[发明专利]一类方酸衍生物、马来酸酐衍生物、马来酰亚胺类生物偶联材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一类方酸衍生物、马来酸酐衍生物、马来酰亚胺类生物偶联材料及其制备方法与应用。本发明用氯化亚砜和方酸酰氯化，然后与芳香化合物通过傅克酰基化反应得到方酸衍生物；然后在紫外光的诱导下生成马来酸酐类衍生物，该化合物能与脂肪伯胺类化合物发生特异性生物偶联，生成一类具有聚集诱导发光性质的马来酰亚胺类生物偶联产物。本发明的方法是一种高效的能生成聚集诱导发光性质材料的新生物偶联方法。通过此方法能对天然生物分子，药物分子，天然蛋白质进行修饰，赋予其聚集诱导发光性质，克服原材料无荧光或聚集导致猝灭的缺点，在生物应用中具有广阔的前景。

技术领域

本发明属于生物材料合成领域，特别涉及一类方酸衍生物、马来酸酐衍生 物、马来酰亚胺类生物偶联材料及其制备方法与应用。

背景技术

生物偶联是指将功能基团或分子(例如荧光基团、靶向基团、药物分子等) 通过共价键与生物分子连接，从而赋予生物分子荧光、靶向或治疗等功能，从 而促进物质科学和生物医药的快速发展。自然界中有许多潜在的生物研究需要 生物偶联，如天然多糖、蛋白质、脂质、核酸、合成生物功能聚合物、生物相 容性聚乙二醇(PEG)、胶体颗粒，甚至是活生物体等，这些生物分子通常具有 一个或多个功能基团包括氨基、羧基、巯基和羟基基团用于偶联，高效的生物 偶联。

目前，科研工作者们也开发出了很多的生物偶联反应，其中包括(1)功 能分子的-COOH与伯胺生物分子(-NH₂)，或者具有(-NH₂)的功能分子和生 物分子(-COOH)偶联，(2)具有醛基(-CHO)的功能分子和生物分子(-NH₂) 偶联，(3)具有异硫氰酸盐(-NCS)的功能分子和生物分子(-NH₂)偶联，(4) 硼酸溶液(-B(OH)₂)和含二醇的生物分子(-(OH)₂)，(5)含有马来酰 亚胺的功能分子和含有巯基的生物分子(-SH)偶联，(6)叠氮-炔环加成反应， 叠氮官能化的功能分子和生物分的与炔烃或者具有炔烃部分的功能分子和具 有叠氮化物的生物分子之间的偶联反应，(7)含有活性炔基团的功能分子与 生物分子的功能基团胺基和巯基的无金属催化的偶联反应(Liu H,Xiong L H, Kwok R T K,et al.AIE bioconjugatesfor biomedical applications[J].Advanced Optical Materials,2020,8(14):2000162.)。然而这些传统的偶联方法存在着反 应活性低、产物易水解不稳定、需要复杂的预修饰、毒性金属催化或者原料难 合成等问题在一定程度上限制了其蓬勃发展，因此，发明一种高效自发且温和 的生物偶联反应很有必要。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一类方酸衍生物、马 来酸酐衍生物、马来酰亚胺类生物偶联材料及其制备方法与应用。

本发明的首要目的是提供一类光诱导方酸衍生物与伯胺特异性偶联生成 具有聚集诱导发光性能的马来酰亚胺类生物偶联荧光材料。

本发明的还一目的是提供所述的具有光诱导荧光增强的性质的方酸衍生 物的合成方法。

本发明的又一目的是提供上述的马来酰亚胺类生物偶联材料的制备方法， 该方法时间可控、具有可靠的化学选择性、条件温和、反应高效、产物稳定。

本发明的还一目的是提供所述的能进行高效生物偶联的马来酸酐衍生物 的合成方法。

本发明的还一目的是提供所述马来酰亚胺类生物偶联材料的应用。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一类方酸衍生物，结构通式如下式I所示：

其中，R₂和R₃独立的为芳香烃、芳香烃衍生物基团中的一种。