[发明专利]水溶性三芳基硼化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一系列水溶性三芳基硼化合物以及该类化合物的制备方法及其在ATP检测中的应用。

背景技术

三磷酸腺苷（ATP）是生物体内最小的能量单位，直接参与各种生命活动，它被称为细胞内的分子货币。ATP是活细胞赖以生存的能量来源，机体内ATP的含量与细胞代谢和细胞凋亡有很重要的关系，许多疾病如心血管疾病、帕金森综合症及阿尔兹海默症的发生都伴随着ATP含量异常。因此，对ATP的检测在生命科学及医学临床研究中具有重要意义。

目前ATP的检测方法有高效液相色谱法、毛细管电泳法、生物荧光法、电化学以及荧光生物传感器检测等。高效液相色谱法需要耗费大量的有机溶剂，对环境污染大，检测费用高，且难以达到微量检测水平；而目前广泛采用的基于荧光素酶的ATP检测方法尽管灵敏度较高但准确性受基质中成分荧光淬灭的影响较大；而低特异性及低灵敏度也一直是电化学生物传感器设计中的难题。总之，如何更加简便，高特异性及高灵敏度检测ATP是一个研究热点。

由于荧光传感器具有灵敏度高、选择性强、用样量少、方法简便等优点，因此其迅速成为现代化学的前沿研究领域。目前研究的ATP荧光传感器与ATP的结合主要依赖于静电作用、氢键作用及π-π相互作用，通过这些作用，ATP改变了荧光分子的结构，从而其发光光谱发生变化，以此检测出ATP。

发明内容

本发明的目的在于提供一类水溶性三芳基硼化合物。

本发明的另一目的在于提供上述水溶性三芳基硼化合物的制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述水溶性三芳基硼化合物在ATP检测中的应用。

本发明提供了一类水溶性三芳基硼化合物，其结构为如下通式（I）所示：

其中独立的任选为-W⁺-、-W⁺-(CH₂)_m-W⁺-、或-R¹₂N⁺-，m为0、1、2、或3，W⁺为含N杂芳基阳离子，R¹独立的选自烷基、芳基，n=1或2；R独立的任选为C_1-8烷基、X^-独立的任选为F^-、Cl^-、Br^-、I^-。

根据本发明，所述优选为

所述的烷基代表碳原子数为1-8的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基等。

所述的芳基指具有6-20个碳原子的单环、多环芳族基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基等。

所述的含N杂芳基阳离子，是指具有3-20个碳原子、1-4个N杂原子的单环或多环杂芳族基团的阳离子，代表性的含N杂芳基阳离子包括：咪唑基阳离子、吡啶基阳离子。

本发明的水溶性三芳基硼化合物的合成途径如下：

其中独立的任选为-W⁺-、-W⁺-(CH₂)_m-W⁺-、或-R¹₂N⁺-，m为0、1、2、或3，W⁺为含N杂芳基阳离子，R¹独立的选自烷基、芳基，n=1或2；R独立的任选为C_1-8烷基、X^-独立的任选为F^-、Cl^-、Br^-、I^-。

本发明通式（I）化合物的具体合成方法如下：

（a）将1-溴芘溶于溶剂（优选二氯甲烷）中，加入1,1-二氯甲醚与四氯化钛，得到6/8-溴芘-1-甲醛；（化合物2）；

（b）将化合物2溶于溶剂（优选四氢呋喃）中，加入硼氢化钠，得到（6/8-溴芘-1-基）甲醇（化合物3）；

（c）将化合物3溶于溶剂（优选二氯甲烷）中，加入对甲苯磺酸吡啶盐与3,4-2H-二氢吡喃，得到2-（（6-溴芘-1-基）甲氧基）四氢-2H-吡喃（化合物4）；

（d）将化合物4溶于溶剂（优选脱气乙醚）中，加入正丁基锂搅拌，再加入2,4,6-三异丙基苯基硼酸酯，得到双（6-（（四氢-2H-吡喃-2-基氧）甲基）芘-1-基）（2,4,6-三异丙基苯基）硼（化合物5）；