专利名称：稠芳环取代酰氯类化合物的合成及其衍生化超微量检测方法
技术领域：
本发明涉及稠芳环取代酰氯类化合物的合成及其衍生化超微量检测方法。
许多高效含羟基的药物如胆碱药、激素、毒素和抗癌药等由于用量甚少，致使分布全身代谢后血药浓度更低，并且它们又往往不含有强烈的发光基团，因此在药代动力学和临床研究中不能用通常的光学仪器方法检测。克服这一困难最有效的方法是将药物进行化学衍生化，即通过简单快速的化学反应，连接上荧光发色基团(即荧光探针)，从而可用荧光仪定量检测之。这一方法比光声、电导、折光、IR和NMR等定量检测方法灵敏度要大为提高，同时又可避免放射性标记方法中放射性污染、标记效率较低等问题，在药物毒物超微量检测中具有重要价值，在精细化工、环境工程和医药卫生等领域中的应用前景十分广阔。
紫外或荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特征，在分子水平上研究某些体系的物理和化学过程、检测某种特殊材料的结构和物理性质及定量分析有关化合物的方法，其基本特点是具有高度灵敏性和较宽的动态时间响应范围。设计合成有效的衍生化试剂是荧光衍生化-仪器检测方法中的关键步骤之一。一个好的衍生化试剂必须同时具有与药物迅速反应的反应活性基团和仪器检测响应大的检测活性基团。荧光检测方法在痕量或超微量药物分析中的应用十分广泛。因此设计合成紫外或荧光检测探针化合物并进行应用研究，必将大大提高分析检测的灵敏度，从而促进与此相关的药物化学、分析化学和有机化学、生物化学及环境和材料科学的发展，并将在医药卫生、精细化工及国防等领域发挥重要作用。国内外在这一领域研究很活跃，检测氨基等化合物的紫外或荧光探针已很多，应用也较广泛。但羟基化合物的紫外或荧光探针研究相对较少，衍生化反应易受干扰，因此这方面进展不大，尚待进一步加强。
本发明的目的是设计合成了一系列稠芳环取代酰氯类化合物及其衍生物，并将其用做衍生化羟基化合物的紫外或荧光探针，可以超微量检测含羟基药物及甾体激素和T-2毒素等，比通常方法提高了1～3个数量级以上，处于国际先进水平。
根据量子光学理论，荧光是分子激发单线态退降到基态单线态产生的辐射，常在10-9秒内完成，由于芳香稠环特殊的共轭结构体系，使激发态不易通过振动等方式释放能量，而较易发射荧光回到基态，且共轭体系愈大，荧光量子发射几率可能愈高，这就决定了稠环芳香取代酰氯类化合物在衍生化荧光检测方面的特殊重要性。这类酰氯类荧光探针能较快地与醇类化合物发生衍生化反应，具有很高的检测灵敏度，在甾体避孕药、阿托品类抗胆碱药等的超微量分析和T-2毒素代谢动力学等研究中得到广泛应用，检测限可望达fmol或Fg级水平。本发明设计合成的带支链的探针特别适合于高位阻羟基化合物的衍生化反应。
高位阻羟基化合物的衍生化反应本发明合成的重要中间体稠芳醛能很好衍生化超微量检测肼类火箭推进剂、肼类药物及其它肼类化合物，检测限可达fmol或fg级水平，比常用的化学法、气相色谱法提高3个数量级以上。
火箭推进剂偏二甲肼的衍生化反应下面是本发明设计并实现的9-蒽丙烯酰氯、9-蒽丙酰氯和1-芘丙烯酰氯的合成工艺路线。许多步骤可用超声波、红外、微波催化等物理技术或其合理组合方法加以改进。
9-蒽丙烯酰氯的合成途径
9-蒽丙酰氯的合成途径
图1-芘丙烯酰氯的合成途径上述9-蒽丙酸可以用9-蒽丙烯酸催化氢化制备。
本发明还用类似的方法制备了各种稠芳环取代酰氯。本发明采用超声波、红外和微波等物理技术及其合理组合方法催化上述有关合成化学反应步骤，较通常方法缩短了反应时间，提高了反应产率；超微量检测羟基化合物，检测限比通常方法提高1～3个数量级以上。
下面以9-蒽丙酰氯、9-蒽丙酰氯和1-芘丙烯酰氯的合成等为例具体阐述本发明，但本发明涉及的化合物并不限于此。
