一类新型含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物及其制备方法和用途

本发明涉及荧光化合物，具体涉及一类新型含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物及其制备方法和用途。

背景技术：

1、在化学生物学研究和医学诊断中，荧光技术受到的关注日益增多。生物荧光成像由于其高灵敏度、实施简单、实时检测以及与生物样品的良好兼容性，已成为监测和跟踪生物系统中目标的最新颖和最强大的技术之一。各种荧光分子已被用作金属离子、酶、生物器官/组织等的选择性生物成像工具。尽管有以上提及的优点，但将荧光技术用于特定应用的可行性往往可受到适当荧光分子的可利用性的限制。

2、苯并咪唑部分是一种多功能杂环单位，具有从材料科学到药物化学的多种应用潜力。由于其结构与天然核苷酸相似，苯并咪唑衍生物经常被用作制造生物活性有机化合物的多功能单元。此外，它们还被用作杂芳香支架，用于分子探针的传感和生物成像。苯并咪唑环的两性性质为设计能够检测各种金属离子、阴离子、硝基芳烃和中性有机分子的新型荧光结构奠定了基础。水杨酸是一种在自然界中发现的生物活性化合物，作为药物和药理治疗的基础支架具有很大的前景。多年来，人们探索了各种合理的设计策略和方法来利用它的潜力。一些含有水杨酸的荧光探针已被开发用于检测过渡金属离子，如fe2+，co2+，zn2+，cu2+。此外，新型水杨酸螺硼酸酯配合物作为生物染料或传感器在生物可视化中具有潜在的应用前景，可用于内质网(er)和高尔基复合体的生物成像。但现有的苯并咪唑类荧光化合物以及水杨酸类荧光化合物存在荧光强度不够，不能很好的选择性检测fe3+，影响了在生物成像领域中的运用。

3、因此开发快速追踪复杂生物系统中目标物的生物成像有效方法，对推进相关疾病的诊治一体化具有重要意义。本发明把苯并咪唑结构和水杨酸结构进行串联，构建了新型水杨酸基苯并咪唑荧光化合物的新骨架，从而增强了荧光强度，得到具有更好荧光性能，并能够检测金属离子fe3+，在生物成像技术领域有所应用的化合物。

技术实现思路

1、本发明提供一类新型的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物并将其应用于荧光探针检测金属离子fe3+、及生物成像技术的开发。

2、本发明主要通过以下技术方案解决上述技术问题。

3、[化合物]

4、一类通式(i)所示结构含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于：

5、

6、其中，r1独立地选自取代芳环基；取代基选自：c1-4烷基、c1-4烷氧基、羟基、-nr3r4、萘环、咔唑环；r2分别独立地选自：酯基-coor5、羧基-cooh；r3、r4选自h、c1-4烷基、苯基；r5选自c1-4烷基。

7、在本发明的一种实施方式中，芳环基包括苯环、萘环、咔唑环。

8、优选地，

9、在本发明的一种实施方式中，r1具体可选自：

10、

11、在本发明的一种实施方式中，r2具体可选自：-cooh、-coome。

12、在本发明的一种实施方式中，最优选地，含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物的具体结构为：

13、

14、

15、

16、在本发明的一种实施方式中，药学上可接受的盐包括无机盐或有机盐；其中，无机盐包括盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、磷酸盐、酸式磷酸盐；所述有机盐选自甲酸盐、乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、丙酮酸盐、羟乙酸盐、乙二酸盐、丙二酸盐、丁二酸盐、戊二酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、水杨酸盐、对甲苯磺酸盐、抗坏血酸盐。

17、[合成方法]

18、本发明还提供了制备上述含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物的方法，

19、

20、具体包括以下步骤：

21、将1、取代醛、na2s2o5的混合物溶于dmf中，在105℃下搅拌2h。tlc监测反应完成后，将反应溶液倒入50ml冰水中，搅拌沉淀大量固体，静置后取出过滤。滤饼经真空干燥得到粗产物2，无需进一步提纯。

22、将2和3溶于在二氧六环/水(10:1,v/v)的溶液中，加入碳酸钾和pd(dppf)cl2，在80℃下，n2保护下加热2小时。然后将反应冷却到室温，倒入水中，用乙酸乙酯提取。有机层在mgso4上干燥，过滤浓缩，得到粗产品。用柱层析法对粗原料进行纯化，得到4。

23、将lioh·h2o加入化合物4的thf/h2o溶液中。在50℃下搅拌反应3h，去除thf后，用乙酸乙酯洗涤水层，用hcl(1m)酸化至ph＝2，过滤干燥得到化合物5。

24、[用途]

25、本发明还提供了上述含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐在荧光探针制备领域中的应用。

26、本发明还提供了上述含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐在制备生物成像试剂中的应用。

27、本发明还提供了上述含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐在检测金属离子fe3+中的应用。

28、本发明还提供了一种选择性定量检测fe3+的方法，是将上述含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐作为荧光探针，加入到一系列已知浓度的fe3+溶液中，相应测得荧光光谱，以fe3+浓度与荧光强度进行线性关联，得到定量检测模型。

29、在本发明的一种实施方式中，fe3+溶液的浓度范围为0-20μm。

30、在本发明的一种实施方式中，定量检测模型为y＝-124595.526x+2561167.8，校正相关系数为r2＝0.9232。

31、有益效果：

32、本发明含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物具有良好的荧光功能，最大激发波长范围是310-360nm，最大发射波长范围是400-545nm。本发明合成的荧光化合物含有活性基团水杨酸结构，可在生物领域具有一定的应用。

33、同时，本发明含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物能够定量选择性检测fe3+，定量范围为0-20μm，检测限为0.44μm(按3σ/k计算)。

34、另外，细胞毒实验表明，细胞存活率高，基本上没有表现出细胞毒性，可以在细胞成像领域提供新的技术手段，对肿瘤等恶性疾病的诊断和治疗具有重要意义。

技术特征：

1.一类通式(i)所示结构的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，芳环基包括苯环、萘环、咔唑环。

3.根据权利要求1所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，r1选自：

4.根据权利要求1所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，r2具体可选自：cooh、coome。

5.根据权利要求1-4任一项所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，药学上可接受的盐包括无机盐或有机盐；其中，无机盐包括盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、高氯酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、磷酸盐、酸式磷酸盐；所述有机盐选自甲酸盐、乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、丙酮酸盐、羟乙酸盐、乙二酸盐、丙二酸盐、丁二酸盐、戊二酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、水杨酸盐、对甲苯磺酸盐、抗坏血酸盐。

6.权利要求1-5任一项所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐物在荧光探针制备领域中的应用。

7.权利要求1-5任一项所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐在制备生物成像试剂中的应用。

8.权利要求1-5任一项所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐在检测金属离子fe3+中的应用。

9.一种选择性定量检测fe3+的方法，其特征在于，是将权利要求1-5任一项所述的含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其药学上可接受的盐作为荧光探针，加入到一系列已知浓度的fe3+溶液中，相应测得荧光光谱，以fe3+浓度与荧光强度进行线性关联，得到定量检测模型。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，fe3+溶液的浓度范围为0-20μm。

技术总结
本发明公开了一类新型含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物及其制备方法和用途，属于荧光化合物技术领域。本发明提供通式(I)所示结构的一类新型含有水杨酸基的苯并咪唑荧光化合物或其，具有低毒性，发射波长较长，在生物成像领域具有重要意义。

技术研发人员：王文龙,朱隽威,闫薛,张纯
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6