专利名称：醛基取代的活性噻咯及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种醛基取代的活性噻咯及其制备方法和应用。
技术背景
聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)效应即一类具有螺旋桨状的分子在溶液状态下不发射荧光，而在聚集态下材料的荧光强度增强，而且，聚集程度越高荧光越强的现象。这一特殊现象自从2001年被唐本忠教授发现和报道以来(文章期号为Chem. Commun. 2001，1740)，克服了长期困扰材料领域研究人员的传统的荧光生色团在固态时荧光淬灭即所谓的聚集荧光猝灭(ACQ)的问题，大大促进了高效固态荧光材料的开发。由于AIE现象的独特性，具有这种性能的化合物被应用于材料设计和研究的各个领域， 特别是近年来，AIE分子作为荧光探针材料已被广泛地应用于分析检测、化学传感和生物传感等领域。AIE分子作为荧光探针的优越性主要体现在其易于形成聚集而导致荧光增强从而实现“开启式”(turn-on)模式的检测上，比传统荧光分子的“关闭式”(turn-off)模式灵敏度更高。AIE已逐渐成为一种新的检测机理和生物检测领域的新风尚。(具体参见 Chem. Commun. 2009，4332-4353)。
目前，一系列具有AIE性能的化合物已被合成出来，作为最早被发现具有AIE性能的分子之一的噻咯(silole，硅杂环戊二烯)更是备受瞩目，已被应用在高效有机发光器件制备，生物检测，化学传感，粘致、热致和机械变色体系。噻咯合成条件相对严苛，由于活性基团无法耐受锂萘试剂和钯催化等复杂的反应条件，迄今为止，通过传统方法所合成的噻咯几乎均为非活性的，严重阻碍了噻咯的后功能化及其在生物检测领域的应用。特别是在用于生物检测领域用作底物时，需要具有反应活性的基团来提高检测的专一性、选择性和灵敏度。因此，制备具有AIE效应的活性噻咯具有重要的科研及应用价值一方面它可以拓展及完善AIE体系，另一方面可以借助活性基团扩展AIE分子的应用。醛基是一种高反应活性的基团，可与羧基，氨基，活泼氢等多种存在生物体系中的基团能够在温和的条件下高效反应。为大家所熟知的醛基与氨基和巯基反应生成噻唑的反应是广泛用于半胱氨酸和高半胱氨酸检测的一种经典但可靠的原则。由于其反应条件温和，高效，选择性优异等，一系列基于此反应的优良的检测已被开发设计。且此类反应常常会带来荧光分子发光性能的变化，如发射波长的移动等，可以进一步提高检测的灵敏度，提高信噪比等。将醛基引入噻咯体系必将得到一类高效而且万能的后功能化的平台和一类优异的荧光探针。
生物巯基化合物特别是小分子的巯基化合物，如半胱氨酸，高半胱氨酸和谷胱甘肽在生命体特别是人体中起着至关重要的作用。半胱氨酸具有如生物催化，金属键合，蛋白合成和代谢等多种重要的生化作用。但是半胱氨酸的缺乏则意味着儿童生长缓慢，皮肤损坏，头发褪色，造血功能衰退，肝损伤和水肿等多种疾病。而高半胱氨酸在人体的含量过高则会导致老年痴呆和心血管疾病。谷胱甘肽作为一种强大的还原剂是人体抗氧化保护作用的主要来源，其含量与人的正常老化和诸如肌萎缩性脊髓侧索硬化症、艾滋病，老年痴呆和帕金森综合症等严重的疾病相关。目前，已有一系列的方法被应用在这几种生物巯基化合物的检测中，包括高效液相色谱，气相色谱，毛细管电泳法以及电化学法等。相较于上述检测手段，荧光检测具有高灵敏性，高选择性，快响应，低成本及无破坏等优点。但由于这三种巯基化合物结构上的高度相似性，使得同时用一种荧光探针将它们分别区分开来成为巨大挑战，迄今尚无先例。而且，目前用于该体系的荧光探针的检测限虽低，但响应范围远远偏离生理范围，临床或实际应用性不强。因此，开发一种高效的对这些结构相似的生物巯基化合物进行特异性的检测和识别的方法，特别是在生理范围内响应的荧光探针体系无论是对理论研究还是临床应用来说都意义重大。发明内容
本发明的目的是提供一种醛基取代的活性噻咯及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是本发明醛基取代的活性噻咯具有如式(I)或式(II)所示的结构
权利要求
1. 一种醛基取代的活性噻咯，其特征在于，具有如式(I)或式(II)所示的结构
2. 一种醛基取代的活性噻咯的制备方法，其特征是，包括如下步骤(1)将金属锂与萘进行反应得到墨绿色的锂萘试剂；(2)将锂萘试剂转移到惰性气体保护下的带有冷凝回流管的反应瓶中，后将二甲基二苯基乙炔基硅烷缓慢滴加至所述反应瓶中于室温下反应1-4小时；(3)在冰浴下将SiCI2-TMEDA加入到所述反应瓶中，于室温反应0.5-2小时后，再加入二三苯基磷二氯化钯和前体回流8-14小时，所述前体的结构如式(III)或式(IV)所示
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征是在步骤(4)中，将步骤(3)所得到的反应体系的温度控制在50°C。
4.一种权利要求1的醛基取代的活性噻咯的应用，其特征是所述噻咯作为多重响应的探针对生物巯基化合物进行检测和识别。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征是所述生物巯基化合物为半胱氨酸、高半胱氨酸、谷胱甘肽或带半胱氨酸残基的蛋白质。
6.一种利用权利要求1的醛基取代的活性噻咯对生物巯基化合物进行检测的介质，其特征是包括缓冲溶液和二甲基亚砜，所述缓冲溶液和二甲基亚砜的体积比为1 0.5 20，所述介质的pH为7. 4-7.6。
7.根据权利要求6所述的介质，其特征是所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲液、N-(2-羟乙基)哌嗪-N’ -2-磺酸缓冲溶液、硼酸盐缓冲液、醋酸缓冲液或巴比妥酸缓冲液。
8.一种利用权利要求1的醛基取代的活性噻咯对生物巯基化合物进行检测的介质，其特征是包括血清和二甲基亚砜，所述血清和二甲基亚砜的体积比为1 0.5 20。
全文摘要
本发明公开了一种醛基取代的活性噻咯及其制备方法和应用。其中，活性噻咯具有如式(I)或式(II)所示的结构将二甲基二苯基乙炔基硅烷缓慢滴加至墨绿色的锂萘试剂中反应，后在冰浴下加入ZnCl2-TMEDA于室温下反应，再加入二三苯基磷二氯化钯和前体进行回流；将所得反应体系的温度控制在35～80℃，加入浓度为1-3M的酸反应得到活性噻咯。本发明所得噻咯具有优异的聚集诱导发光性能和极高的反应活性，且产率显著提高；且噻咯可作为在表观和荧光上多重响应的探针，在生物相容性的介质中可对结构相近的生物巯基化合物表现出可区分的识别和特异性的检测，具有高灵敏度，高选择性和专一性等优点。
文档编号C09K11/06GK102516282SQ20111037072
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月19日 优先权日2011年11月19日
发明者唐本忠, 孙景志, 梅菊, 汪剑, 秦安军, 童嘉琦 申请人:浙江大学