[发明专利]硅基罗丹明衍生物及其制备方法

说明书

本发明提出了一种硅基罗丹明衍生物及其制备方法。该方法包括：(1)将式(I’)所示化合物进行还原胺化/亚甲基桥连反应，以便获得式(II’)所示化合物：(2)将式(II’)所示化合物进行硅烷基化/氧化反应，以便获得式(III’)所示化合物；(3)将式(III’)所示化合物进行金属试剂加成/水解脱保护基反应，以便获得硅基罗丹明衍生物。利用根据本发明实施例的方法，硅基罗丹明衍生物的合成效率高，反应条件简单，操作方便，能够实现硅基罗丹明衍生物的大量制备，大大丰富了底物的选择范围，可以合成一些采用以前方法难以合成的硅基罗丹明衍生物，有利于硅基罗丹明衍生物的进一步修饰与应用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，本发明涉及硅基罗丹明衍生物及其制备方法。

背景技术

罗丹明是一类典型的氧杂蒽类化合物。罗丹明类染料是指以罗丹明为母体，经过官能团修饰得到的一系列染料衍生物。该类染料具有光稳定性好，荧光量子产率高，化学合成和修饰简单等优点，是一种重要的荧光小分子染料探针，广泛应用于生物样品的染色与荧光标记中。但是罗丹明作为荧光探针在应用过程中，特别是应用于生物样品时，也存在着一些不足。传统罗丹明类染料的吸收和发射波长一般都在600nm以下，比如罗丹明B染料的激发波长位于紫外可见光区，而生物样品在紫外可见光区会产生严重的信号干扰。另一方面，紫外可见光对组织的穿透能力较差，对生物样品的光毒性较大。这些因素大大的影响了罗丹明染料探针在生物样品荧光分析中灵敏度和准确性，极大的限制了其在生物样品荧光成像中的进一步应用。

为了改善罗丹明类染料的光谱学性能，研究者们提出了很多修饰方法。目前报道的修饰方法大概可分为以下几类：(1)增加芳香环或者固定氮端来扩大共轭体系或增强分子刚性，这种修饰方法使荧光量子产率提高，最大吸收波长可以大于600nm；(2)在发射基团上引入给电子基团，例如—NR₁R₂(R₁，R₂＝H，—CH₃，—C₂H₅)，—OR等，使波长红移，荧光强度也有显著增加；在发射基团上引入吸电子基团，例如在中心碳原子上引入氰基，波长红移，但是荧光减弱；在发射基团上引入卤素，由于氯，溴原子的重原子效应使得荧光量子产率提高，但是最大吸收波长仍然小于600nm；(3)用氮原子替换氧杂蒽酮中心碳原子，得到噁嗪类染料，氮原子的吸电子作用使得此类化合物最大吸收波长相应红移80nm，但同时量子产率和摩尔消光系数降低。

最近发展了一类新兴的修饰方法：用碳，硅，氮，硫，硒，碲等原子替换罗丹明母核中心氧桥原子，其中用硅替换罗丹明母核中心氧桥原子形成的是硅基罗丹明。此类修饰方法相比上述三类方法除了合成步骤较少，结构变化简单以外，更重要的是新生产的修饰罗丹明类衍生物的最大吸收波长和发射波长都高于600nm，从而可以克服传统罗丹明类染料作为荧光探针在应用过程中的不足。

硅基罗丹明是近几年新发展起来的一类荧光染料。其优势在于通过将罗丹明分子中的氧原子替换为硅原子，在保留了罗丹明类化合物的优点的同时，其光谱范围红移，达到近红外光区，从而满足了生物样品分析成像的要求。由于该类荧光染料的优良的理化性质和光学性能，自从2011年首例报道该类型化合物的合成和应用以来，已经有越来越多的硅基罗丹明类荧光染料应用方面的报道。然而，到目前为止，硅基罗丹明类化合物的合成路线的却不多。目前已知的合成路线存在底物范围狭窄，步骤较多，反应条件苛刻，产率低，不能够用于大量的合成。

综上所述，硅基取代的罗丹明是一类具有很高应用潜力的荧光染料，具有很高的经济附加值。因此，设计一种步骤少，反应条件简单，产率高，底物选择多样，能实现大量制备的方法用于合成硅基罗丹明衍生物的是十分必要的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种新型的硅基罗丹明衍生物，并提出了制备该硅胶罗丹明衍生物的方法，该方法具有原子经济性高，操作简便，低成本，易于大规模生产的优势。