本发明属于有机合成,具体涉及一种萘基-香豆素类分子探针及其合成方法和应用。
背景技术:
1、手性氨基酸的对映体在生物体系和人类重大疾病诊断中发挥重要作用,设计构建高选择性识别氨基酸的新型探针意义重大。近年来设计开发的小分子荧光探针如手性联二萘酚(binol)在锌离子存在下通过醛亚胺中间体形成机制可实现对游离l-或d-氨基酸的高对映选择性识别,但既具有高化学选择性又具有高对映体选择性的新型探针对氨基酸的荧光识别仍然面临重大挑战。
2、此外,因为通常认为外消旋荧光探针应该类似于非手性主体,它的荧光不应该对手性化合物的对映体组成做出反应,所以外消旋荧光探针被用来测定手性底物浓度鲜有报道。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种萘基-香豆素类分子探针及其合成方法和应用,该分子探针是一种新型的分子探针,在无需加入金属离子的条件下,可实现其在以氨基酸为首的天然活性分子中高选择性识别。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种萘基-香豆素类分子探针,具有如式(i)所示的结构:
3、
4、其中,所述的r选自a~d中的任一取代基:
5、
6、进一步地,所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1a~1d中任一的结构:
7、
8、上述萘基-香豆素类分子探针的合成方法,通过铃木偶联反应,将香豆素类和萘基类化合物在四(三苯基膦)钯催化剂、碳酸钠、二甲亚砜、1,4-二氧六环和水的条件下进行偶联反应;再通过vilsmeier-haack反应,在vilsmeier-haack试剂、dmf试剂、pocl3组成的体系中引入醛基。
9、进一步地,所述的铃木偶联反应在氮气中进行,反应的温度为90~97℃,反应时间为10~14h;所述vilsmeier-haack反应在氮气中进行,反应温度为室温,反应时间为12~24h。
10、进一步地,所述香豆素类化合物、萘基类化合物、碳酸钠、四(三苯基膦)钯的摩尔比为1:1:2~3:0.01~0.02;香豆素类和萘基类化合物偶联所得产物与pocl3摩尔比为1:1。
11、进一步地,所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1a所述的结构:
12、所述合成路线为:
13、
14、所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1b所述的结构:
15、所述合成路线为:
16、
17、所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1c或1d所述的结构:
18、所述合成路线为:
19、
20、上述的萘基-香豆素类分子探针,上述的方法合成的萘基-香豆素类分子探针在高选择性识别氨基酸分子中的应用。
21、进一步地,识别方法为:在混合溶剂体系中,将所述萘基-香豆素类分子探针的异丙醇溶液与氨基酸-四丁基氢氧化铵盐甲醇溶液相互作用,通过荧光光谱可实现探针对氨基酸的化学选择性识别。
22、进一步地,在混合溶剂体系中,探针与不同ee值的手性氨基酸相互作用,构建标准荧光谱图,根据氨基酸对映异构体过量组成的荧光响应具有“v”型特征确定手性氨基酸对映体过量组成。
23、进一步地,荧光光谱分析参数设置:激发波长λexc=372nm,狭缝:5/5nm,光电倍增管负高压“pmt voltage”设置为550v。
24、进一步地,所述混合溶剂体系为异丙醇与甲醇的混合,异丙醇与甲醇的体积比为2:95~105,探针在混合溶剂中的浓度为1.5×10-5~2.5×10-5mm,所述探针与氨基酸的物质的量之比为1:5~7,探针和氨基酸在混合溶液中的反应时间为230~250min。
25、本发明具有以下优点:本发明公开了一种萘基-香豆素类分子探针,为一种新型的分子探针,在无需加入金属离子的条件下,实现其在以氨基酸为首的天然活性分子中高选择性识别的应用,相比传统以色谱法分离识别氨基酸手性的方法,对手性氨基酸具有识别和定量能力;在无需添加金属离子的条件下,外消旋荧光探针可以用来确定手性底物对映体过量的值。本发明公开的萘基-香豆素类分子探针具有潜在的应用前景,并为新结构荧光探针的开发提供了一种全新的解决方案和合成策略。
1.一种萘基-香豆素类分子探针,其特征在于,具有如式(i)所示的结构:
2.如权利要求1所述的一种萘基-香豆素类分子探针,其特征在于,所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1a~1d中任一的结构:
3.如权利要求1所述的一种萘基-香豆素类分子探针的合成方法,其特征在于,通过铃木偶联反应,将香豆素类和萘基类化合物在四(三苯基膦)钯催化剂、碳酸钠、二甲亚砜、1,4-二氧六环和水的条件下进行偶联反应;再通过vilsmeier-haack反应,在vilsmeier-haack试剂、dmf试剂、pocl3组成的体系中引入醛基。
4.如权利要求3所述的一种萘基-香豆素类分子探针的合成方法,其特征在于,所述的铃木偶联反应在氮气中进行,反应的温度为90~97℃,反应时间为10~14h;所述vilsmeier-haack反应在氮气中进行,反应温度为室温,反应时间为12~24h;所述香豆素类化合物、萘基类化合物、碳酸钠、四(三苯基膦)钯的摩尔比为1:1:2~3:0.01~0.02;香豆素类和萘基类化合物偶联所得产物与pocl3摩尔比为1:1。
5.如权利要求3所述的一种萘基-香豆素类分子探针的合成方法,其特征在于,所述萘基-香豆素类分子探针具有如式1a所述的结构:
6.权利要求1所述的萘基-香豆素类分子探针,权利要求3-5中任一项所述的方法合成的萘基-香豆素类分子探针在高选择性识别氨基酸分子中的应用。
7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,识别方法为:在混合溶剂体系中,将所述萘基-香豆素类分子探针的异丙醇溶液与氨基酸-四丁基氢氧化铵盐甲醇溶液相互作用,通过荧光光谱可实现探针对氨基酸的化学选择性识别。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,在混合溶剂体系中,探针与不同ee值的手性氨基酸相互作用,构建标准荧光谱图,根据氨基酸对映异构体过量组成的荧光响应具有“v”型特征确定手性氨基酸对映体过量组成。
9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征在于,荧光光谱分析参数设置:激发波长λexc=372nm,狭缝:5/5nm,光电倍增管负高压“pmt voltage”设置为550v。
10.根据权利要求7或8所述的应用,其特征在于,所述混合溶剂体系为异丙醇与甲醇的混合,异丙醇与甲醇的体积比为2:95~105,探针在混合溶剂中的浓度为1.5×10-5~2.5×10-5mm,所述探针与氨基酸的物质的量之比为1:5~7,探针和氨基酸在混合溶液中的反应时间为230~250min。