一种水溶性萘酰亚胺类化合物的合成及其用途的制作方法

本发明涉及一种水溶性萘酰亚胺类化合物的合成及其用途。

背景技术：

硫化氢(h2s)、半胱氨酸(cys)同属于细胞内活性含硫物质，在生命体的生理和病理过程中发挥着极其重要的作用。在正常生理浓度水平下，h2s参与调节心肌收缩、血管张力和神经传导等一系列生理过程。然而，细胞内一旦不能维持正常的h2s浓度，便会引起动脉和肺动脉高压、阿尔茨海默氏症、胃粘膜损伤和肝硬化等疾病。同样，cys参与了细胞内生物催化、转录修饰等多种生物化学作用，当细胞内cys缺乏时也会引起很多并发症，如儿童生长缓慢、肝损伤、水肿、皮肤衰老等；而当cys含量过高则会引起老年痴呆症、风湿性关节炎、帕金森综合症等一系列生理疾病。因此，有效检测或监控生物样品或环境样品中的h2s、cys已成为近年来相关领域的研究热点。

传统的检测h2s、cys的方法主要依靠比色法、电化学分析法、金属硫化物沉淀法、高效液相色谱法、质谱鉴定等，这些方法存在选择性差，测定操作复杂，成本较贵，不易普及应用等缺点。荧光检测的方法由于其操作简单、灵敏度高、选择性好等优势引起了广大科学家的关注。然而大多数已报道的荧光探针都无法同时选择性的检测h2s和cys，因此开发一种能够选择性的检测h2s和cys的荧光探针具有重要的意义。

技术实现要素：

发明涉及一种水溶性萘酰亚胺类化合物的合成及其用途。所述水溶性萘酰亚胺类化合物为式i所示化合物。经实验发现，所述水溶性萘酰亚胺类化合物与硫化氢(h2s)反应后333nm处紫外吸收光谱会发生155nm的红移，540nm处荧光会发生显著增强；化合物i与半胱氨酸(cys)反应后333nm处紫外吸收光谱会发生70nm的红移，570nm处荧光会发生显著增强，而其它氨基酸以及含硫化合物均不会造成干扰。因此，本发明所述化合物可作为检测h2s、cys的荧光探针的应用。

本发明的一个目的在于提供一种水溶性萘酰亚胺类化合物，其为式i所述化合物(简记为化合物i，下同)：

化合物i的合成路线如下：

其中，化合物ii、iii、v均为市售化合物。

本发明的另一个目的在于揭示上述水溶性萘酰亚胺类化合物(式i所述化合物)的一种用途，即式i所述化合物作为检测h2s、cys的荧光探针的应用。

附图说明

图1在h2s(125μm)存在条件下，化合物i(5μm)的紫外吸收光谱随时间变化曲线；

图2在h2s(125μm)存在条件下，化合物i(5μm)的荧光发射光谱随时间变化曲线；

图3在cys(125μm)存在条件下，化合物i(5μm)的紫外吸收光谱随时间变化曲线；

图4在cys(125μm)存在条件下，化合物i(5μm)的荧光发射光谱随时间变化曲线；

图5化合物i(5μm)对系列干扰化合物(250μm)的选择性图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

实施例1

在氮气保护下，准确称取哌嗪iii(190mg,2.20mmol)，化合物ii(407mg,1.00mmol)溶解在10ml乙二醇单甲醚中，溶解完毕后加热回流反应3小时。tlc检测反应完全，停止反应，减压蒸馏除去溶剂，并用柱层析分离提纯得到黄色产物(化合物iv)377mg，产率91.5％。¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.48(d,j＝8.0hz,2h),8.40(d,j＝8.0hz,1h),7.82(t,j＝8.0hz,1h),7.36(d,j＝8.0hz,1h),4.22(t,j＝4.0hz,2h),3.65–3.17(m,20h)；¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ164.0,163.5,155.9,132.7,131.2,131.1,129.6,126.6,125.8,122.9,116.3,115.7,72.8,70.1,70.0,67.4,60.6,60.5,52.4,44.9.

