一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物及其制備方法和在環境檢測中的應用技術

本發明專利技術公開了一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物及其制備方法和在環境檢測中的應用，屬于藥物中間體及熒光探針分子的合成技術領域。本發明專利技術的技術方案要點為：

Anthraquinone saccharide conjugate with ring structure, preparation method and application thereof in environmental detection

The invention discloses an anthraquinone sugar conjugate with an annular structure, a preparation method thereof and the application in environmental detection, belonging to the technical field of the synthesis of a drug intermediate and a fluorescent probe molecule. The technical proposal of the invention is as follows:

【技術實現步驟摘要】
一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物及其制備方法和在環境檢測中的應用
本專利技術屬于藥物中間體及熒光探針分子的合成
，具體涉及一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物及其制備方法和在環境檢測中的應用。
技術介紹
金屬離子與生命科學、環境科學、醫學等領域有著密不可分的聯系，對其進行識別和檢測是化學、生物學、臨床生物學及環境學眾多研究領域的熱點課題。其中熒光檢測法具有方法簡便、靈敏度和選擇性高并可以實現實時、在線檢測等優點。因此，在主體分子上修飾熒光團以構建超分子熒光探針用于識別金屬離子的研究頗受重視。蒽醌類化合物是大環共軛體系，具有平面結構，具有熒光發射波長適中、光穩定性好和發光效率高等特點，更主要的是其熒光和紫外吸收波長均出現在可見光區。由于可以絡合金屬離子，氨基和羥基取代的蒽醌衍生物也被廣泛應用于分析化學中作為發色團。從羥基終端導出的蒽醌衍生物與金屬離子作用轉化為復雜的化合物作為螯合劑已獲得廣泛的化學應用。1,2,3-三氮唑類化合物是一類具有重要生物活性的五元氮雜環化合物，是酰胺鍵的電子等排物，在代謝轉化、氧化還原、酸堿以及高溫等條件下都比1,2,4-三氮唑類化合物具有更高的穩定性。近年來Cu(I)催化的疊氮化物和末端炔之間Huisgen1,3-環加成反應以產生1,4-二取代的1,2,3-三氮唑類化合物吸引在合成有機化學、聚合物科學、材料科學、生物和肽備受矚目。基于1,2,3-三氮唑類化合物的潛在藥物包括抗癌物CAI和已知的核苷衍生物TSAO都是非核苷逆轉錄酶抑制劑，這些化合物都在或已經在臨床試驗中。1,2,3-三氮唑類化合物作為金屬離子結合的潛在配體逐漸引起人們注意。通過查閱文獻發現三氮唑基光學探針通常具有某種陽離子的高選擇性，同時與離子的結合較為牢固。但這類探針的溶解性較差，通常需要在有機溶劑中進行檢測。糖類化合物因為其自身結構具有羥基、氧原子以及手性等特點，同時由于糖類分子的低毒性、生物相容度高以及在水中的良好溶解度，因此關于糖基化學焚光傳感器的研究漸漸成為熱點。而糖基化學探針由于其良好水溶性和優異的生物相容度，也必將在細胞標記和生物成像領域具有潛在的應用。目前，利用糖類分子作為核心骨架構建的化學探針，已經有大量的連接不同光學報告團的糖基化學探針被應用于檢測各種金屬離子、陰離子或者小分子。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題是提供了一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物及其制備方法，該方法利用蒽醌、三氮唑的金屬配合性及糖類化合物的水溶性，設計了一系列含三氮唑硫橋環狀結構的蒽醌類化合物，并對其進行熒光活性測試，結果顯示能夠較好地應用于環境中重金屬離子的檢測。本專利技術為解決上述技術問題采用如下技術方案，一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物，其特征在于具有如下結構：其中n為1-4之間的一個整數。本專利技術所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)單糖在堿的作用下與醋酸酐反應得到全乙酰單糖化合物一，其中單糖為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、乙酰氨基葡萄糖、乙酰氨基半乳糖或2-脫氧葡萄糖，堿為醋酸鈉、甲醇鈉或吡啶；(2)全乙酰單糖化合物一在酸的作用下與1-溴-6-己醇反應得到化合物二，其中酸為鹽酸氣、三氟化硼乙醚溶液、對甲苯磺酸、乙酸、二溴化鋅、二氧化硅或硫酸銅；(3)化合物二與疊氮化鈉反應得到化合物三；(4)化合物三在堿的作用下脫乙酰基保護并在堿性條件下與對甲苯磺酰氯反應得到化合物四，其中堿為甲醇鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀；(5)化合物四與硫代乙酸鉀反應得到化合物五；(6)蒽醌與溴丙炔反應得到化合物六；(7)化合物五與化合物六在抗壞血酸鈉鹽和銅鹽的作用下反應得到化合物七，其中銅鹽為五水硫酸銅、碘化亞銅或氯化亞銅；(8)化合物七經脫保護得到目標產物具有環狀結構的蒽醌糖綴合物。本專利技術所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖的合成，將無水葡萄糖在醋酸鈉的作用下與醋酸酐于140℃加熱回流反應得到1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖；(2)2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖與分子篩在氮氣保護下加入二氯甲烷，再加入1-溴-6-己醇在冰浴、氮氣保護下加入三氟化硼乙醚反應得到2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(3)2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷溶于N,N-二甲基甲酰胺中與疊氮化鈉于60℃反應得到2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(4)2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-O-對甲苯磺酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷溶于甲醇中，通過甲醇鈉調節pH為8-9，反應完全后加入酸性樹脂調節pH為7，過濾干燥后的油狀物溶于吡啶，并在冰浴條件下加入對甲苯磺酰氯的吡啶溶液，再加入4-二甲氨基吡啶反應得到2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-O-對甲苯磺酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(5)2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-硫乙酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-O-對甲苯磺酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷溶于丙酮中與硫代乙酸鉀和四丁基碘化銨于65℃反應得到2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-硫乙酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(6)1,8-二-O-炔丙基-蒽醌的合成，將1,8-二羥基蒽醌溶于N,N-二甲基甲酰胺與碳酸鉀和3-溴-1丙炔于室溫反應得到1,8-二-O-炔丙基-蒽醌；(7)帶有保護基的蒽醌糖綴合物的合成，將2,3,4-三-O-苯甲酰基-6-硫乙酰基(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷與1,8-二-O-炔丙基-蒽醌溶在抗壞血酸鈉鹽和五水硫酸銅的作用下于55℃避光條件下反應得到帶有保護基的蒽醌糖綴合物；(8)具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的合成，將帶有保護基的蒽醌糖綴合物經脫保護得到目標產物具有環狀結構的蒽醌糖綴合物，其中保護基為乙酰基、苯甲酰基或芐基，脫乙酰基或苯甲酰基的條件為在甲醇鈉、碳酸鉀、三乙胺或氫氧化鈉的作用下，脫芐基的條件為在氫氣/鈀碳或氫氣/氫氧化鈀的作用下。本專利技術所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的制備方法，其特征在于合成過程中的反應方程式為：其中R3為Ac、Bz或Bn。本專利技術所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物在環境檢測中的應用，該具有環狀結構的蒽醌糖綴合物作為熒光探針用于在中性DMF-H2O體系中實現對Cr3+的定量檢測。本專利技術與現有技術相比具有以下有益效果：本專利技術操作簡便，反應條件溫和，所用試劑均為工業常用試劑，適合大量工業化制備；合成路線簡潔，通過更改一些單糖即可發散式獲得大量的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物，并對其進行熒光活性測試，結果顯示該具有環狀結構的蒽醌糖綴合物能夠較好地應用于環境中重金屬離子的檢測。具體實施方式以下通過實施例對本專利技術的上述內容做進一步詳細說本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物，其特征在于具有如下結構：

