一种合成蒽类荧光染料的方法与流程

本发明涉及一种适用于细胞蛋白染色和基因测序的，近红外波段的，一种合成蒽类荧光染料的方法，属于生物化学类荧光染料合成领域。尤其适用于碳杂蒽类化合物放大生产应用。

背景技术：

1、蒽类荧光染料属于一类含有杂蒽环的类荧光素。该类荧光染料与荧光素类染料相比波长发生红移，具有长波长、荧光可切换、大摩尔吸收系数及高量子产率等特点。这类化合物尤其适合应用在基因测序方面。申请人之前的专利cn201510155218.9中也公开了蒽类化合物有关合成方法。但是已有报道的相关的合成路线步骤繁多，总收率相对比较低，反应后处理难度大，一次制备染料的质量有限，合成种类单一等；为了能够扩大染料的应用，降低染料的生产成本，对已有的合成路线进行了重新的设计，优化了合成过程中的关键步骤，从而能够实现蒽类染料的规模化生产。

技术实现思路

1、本发明提供一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包含以下步骤，

2、1)化合物a与化合物b发生反应，生成二苯甲醇衍生物，即第一中间产物；

3、化合物a具备以下结构：

4、

5、其中，r1选自c1-c6的烷基、硅基、取代的硅基、烯丙基、取代的烯丙基、苄基、烷氧甲基、烷巯基甲基、三苯甲基中的一种；

6、r1/选自c1-c6的烷基，氘，氚,氟；

7、其中，x为卤素原子；

8、所述化合物b具备以下结构：

9、

10、其中r2选自c1-c6的烷基、硅基、取代的硅基、烯丙基、取代的烯丙基、苄基、烷氧甲基、烷巯基甲基、三苯甲基中的一种；

11、r2/选自c1-c6的烷基，氘，氚,氟；

12、其中r3选自mgcl、mgbr，或者li中的一种；

13、2)将第一中间产物的伯醇氧化为酮羰基，氧化后可以得到二苯甲酮衍生物，即第二中间产物d；

14、3)将第二中间产物d与烷基化试剂进行反应生成二苯基二烷基甲烷衍生物，即第三中间产物e；

15、其中所述烷基化试剂中的烷基指的是，甲基、乙基、丙基、丁基、苄基、烯丙基、聚乙二醇基中的一种；

16、4)将第三中间产物e上的卤代基团，转化为羧基或者酯基，即第四中间产物f；

17、5)将第四中间产物f在酸性条件下发生傅克反应生成蒽类衍生物，即第五中间产物g；

18、6)将第五中间产物g先脱除保护基团转化为易于离去的保护基再与格氏试剂反应发生亲核加成，然后在酸性条件下脱去羟基保护基，分子内双键重排生成蒽类荧光染料；其中，所述的格式试剂指的是由卤代烃与镁或锂结合的格式试剂；所述的卤代烃中的烃基选自c1-c6的烷基、芳基、取代的芳基，烯丙基，取代的烯丙基，苄基等；所述的卤代烃中的卤素选自氯、溴、碘。

19、根据优选的实施方式，所述步骤1)中，所述其中，r1选自c1-c6的烷基，硅基，取代的硅基，烯丙基，取代的烯丙基，苄基，烷氧甲基，烷巯基甲基，三苯甲基等酚羟基保护基，在后期可以通过化学反应脱除；其中r2为烷基，硅基，取代的硅基，烯丙基，取代的烯丙基，苄基，烷氧甲基，烷巯基甲基，三苯甲基等酚羟基保护基，前期保护羟基防止羟基影响反应进行，而后期可以通过化学反应脱除进行修饰；其中r3为mgcl,mgbr,或者li可以与醛基进行亲核加成。其中，x为卤素原子氯原子、溴原子、碘原子中的一种；

20、根据优选的实施方式，所述步骤1)中，r1/选自c1-c6的烷基，氘，氚,氟；r2/选自c1-c6的烷基，氘，氚,氟；

21、根据优选的实施方式，所述步骤2)中，所述伯醇氧化为酮羰基的氧化剂选自氯铬酸吡啶盐(pcc)、三氧化铬醋酸、臭氧、双乙酰氧基碘化苯(baib)、邻碘酰基苯甲酸(ibx)、dess martin氧化剂或swern氧化剂等。优选的氧化剂为氯铬酸吡啶盐(pcc)。

22、根据优选的实施方式，所述步骤3)中，所述其中所述烷基化试剂中的烷基指的是，甲基、乙基，丙基或丁基，苄基，烯丙基，聚乙二醇基等；优先选用二甲基锌。

23、根据优选的实施方式，所述步骤4)中，所述第三中间产物上的卤代基团为溴原子，将第三中间产物与锂试剂反应转化为锂格氏试剂，或者将第三中间产物与镁试剂反应转化为镁格氏试剂，格氏试剂与二氧化碳反应生成二烷基二苯基甲烷羧酸衍生物。

