一種香豆素類熒光探針分子的合成研究

陳夢(mèng)橋，段文杰（上虞新和成生物化工有限公司，浙江　上虞　312369）

一種香豆素類熒光探針分子的合成研究

陳夢(mèng)橋，段文杰
（上虞新和成生物化工有限公司，浙江上虞312369）

香豆素類化合物在自然界廣泛存在，因其具有抗腫瘤、抗病毒、抗凝結(jié)、抗抑郁、降血糖等多種生物活性及熒光特性，一直以來(lái)是藥物開發(fā)和熒光探針設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了7-氨基-4甲基-香豆素類熒光探針的合成方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

香豆素；合成；熒光探針

香豆素是廣泛存在于自然界中的一系列具有芳香味天然雜環(huán)化合物，天然的香豆素類化合物存在形式較多，除了以單分子或者與糖結(jié)合成苷類存在外，也有部分以低級(jí)聚合物的形式存在，該類化合物具有比較高的生物活性和醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在腫瘤治療、部分特征病毒控制以及血液指標(biāo)控制等方面有較為廣泛的應(yīng)用，而且經(jīng)過(guò)研究表明，其對(duì)心理障礙的干預(yù)以及抑郁癥等的治療也有促進(jìn)作用。科學(xué)家們已經(jīng)成功地從多種類型的植物中分離出各種結(jié)構(gòu)的天然香豆素類化合物［1-2］。另一方面科學(xué)家們?cè)谘芯窟^(guò)程中發(fā)現(xiàn)，香豆素類化合物在可見光下基本為無(wú)色或淺黃色結(jié)晶，但在紫外光下可見藍(lán)色熒光，尤其是在7-位導(dǎo)入羥基后，熒光增強(qiáng)，如繼續(xù)在8-位引入羥基，則可能會(huì)失去熒光效應(yīng)。通過(guò)機(jī)理分析得知該類型熒光團(tuán)屬于苯并吡喃酮型結(jié)構(gòu)，其本身并沒有熒光效果，但是如果在相應(yīng)的位置引入特征基團(tuán)，形成較為穩(wěn)定的共軛體系，便可以使得該物質(zhì)獲得較強(qiáng)的熒光性質(zhì)［3］，可制作熒光增白劑、激光染料及熒光探針等一系列光學(xué)材料［4-5］。但是，由于天然提取的香豆素類化合物疏水性較差，在脂類溶劑中較難溶解，難以透過(guò)脂類性質(zhì)的生物膜，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。因此，開發(fā)脂溶性和疏水性提高的香豆素衍生物［6-7］，是擴(kuò)展該類型化合物應(yīng)用范圍的一種重要途徑，而且也具有較高的醫(yī)藥和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。具有7-氨基取代的香豆素類化合物是一類重要的熒光物質(zhì)，因其較易與肽鏈末端的羧基縮合生成酰胺鍵，生成多肽—香豆素的熒光底物［8］，對(duì)一些特征氨基酸具有明顯的指向特征，在免疫檢測(cè)、多肽合成上有重要用途。本文旨在介紹一種香豆素類熒光探針—7-氨基-4-甲基-香豆素的合成方法。

1　7-氨基-4-甲基香豆素的合成

取3-氨基苯酚10.000 g（91.7 mmol）加入到500 mL圓底燒瓶中，再加入250 mL無(wú)水乙醚當(dāng)反應(yīng)溶劑，室溫下攪拌，邊攪拌邊慢慢滴加氯甲酸乙酯10.142 g（93.4 mmol），加入氯甲酸乙酯時(shí)，立即有白色沉淀生成，繼續(xù)反應(yīng)3 h，抽濾，棄去沉淀，將濾液的溶劑乙醚旋干［9］，得到白色固體產(chǎn)物8.999 g（49.7 mmol），產(chǎn)率為54%。

取約1.5倍物質(zhì)的量的乙酰乙酸乙酯9.725 g （74.8 mmol）和第一步產(chǎn)物于250 mL圓底燒瓶中，加入90 mL 70%H2SO4中，于室溫下攪拌反應(yīng)4 h，得到亮黃色的澄清油狀液體，將此油狀液體倒入約400 mL的冰水中，并攪拌，馬上析出略帶黃色的白色晶體。抽濾，將濾出的固體用無(wú)水乙醇重結(jié)晶［10］，得到略帶黃色的白色針狀固體7.802 g （33.2 mmol），產(chǎn)率為66.8%。

再將第二步反應(yīng)產(chǎn)物加入250 mL圓底燒瓶中，往燒杯中加入40 mL冰乙酸，再混入40 mL濃硫酸，混勻后加入燒杯中，加熱回流6 h，得到黃色油狀液體，再將油狀液體倒入約400 mL冰水中，放置3 h，有黃色固體析出，再用50%NaOH溶液調(diào)至弱堿性，繼續(xù)冷卻。抽濾，加水洗滌。將得到的黃色固體用乙醇重結(jié)晶，真空干燥箱烘干［10］，得到2.562 g（14.6 mmol），產(chǎn)率為44.1%。

2　香豆素類熒光探針的合成

取7-氨基-4-甲基香豆素100 mg（0.57 mmol）和順丁烯二酸酐73 mg（0.74 mmol）加入50 mL圓底燒瓶中，加入20 mL CHCl3當(dāng)反應(yīng)溶劑，加熱回流24 h。冷卻后析出固體，抽濾，烘干。將此固體加入25 mL的圓底燒瓶中，再加入5 mL乙酸酐，40 mg乙酸鈉，加熱至100℃回流3 h，冷卻靜置24 h，有固體析出，抽濾，水洗［11］。真空干燥箱烘干，得白色固體產(chǎn)物86 mg（0.34 mmol），產(chǎn)率為59%。

3　結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)熒光分子作為探針在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的廣泛的應(yīng)用，也在一定程度上使得香豆素類衍生物的研究成為了一個(gè)新的熱點(diǎn)，尤其是其更多的生物活性被認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)。通過(guò)合成具有靈敏性、選擇性、實(shí)時(shí)性的熒光探針分子來(lái)研究人類生命過(guò)程，利用熒光探針的特征效應(yīng)，精確分析人體內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及重要氨基酸或多肽分子的含量，從而為疾病預(yù)防及治療奠定基礎(chǔ)，提升人類的生活質(zhì)量又增加了一條新的路徑。

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［7］陳康裕．新型香豆素類熒光化合物和熒光探針的合成及其性質(zhì)研究［D］．西安：西北大學(xué)，2010．

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Synthesis of a Coumarin Fluorescent Probe Molecule

CHEN Meng-qiao，DUAN Wen-jie
（Zhejiang NHU Co.，Ltd.，Shangyu，Zhejiang 312369，China）

Coumarin compounds widely exist in nature.It has been the hotspot in the field of drug development and fluorescent probe design because of its biological activity and fluorescence characteristics. This paper focused on the synthesis method of 7-amino-4 methyl-fluorescent probe.

coumarins；synthesis；fluorescence probe

1006-4184（2016）8-0012-02

2016-05-04

陳夢(mèng)橋（1986-），男，湖北武穴人，工程師，工程碩士在讀，從事化學(xué)合成研究工作。E-mail：c.mengqiao@cnhu.com。