实施例2

在氮气保护下，准确称取化合物iv(260mg,0.63mmol)，三乙胺(101mg,1.00mmol)，溶解在10ml二氯甲烷中，再用恒压滴液漏斗向混合液中滴加化合物v(155mg,0.63mmol)的二氯甲烷溶液10ml，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应1小时。tlc检测反应完全，停止反应，减压蒸馏除去溶剂，并用柱层析分离提纯得到黄色产物(化合物i)376mg，产率95％。¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.43(d,j＝8.0hz,1h),8.37(d,j＝8.0hz,1h),8.30(d,j＝8.0hz,1h),8.11(d,j＝8.0hz,1h),7.99(d,j＝8.0hz,1h),7.74(t,j＝8.0hz,1h),7.34(d,j＝8.0hz,1h),4.56(t,j＝4.0hz,1h),4.20(t,j＝4.0hz,2h),3.62(t,j＝4.0hz,2h),3.55-3.30(m,16h),2.83(s,6h)；¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ163.9,163.4,155.3,149.6,146.7,136.8,132.5,131.2,131.1,130.9,129.4,126.7,126.6,125.8,124.6,122.9,116.6,116.2,72.8,70.1,70.0,67.4,60.6,52.5,46.1,39.0；hr-esi-msm/z:[m+na]⁺calcd.for652.1245found652.1236.

将实施例中制备的化合物i应用于h2s、cys的检测，其具体操作方法及结果如下应用实例：

应用实例1

向1cm×1cm×4cm的比色皿中依次加入3mlpbs缓冲溶液，3μl5mm化合物ⅰ的dmso溶液，制备浓度为5μm的化合物ⅰ溶液。向上述溶液中加入125μm的h2s溶液，并测定其紫外吸收光谱和荧光发射光谱随时间变化曲线(图1、图2)。从图1可以看出，随着时间的推移，333nm处的紫外吸收峰逐渐减弱，同时，488nm处紫外吸收峰的增强，在380nm处出现等吸收点。从图2可以看出，随着时间的推移，540nm处的荧光发射峰会逐渐增强，10分钟即可达到最大值。结果表明h2s能够使化合物i的紫外光谱发生大范围的红移，同时荧光增强，响应速度较快。

应用实例2

向1cm×1cm×4cm的比色皿中依次加入3mlpbs缓冲溶液，3μl5mm化合物ⅰ的dmso溶液，制备浓度为5μm的化合物ⅰ溶液。向上述溶液中加入125μm的cys溶液，并测定其紫外吸收光谱和荧光发射光谱随时间变化曲线(图3、图4)。从图3可以看出，随着时间的推移，333nm处的紫外吸收峰逐渐减弱，同时，400nm处紫外吸收峰的增强，在358nm处出现等吸收点；随后400nm处紫外吸收峰又会红移至410nm。从图4可以看出，随着时间的推移，荧光发射峰会逐渐增强并伴随着光谱的红移，过程需50分钟达到最大值。应用实例3

分别向浓度为5μm的化合物ⅰ溶液中加入250μm的天冬氨酸(asp)、甲硫氨酸(met)、色氨酸(trp)、组氨酸(his)、苏氨酸(thr)、甘氨酸(gly)、亮氨酸(leu)、丙氨酸(ala)、脯氨酸(pro)、精氨酸(arg)、丝氨酸(ser)、苯丙氨酸(phe)、抗环血酸(vc)、cys、h2s、hcy、gsh、h2o2、hclo、no2^-、no3^2-、s2o3^2-、s^2-、so4^2-、oac^-、na⁺、k⁺、ca²⁺、cu²⁺、fe³⁺、fe²⁺、zn²⁺，并测定其荧光光谱曲线。图5所示为上述氨基酸、活性小分子及常见阴阳离子的选择性柱状图(从左往右：1代表空白化合物i，2-32依次代表上述系列干扰物质)，化合物i与cys响应特别强烈，发射峰值为572nm，50min反应达到终点；化合物i与h2s响应最为快速，发射峰值为540nm，10min反应即达到终点；hcy、gsh会引起535nm处较弱的荧光变化，但反应完全需50min；其他物质均不产生干扰，说明化合物i能用于选择性的检测cys和h2s。