川菁染料用甲醇:乙酸乙酯=1~4:1為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化。
[0010]進(jìn)一步，步驟一中的反應(yīng)方程式為:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，該制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法包括: 步驟一，α -溴-β -苯胺丙烯醛縮苯胺與HSX在弱堿性條件下反應(yīng)生成共軛橋鏈中位取代的五甲川縮合劑，α -溴-β -苯胺丙烯醛縮苯胺與HSX的摩爾比為1:5，反應(yīng)溶劑為甲醇、乙醇、DMSO、DMF，反應(yīng)溫度60~120°C，反應(yīng)時(shí)間4~12小時(shí)； 步驟二，雜環(huán)季銨鹽與共軛橋鏈中位取代五甲川縮合劑在醋酸酐中回流反應(yīng)，制得所需的水溶性或脂溶性菁染料，反應(yīng)時(shí)間0.5~I小時(shí)，反應(yīng)溫度120°C，季銨鹽與五甲川縮合劑的投料摩爾比為2:1; 步驟三，反應(yīng)若得到水溶性五甲川菁染料用乙醇:水:二氯甲烷=1~2:0.1~0.5:1.5~3為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化，若得到脂溶性五甲川菁染料用甲醇:乙酸乙酯=1~4:1為洗脫劑進(jìn)行柱色譜分離純化。
2.如權(quán)利要求1所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，步驟一中的反應(yīng)方程式為:
3.如權(quán)利要求1所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，步驟一中的五甲川縮合劑的結(jié)構(gòu)為:
4.如權(quán)利要求1所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，步驟二的方程式為:
5.如權(quán)利要求4所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，反應(yīng)化合物中Z優(yōu)選為C(CH3)215
6.如權(quán)利要求4所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，反應(yīng)化合物中R6優(yōu)選為C2H5 ;Y-優(yōu)選為gamma- ；R7優(yōu)選為H和SO3R8 ；R8優(yōu)選為K。
7.如權(quán)利要求1所述的制備共軛橋鏈中位取代花菁染料的方法，其特征在于，制備水溶性或脂溶性菁染料的方法為: 步驟一，五甲川縮合劑α -巰基丙酸-β -苯胺丙烯醛縮苯胺的制備: 將2.016g NaHCO3>5ml水和3.18g巰基丙酸加入到50mL圓底燒瓶，60°C攪拌15分鐘，1.806ga-溴-β-苯胺丙烯醛縮苯胺溶于15mL甲醇后加到反應(yīng)瓶中，60°C反應(yīng)5小時(shí)，液質(zhì)監(jiān)測(cè)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，呈黃色渾濁液態(tài)，濃縮，殘留物加甲醇全溶再濃縮2次，把殘留的水分盡量帶干，再用3mL甲醇全溶，呈紅褐色溶液；慢慢加無(wú)水乙醚，有固體析出，起初呈褐色粘稠狀，靜置片刻呈黃色渾濁液，過(guò)濾，濾餅烘干，產(chǎn)率為45% ； 步驟二，水溶性菁染料的制備: 將碘化N-乙基-2，3，3-三甲基-5-磺酸基-3H吲哚季銨鹽與五甲川縮合劑a -巰基丙酸-β -苯胺丙烯醛縮苯胺加入圓底燒瓶中，吲哚季銨鹽與縮合劑的投料摩爾比為2:1，再加入醋酸酐，120°C加熱回流反應(yīng)0.5~I小時(shí)；待反應(yīng)溶液冷卻至室溫，旋干醋酸酐，用乙醇:水:二氯甲烷=1.6:0.3:1.9~2.2為洗脫劑對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行柱色譜分離純化； 步驟三，脂溶性菁染料的制備: 將制備的碘化N-乙基-2，3，3-三甲基-苯并吲哚季銨鹽與五甲川縮合劑a -巰基丙酸-β-苯胺丙烯醛縮苯胺以摩爾比為2:1的比例加入圓底燒瓶中，再加入醋酸酐作為催化劑，120°C回流反應(yīng)0.5~I小時(shí)，得墨綠色溶液，65°C旋蒸，待其呈粘稠狀后停止，立刻加入提前預(yù)熱至65°C的甲醇:水為5:1的混合溶液，可見(jiàn)瓶壁上立刻析出顆粒狀固體；靜置冷卻，抽濾得粗產(chǎn)物；用甲醇:乙酸乙酯=1:1為洗脫劑對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行柱色譜分離純化。
【文檔編號(hào)】C09B23/08GK103911016SQ201410126346
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】張象涵, 曾琦, 陳丹, 夏玉瓊, 宋紅瑾, 劉亞軍, 王博, 沈超, 詹勇華, 梁繼民, 田捷 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)