一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体及其制备方法和应用

本发明涉及生物检测，尤其涉及一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体及其制备方法和应用。

背景技术：

1、纤维化是许多慢性疾病的共同特征，对全世界的发病率和死亡率有重大影响，据估计其占工业化世界所有死亡人数的45％。提高纤维化检测方法的效率对于帮助解决纤维化缺乏治疗手段这个问题至关重要，因为这些方法在推进早期疾病检测和加速药物发现方面发挥着双重作用。

2、迄今为止，已经确定了许多分子成像纤维化和纤维发生的靶点。值得注意的是，氧化的胶原蛋白中，其中赖氨酸残基由细胞外基质(ecm)中的赖氨酰氧化酶(lox)催化被氧化成赖氨醛(allysine)，是活跃纤维发生的普遍特征。在正常情况下，健康、成熟的哺乳动物体内组织水平上lox和allysine含量较低，然而在肺和肝纤维化等病理过程中，allysine浓度可达数百微摩尔。

3、现如今已开发出几种针对allysine的分子成像探针用于检测和分析动物模型中的纤维化进展，以及监测治疗反应。然而，报道的靶向allysine的探针主要与放射性成像方式(如mri、pet和spect)相关，很少有荧光探针被设计用于成像allysine，这种差异值得被关注。与放射性方式不同，荧光成像是非放射性的，提供了一种更安全的替代方案。它具有高灵敏度和特异性、多重功能和高空间分辨率，使其成为生物医学研究和临床诊断中广泛采用的多功能技术。一般的荧光常亮探针无法区分allysine和背景信号，设计用于allysine成像的荧光探针的挑战在于如何让探针具有较高的信噪比和成像对比度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体及其制备方法和应用。本发明提供的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体能与allysine靶点特异性结合，且具有较高的信噪比和成像对比度。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体，所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物具有如下结构：

4、

5、式i-1、式i-2或式i-3中，n的取值独立地为3、5或7。

6、优选地，所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物的互变异构体具有如下结构：

7、

8、式ii-1、式ii-2或式ii-3中，n的取值独立地为3、5或7。

9、本发明还提供了上述技术方案所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体的制备方法，包括以下步骤：

10、4-二乙氨基酮酸和环己酮在浓硫酸和高氯酸的条件下，进行增环反应，得到具有式1所示结构的第一中间体；

11、

12、所述第一中间体在三氯氧磷的条件下进行vilsmeier-haack反应，得到具有式2所示结构的第二中间体；

13、

14、所述第二中间体和1,2,3,3-四甲基-3h-吲哚鎓碘化物在哌啶的条件下进行亲核取代反应，得到具有式3所示结构的荧光团nir-cooh；

15、

16、4-磺酰胺苯甲酸甲酯和4-氨基苯甲酸甲酯中的一种和所述荧光团nir-cooh在4-二甲氨基吡啶和edci·hcl的条件下，经第一缩合反应和甲酯水解反应，得到中间体化合物1和中间体化合物2：

17、所述中间化合物1具有式4所示结构；

18、

19、所述中间化合物2具有式5所示结构：

20、

21、fmoc-nh-(ch2)n-cooh和肼基甲酸叔丁酯在edci·hcl的条件下，经第二缩合反应和脱除9-芴甲氧羰基，得到式6所示的侧链中间体化合物；

22、

23、所述荧光团nir-cooh、中间体化合物1和中间体化合物2中的一种和所述侧链中间体化合物在edci·hcl的条件下，经第三缩合反应和脱除叔丁氧羰基，得到所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体。

24、优选地，所述亲核取代反应的温度为常温，时间为10～12h。

25、优选地，所述第一缩合反应的温度为50～70℃，时间为12～14h；

26、所述甲酯水解反应的反应溶剂为四氢呋喃，所述甲酯水解反应的碱为氢氧化锂溶液，所述氢氧化锂溶液的浓度为1mol/l，所述氢氧化锂溶液和四氢呋喃的体积比为1：1，所述甲酯水解反应的温度为常温，时间为10h。