【技術特征摘要】
1.一類具有環狀結構的蒽醌糖綴合物，其特征在于具有如下結構：其中n為1-4之間的一個整數。2.一種權利要求1所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)單糖在堿的作用下與醋酸酐反應得到全乙酰單糖化合物一，其中單糖為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、乙酰氨基葡萄糖、乙酰氨基半乳糖或2-脫氧葡萄糖，堿為醋酸鈉、甲醇鈉或吡啶；(2)全乙酰單糖化合物一在酸的作用下與1-溴-6-己醇反應得到化合物二，其中酸為鹽酸氣、三氟化硼乙醚溶液、對甲苯磺酸、乙酸、二溴化鋅、二氧化硅或硫酸銅；(3)化合物二與疊氮化鈉反應得到化合物三；(4)化合物三在堿的作用下脫乙酰基保護并在堿性條件下與對甲苯磺酰氯反應得到化合物四，其中堿為甲醇鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀；(5)化合物四與硫代乙酸鉀反應得到化合物五；(6)蒽醌與溴丙炔反應得到化合物六；(7)化合物五與化合物六在抗壞血酸鈉鹽和銅鹽的作用下反應得到化合物七，其中銅鹽為五水硫酸銅、碘化亞銅或氯化亞銅；(8)化合物七經脫保護得到目標產物具有環狀結構的蒽醌糖綴合物。3.根據權利要求2所述的具有環狀結構的蒽醌糖綴合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖的合成，將無水葡萄糖在醋酸鈉的作用下與醋酸酐于140℃加熱回流反應得到1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖；(2)2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將1,2,3,4,6-五-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖與分子篩在氮氣保護下加入二氯甲烷，再加入1-溴-6-己醇在冰浴、氮氣保護下加入三氟化硼乙醚反應得到2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(3)2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷的合成，將2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-溴己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷溶于N,N-二甲基甲酰胺中與疊氮化鈉于60℃反應得到2,3,4,6-四-O-乙酰基-(6-疊氮己基)-β-D-吡喃葡萄糖苷；(4)2,3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：畢晶晶，李琳琳，張貴生，時蕾，劉青鋒，趙增輝，
申請(專利權)人：河南師范大學，
類型：發明
國別省市：河南,41