[发明专利]对甲基苯基罗丹明噁二唑及其制备方法与应用

说明书

本发明是在天津师范大学开发基金（基金号为52XK1102）的资助下进行的。

技术领域

本明发属于化学传感技术应用领域，涉及2-对甲基苯基-5-[罗丹明B-9’-(2’’-苯甲酰)基]-1,3,4-噁二唑I的制备方法，及其作为细胞染料的生物染色剂的用途。

背景技术

荧光染料分子探针在分子生物学、微生物学、生物化学、分析化学、化工和医药工业等领域有着广泛地应用。同时它的发展与生命科学、化学、生物技术、诊断医学等学科紧密相关。随着相关技术的发展与普及，荧光染料分子探针的应用越来越广泛，与此同时对荧光探针染料性能的要求也越来越高。荧光探针染料的合成与应用研究已发展成为生命科学和化学两大学科的交叉性前沿研究领域。

罗丹明类荧光探针染料，具有荧光量子产率高，激发波长、值范围宽等优点。另外还可以通过对母体的修饰满足不同使用条件 (例如:最大吸收波长，最大发射波长，量子产率等)的需要。所以该类荧光探针染料已广泛的应用于生物活体内的pH值、离子、小分子的检测和复杂生物体系的研究等领域。

为了达到改变罗丹明类荧光染料分子探针在生物亲和性、水溶性的性能，我们在罗丹明的母体结构上引入了噁二唑的杂环结构，设计并合成了新型的罗丹明类生物荧光探针。

发明内容

本发明的第一个目的是提供了具有通式I的化合物的制备方法。

本发明的第二个目的是提供了化合物I用于活体细胞荧光染料方面的用途。

为实现上述目的问发明公开了如下的技术内容：

具有结构式I的2-对甲基苯基-5-[罗丹明B-9’-(2’’-苯甲酰)基]-1,3,4-噁二唑化合物：

本发明进一步公开了化合物I的制备方法，它是按如下的步骤进行：

化合物I的合成步骤：

（1）罗丹明B酰肼的合成

将罗丹明类化合物用乙醇溶解，然后将85%的水合肼在室温的条件下逐滴加入到混合体系中，滴加完毕后将混合物加热强回流3-10小时，反应完成后，冷却至室温，减压除去溶剂，抽滤，蒸馏水洗涤产物3-5次；其中罗丹明B与85%的水合肼的摩尔比1 ：1.5~5；

（2）目标化合物I的合成

将上述步骤（1）制备的罗丹明酰肼与对甲基苯甲酸混合溶于三氯氧磷中，加热回流，反应完成后将其冷却到室温并倒入冰水中，二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，经体积比为二氯甲烷/甲醇100~20:1, 柱色谱分离，得到目标化合物I；其中罗丹明酰肼：对甲基苯甲酸：三氯氧磷的摩尔比1 : 1 : 1.5~5。

本发明进一步公开了化合物I作为细胞荧光染料方面的应用。

本发明所设计的I化合物的分子结构特征在于：此类不对称的噁二唑化合物的一侧由罗丹明类物质取代，另一侧由对甲基苯基取代。本发明利用原料罗丹明酰肼中的活性部分内酰肼结构与对甲基苯甲酸中的羧基反应，同时利用三氯氧磷使其脱水环合，生成一个新的噁二唑杂环。新化合物I具有良好的水溶性，并且有对活体细胞进行荧光染色的用途。

本发明公开的化合物I荧光染料探针化合物与现有技术相比所具有的积极效果为：

（1）优化了罗丹明B类荧光染料性能，阻断了类似的染料中普遍存在的因其内酯与羧酸构造互变导致的荧光猝灭现象的发生；

       （2）化合物I中，增加了氮原子、氧原子，改进了水溶解性；

       （3）在原来染料的大π共轭体系中合成了噁二唑杂环，利于在染色时与客体产生弱相互作用、提高染色与荧光检测效果，并利于荧光或裸眼识别与检测。

附图说明：

图1.为化合物I的结构式；

图2. 化合物I荧光光谱图（激发波长530nm）；

图3. 化合物I的细胞荧光染色成像实验一：活细胞组荧光染色成像；

图4. 化合物I的细胞荧光染色成像实验二：固定细胞组荧光染色成像。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供下述制备方法实施实例。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。为简单和清楚的目的，以下论述中对公知的技术方法的描述、溶液的配制过程进行不再赘述。其中罗丹明B和对甲基苯甲酸为试剂公司直接购买。其他有机溶剂经无水处理。

实施例1. 

2-对甲基苯基-5-[罗丹明B-9’-(2’’-苯甲酰)基]-1,3,4-噁二唑的合成：

化合物I的合成通过以下主要反应制备：

（1）罗丹明B酰肼的合成