24、根据优选的实施方式，所述步骤4)中，将第三中间产物e上的卤代基团，转化为羧基或酯基，利用插羰反应进行。

25、根据优选的实施方式，所述的插羰反应，指的是芳基卤化物先和pd(0)发生氧化加成反应生成芳基或烯基钯配合物，然后co插入到钯--碳键之间，还原消除，最后在醇或水试剂的亲和进攻下就形成了相应的酯或羧酸。

26、根据优选的实施方式，所述步骤5)中，将第四中间产物在酸的催化下发生傅克反应生成蒽类衍生物，即第五中间产物，指的是将第四中间产物加酸催化剂，脱除一分子水发生傅克反应生成蒽类衍生物。

27、根据优选的实施方式，所述步骤5)中的酸催化剂选自多聚磷酸ppa,7o％硫酸水溶液、溴化氢、三溴化硼中的一种。

28、根据优选的实施方式，所述步骤5)中的酸催化剂为多聚磷酸。

29、根据优选的实施方式，所述步骤6)中，将第五中间产物g先脱除保护基团转化为易于离去的保护基；其中脱除保护基的试剂指的是氯化氢甲醇溶液，三溴化硼溶液，溴化氢甲醇溶液中的一种。优选的，选用三溴化硼溶液。

30、根据优选的实施方式，所述步骤6)中，所述的第五中间产物g先脱除保护基团转化为易于离去的保护基再与格氏试剂反应，其中所述的格式试剂指的是卤代烃与镁或锂结合的格式试剂，指的是卤代烃与正丁基锂做成的锂格氏试剂；或者与镁做成镁格氏试剂。

31、本发明公开了一种蒽类荧光染料的合成新路线，具备以下的优点：(1)新路线所用原料经济易得，市场有售。(2)中间体的制备简单，反应时间短，产率高。(3)避免以往苛刻低温条件及柱层析纯化及大量试剂消耗。(4)合成操作更加简便易行。

32、本发明公开了一种蒽类荧光染料的合成新路线，与以前合成路线相比具备以下的优点：(1)反应路线缩短，合成步骤减少提高了合成效率(2)很多制备的中间体可以直接用于下一步反应。(3)反应条件的优化减少了中间体提纯消耗大量时间及试剂，对环境友好。(4)多步反应操作可以用商用试剂反应操作，不用在进行干燥处理或购买超干试剂。

技术特征：

1.一种合成蒽类荧光染料的方法，其特征在于包含以下步骤，

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述伯醇氧化为酮羰基的氧化剂选自氯铬酸吡啶盐(pcc)、三氧化铬醋酸、臭氧、双乙酰氧基碘化苯(baib)、邻碘酰基苯甲酸(ibx)、dess martin氧化剂或swern氧化剂；优选的氧化剂为氯铬酸吡啶盐(pcc)。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述第三中间产物上的卤代基团为溴原子，将第三中间产物与锂试剂反应转化为锂格氏试剂，或者将第三中间产物与镁试剂反应转化为镁格氏试剂，格氏试剂与二氧化碳反应生成二烷基二苯基甲烷羧酸衍生物。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤4)中，将第三中间产物e上的卤代基团，转化为羧基或者酯基，利用插羰反应进行。

5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述的插羰反应，指的是芳基卤化物先和pd(0)发生氧化加成反应生成芳基或烯基钯配合物，然后co插入到钯-碳键之间，还原消除，最后在醇或水试剂的亲和进攻下就形成了相应的酯或羧酸。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤5)中，将第四中间产物f在酸性条件下发生傅克反应生成蒽类衍生物，即第五中间产物g，指的是将第四中间产物加酸催化剂，脱除一分子水发生傅克反应生成蒽类衍生物。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述步骤5)中的酸催化剂选自多聚磷酸ppa,7o％硫酸水溶液、溴化氢、三溴化硼中的一种。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤6)中，将第五中间产物g先脱除保护基团转化为易于离去的保护基；其中脱除保护基的反应液指的是氯化氢甲醇溶液，三溴化硼溶液，溴化氢甲醇溶液中的一种；优选的，选用三溴化硼溶液。

9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的第五中间产物g先脱除保护基团转化为易于离去的保护基再与格氏试剂反应，其中所述的格式试剂指的是卤代烃与镁或锂结合的格式试剂，指的是卤代烃与正丁基锂做成锂格氏试剂；或者与镁做成镁格氏试剂。

技术总结
本发明提供一种合成蒽类荧光染料的方法，通过本发明方法可以实现碳杂蒽类荧光染料的放大生产。本发明提供的合成方法第一步通过醛基与格氏试剂发生亲核加成反应生成仲醇，第二步通过氧化剂将仲醇氧化为酮羰基，第三步利用烷基化试剂在酮羰基上引入烷基，第四步将芳基上的卤素取代基转化为羧基或酯基，第五步在Lewis酸催化下进行分子内的Friedel‑Crafts酰基化反应生成蒽酮类化合物衍生物，最后蒽酮类化合物衍生物与格氏试剂进行亲和加成反应生成碳杂蒽荧光染料。

技术研发人员：张甲强,朱建发,段海峰
受保护的技术使用者：岱纳科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12