[发明专利]多卤代吖啶酮类化合物荧光探针及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及多卤代吖啶酮类化合物作为pH荧光探针在缓冲溶液中对氢离 子高选择性识别的应用。

背景技术

化学反应的进行或完成，细胞和细胞器的许多重要生理过程等都与pH值密 切相关(Fuh，M.R.S.；Burgess，L.W.；Hirschfeld，T.；et al.Analyst，1987，112，1159；Khramtsov， V.V.；Grigor’Ev，I.A.；Foster，M.A.；Lurie，D.J.；et al.Cell Mol.Biol.2000，46，1361)，pH值的 精确测量对化学生物学研究十分重要。而荧光法测定pH不但灵敏度高，而且可 实时检测细胞内pH的动态分布和区域变化，引起了人们的关注(Srivastava，A. Krishnamoorthy，G.Anal.Biochem.1997，249，140)。

吖啶酮类化合物结构含有大π键共轭结构，分子两端同时连有吸电子基团 (C＝0)和推电子基团(N-R₂)，因而容易发生分子内的电子转移，使分子具有较强 的荧光发射功能。吖啶酮类化合物具有高的光稳定性(Bahr.N.；Tierney，E.，Reymond.， J.L.Tetrahedron Lett，1997，38：1489-1492；Rothman，J.H.，Still，W.C.Bioorg Med ChemLett， 1999，9：509-512.)、化学稳定性、荧光发射波长适中、荧光量子产率高、有大的斯 托克斯(Stokes)位移等良好特性，近年来开始被用于多种荧光分子探针的合成。 但目前报道的荧光类化合物包括吖啶酮类化合物作为荧光探针使用仅局限于较 窄的pH范围，发展适于测定极端pH(如pH＜5或pH＞9)的荧光探针，将会促进有关 特殊生物体系的生物学研究(Su，M.；Liu，Y.；Ma，H.；et aJ.Chem.Commun.2001，960；Lin， H.；Herman，P.；Kang，J.S.；et al.Anal.Biochem.2001，294，118)。

到目前为止，苯环上多卤代的吖啶酮衍生物的合成仅有我课题组申请了中 国发明专利(申请号：200810058228.0)。该类化合物激发波长在260～280nm，发 射波长≥400nm，且具有水溶性从而扩大其适用范围。该类化合物具有量子产率 特高(pH＝1，Φ≥0.7)、荧光稳定等特性，并且随着pH的变化，该类化合物有着 不同的解离形式，其中只有阳离子形式和中性分子有较强的荧光发射。在酸性和 碱性的一定pH范围其荧光强度的比值与pH的变化呈线性相关，据此，可实现比率 法测定酸性或碱性范围内的pH变化。因而对多卤代吖啶酮荧光性质作为pH荧光 探针的应用研究具有重要意义。本专利的目的是将结构简单的多卤代吖啶酮化 合物作为PH荧光探针方面的应用。该类化合物可对两个极端范围的pH(强酸和强 碱)产生高灵敏度、高选择性的荧光响应。这种适于测定极端pH的荧光探针，对 促进有关特殊生物体系的生物学研究具有重要的意义。

应用内容

一系列多卤代吖啶酮类化合物，结构如式(I)应用于pH荧光探针。

式(I)中，X₁，X₂，Y＝氟、氯；R＝烷基、芳基；R’＝烷基、芳基；

在式(I)中，R及R’均优选为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁 基、叔丁基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、乙胺基、丙胺基、异丙胺基、正 丁胺基、异丁胺基、叔丁胺基、甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、取代的吡 啶基、吲哚基、咪唑基、萘基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、环丙基、环丁基、 环戊基、环己基、金刚烷基、苯甲基、苯乙基或苯丙基。

本专利将多卤代吖啶酮类化合物(I)应用于pH荧光探针

其代表化合物如下：

(I-A)当X₁为Cl，X₂为Cl时，Y为Cl，R为H，R’为H；

(I-B)当X₁为Cl，X₂为Cl时，Y为Cl，R为H，R’为Cl；

(I-C)当X₁为Cl，X₂为Cl时，Y为Cl，R为H，R’为CH₃；

(I-D)当X₁为F，X₂为F时，Y为Cl，R为H，R’为H；