实施实例一9-蒽丙烯酰氯的合成在250mL圆底烧瓶中加入2.06g(0.01mol)的9-蒽甲醛，1.41g(0.013mol)丙二酸，3mL吡啶和0.5mL哌啶，电磁搅拌回流4h(油浴温度80℃左右)。反应完成后继续搅拌冷却至室温，加20mL蒸馏水，加稀盐酸使溶液呈酸性；将析出的固体干燥后放入另一圆底烧瓶中，在温度为120℃的油浴中加热15min，然后升温至180～190℃脱羧1h或用微波反应8min，固体在138℃开始溶解，液体呈黑色。冷却至室温，液体变为黑红色粘稠物。用12mL氯代苯和0.5mL的冰乙酸进行重结晶，干燥；再用8mL氯代苯和0.3mL冰乙酸重结晶，干燥，最后用乙酰乙酸乙酯重结晶，得黄色针状晶体9-蒽丙烯酸，产量2.01g，产率81.0％,mp.247～248℃。元素分析C17H12O2(M=248.3)，计算值(％)C82.24,H4.87；实验值(％)C82.09,H4.57.IR(cm-1):1695(C=O),1643(C=C).MS(m/z)248(M+),231(M+-OH),203(M+-CO2H),176(M+-CH=CHCO2H-1),101(C8H5),75(C6H3),44(CO2).
将9-葸丙烯酸1.24g(0.005mol)和亚硫酰氯2ml，无水氯仿4ml混合，油浴中搅拌回流1h，蒸除低沸物，用正庚烷∶无水氯仿=1∶4的混合溶剂溶解固体、抽滤，重复此操作数次，得黄色针状晶体1.04g，产率77.6％,mp.119～121℃.元素分析C17H11OCl(M=266.73)，计算值(％):C76.55,H4.16.实验值(％):C76.65,H4.29.IR(液膜法)cm-1:1690(C=O),1630(C=C).MS(m/z):266(M+),231(M+-Cl),202(M+-COCl-1),176(M+-CH=CHCOCl),150(C12H6),116(C9H8),101(C8H5),88(CH≡CCOCl),75(C6H3).1H NMR(CDCl3),δ(ppm):6.73(1H,d),7.5-7.6(4H,m),8.05(2H,d),8.22(2H,d),8.54(1H,s),8.9(1H,d).13C NMR(CDCl3),δ(ppm):148(COCl),124-131.5(C-14),77(C-2).
实施实例二9-蒽丙酰氯的合成将1.22g(0.02mol)氢氧化钾，22mL无水乙醇、0.14g四丁基溴化铵置于100mL三口圆底烧瓶中，搅拌下加入2.78g(0.014mol)9-蒽酮，室温下加入1.05mL(0.015mol)丙烯腈，滴加过程控制反应体系内温在45℃以下。滴加完毕后加热回流2h，待内温降至50℃以下后，滴加1∶1盐酸溶液至反应液为酸性，加水4mL，常压下蒸除大部分有机溶剂，出现棕色油状物，冷却后倾出酸水溶液。加入15mL浓盐酸，搅拌回流3h或超声波催化0.5h，冷却后过滤，水洗3次，用冰乙酸重结晶得棕色固体9-蒽酮-10-丙酸，产量2.31g，产率60.4％,mp.253～255℃.元素分析C17H14O3(M=266.3)，计算值(％):C76.42,H5.40。
取2.66g(0.01mol)9-蒽酮-10-丙酸置于三口瓶中，加入68mL浓氨水，搅拌下分次加入12.6g锌粉，并在油浴中反应5h(浴温90～95℃)。反应完成后呈黄色液体，下层为灰色固体沉淀，过滤，用1∶1稀氨水洗锌粉1次。合并洗涤液和滤液，搅拌下加盐酸溶液(1∶1)至酸性，得黄色絮状固体。过滤收集固体，水洗3次，烘干后加入适量冰乙酸，加热煮沸5～10min，冷却后过滤，用冰乙酸洗涤1次，烘干得淡黄色固体。用乙酰乙酸乙酯重结晶，得淡黄色针状晶体，产量2.15g，产率86.0％,mp186～187℃。元素分析C17H14O3(M=250.3)，计算值(％):C81.58,H5.64；实验值(％):C81.90,H5.32.1H NMR(CDCl3),δ(ppm):2.9(2H,t),4.05(2H,t),7.55(4H,m),8.08(2H,d),8.30(3H,d).
制备9-蒽丙酰氯的实验操作与上述制备9-蒽丙烯酰氯的方法相似，原料用量为9-蒽丙酸12.5g(0.005mol)，亚硫酰氯2ml，无水氯仿4ml.最后得产品晶体1.056g，产率78.6％.元素分析C17H13OCl(M=268.79)，计算值(％):C75.97,H4.87.实验值(％):C75.91,H4.90.MS(m/z):268(M+),33(M-Cl),204(M-COCl),203(C16H11),191(C15H11),189(C15H9).
实施实例三1-芘丙烯酰氯的合成1-芘丙烯酸的制备将1-芘甲醛2.30g(0.01mol)，丙二酸1.41g(0.013mol)，吡啶6ml和哌啶1ml，依次加入250ml的圆底烧瓶中，油浴中搅拌回流4h或微波催化8min。冷却后，加入5mol/L-1的盐酸溶液，过滤、干燥固体。再将其置于油浴中，升温至180-190℃ 1h，用100ml氯代苯和5ml冰乙酸重结晶，再用70ml乙酰乙酸乙酯重结晶，得黄色针状晶体1g，产率36.8％,mp.279～281℃，元素分析C19H12O2(M=272.20)，计算值(％):C83.84,H4.44.实验值(％):C84.11,H4.23.IR(液膜法)cm-1:1690(C=O),1640(C=C).MS(m/z):273(M++1),272(M+),228(M+-COOH),200(M-CH=CHCOOH),136(C11H4),113(C9H5),100(C18H4),44(CO2).
1-芘丙烯酰氯的合成实验操作同上述9-蒽丙烯酰氯的合成，原料用量为1-芘丙烯酸1.36g(0.005mol)，亚硫酰氯2ml，无水氯仿5ml。得产品晶体1.03g，产率71.2％。元素分析C19H11OCl(M=290.79)，计算值(％):C78.48,H3.81.实验值(％):C78.40,H3.74.FAB-MS(m/z):292(M++1),56(M-Cl),228(M-COCl),200(M-CH=CHCOCl).
实施实例四超微量检测本发明用9-蒽丙烯酰氯等作为HPLC柱前衍生化试剂，超微量紫外检测抗胆碱能药物和甾体激素及T-2毒素等，得到了满意的结果。部分结果见附表。如果进一步优化条件，最低检出限可达fg级水平。
附表9-蒽丙烯酰氯衍生化羟基化合物的HPLC特性
*于UV380nm处检测。
权利要求
1．稠芳环取代酰氯类化合物及其衍生物，和它们的合成工艺路线及其改进方法。
2．按照权利要求1，其中所述的稠芳环取代酰氯类化合物及其衍生物的结构通式为R-Ar-(X)nCOCl
R=H，卤素，含1～18个碳原子的烷基或烷氧基；X=CH2,CH=CH；n=0,1,2,3,···18(n=0的9-蒽酰氯除外)
3．权利要求1中所合成的化合物在衍生化羟基化合物，包括HPLC柱前或柱后衍生化，及分离、紫外或荧光定量检测中作为紫外探针或荧光探针的应用。
4．权利要求1所合成的重要中间体稠芳醛衍生化肼类化合物的紫外或荧光检测之方法。
5．按照权利要求4，其中所述的稠芳醛化学结构通式为R-Ar-CHOR=H，卤素，含1～18个碳原子的烷基，烷氧基及芳基；Ar如同权利要求2所解释的。
6．按照权利要求1，其中所述的改进方法是指用超声波、红外和微波等物理技术及其合理组合催化有关反应、提高反应效率的方法。
全文摘要
本发明涉及稠芳环取代酰氯类化合物及其衍生物的合成及其衍生化超微量检测方法。国际上检测氨基化合物的各种紫外或荧光探针研究与应用较多,但检测羟基化合物的则文献报道较少。稠芳环取代酰氯类化合物是很好的含羟基物质HPLC柱前或柱后衍生化超微量分离检测的紫外或荧光探针,在化工、医药、材料与环境及生命科学中具有重要的应用价值。
文档编号C07C47/52GK1214337SQ97119148
公开日1999年4月21日 申请日期1997年10月15日 优先权日1997年10月15日
发明者胡文祥, 恽榴红, 王建营, 谭生建, 陈培让, 王建社, 曹晔, 邵逊生, 王武芳, 张向先 申请人:中国人民解放军国防科工委后勤部军事医学研究所