27、优选地，所述第二缩合反应的反应溶剂为无水二氯甲烷，所述第二缩合反应的温度为常温，时间为6～10h；

28、所述脱除9-芴甲氧羰基的溶剂为二氯甲烷，所述脱除9-芴甲氧羰基的碱为二乙胺；所述二乙胺在脱除9-芴甲氧羰基体系中的体积分数为20～30％，所述脱除9-芴甲氧羰基的温度为常温，时间为8h。

29、优选地，所述第三缩合反应的温度为常温，时间为8～10h；

30、所述脱除叔丁氧羰基的溶剂为二氯甲烷，所述脱除叔丁氧羰基的酸为盐酸，所述盐酸的浓度为2mol/l；所述盐酸和二氯甲烷的体积比为2:1；所述脱除叔丁氧羰基的温度为常温，时间为8h。

31、本发明还提供了上述技术方案所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体或上述技术方案所述的制备方法制得的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体在蛋白质检测中的应用，所述蛋白质含有醛基和/或酮羰基。

32、本发明还提供了上述技术方案所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体或上述技术方案所述的制备方法制得的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体在非疾病的诊断与治疗目的纤维化胶原蛋白检测中的应用。

33、本发明提供了一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体，所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物具有如下结构：

34、

35、式i-1、式i-2或式i-3中，n的取值独立地为3、5或7。

36、

37、本发明通过r来调控螺环处酰胺的电子云密度，式i-1系列引入了脂肪胺，式i-2系列引入了苯磺酰胺，式i-3系列引入了苯胺。另外，通过设计不同的链长来探究疏水性对探针成像对比度的影响。本发明所述探针设计机制新颖，与氧化的胶原蛋白结合后能释放荧光，是靶向allysine的可在动物和组织水平上检测纤维化的小分子荧光探针，具有高成像对比度，在纤维化药物筛选应用中也具有较大的潜力。

38、实施例的数据表明：本发明提供的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体不仅能够明显区分正常肝/肺和纤维化肝/肺，还能有效区分nash高脂高胆固醇加四氯化碳诱导的小鼠模型的模型组和oca药物治疗组。从结果中我们可以看到，模型组的荧光强度明显高于oca治疗组，以上结果说明含酰肼的罗丹明-花菁类化合物在纤维化治疗药物药效筛选的应用中具有广阔前景。

技术特征：

1.一种含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体，其特征在于，所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物具有如下结构：

2.根据权利要求1所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体，其特征在于，所述含酰肼的罗丹明-花菁类化合物的互变异构体具有如下结构：

3.权利要求1～2任一项所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述亲核取代反应的温度为常温，时间为10～12h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一缩合反应的温度为50～70℃，时间为12～14h；

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第二缩合反应的反应溶剂为无水二氯甲烷，所述第二缩合反应的温度为常温，时间为6～10h；

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第三缩合反应的温度为常温，时间为8～10h；

8.权利要求1～2任一项所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体或权利要求3～7任一项所述的制备方法制得的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体在蛋白质检测中的应用，所述蛋白质含有醛基和/或酮羰基。

9.权利要求1～2任一项所述的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体或权利要求3～7任一项所述的制备方法制得的含酰肼的罗丹明-花菁类化合物及其互变异构体在非疾病的诊断与治疗目的纤维化胶原蛋白检测中的应用。

技术总结本发明属于生物检测技术领域，提供了一种含酰肼的罗丹明‑花菁类化合物及其互变异构体及其制备方法和应用。本发明提供的含酰肼的罗丹明‑花菁类化合物及其互变异构体，所述含酰肼的罗丹明‑花菁类化合物具有如下结构。本发明通过R来调控螺环处酰胺的电子云密度，1系列引入了脂肪胺，2系列引入了苯磺酰胺，3系列引入了苯胺。另外，通过设计不同的链长来探究疏水性对探针成像对比度的影响。本发明所述探针设计机制新颖，与氧化的胶原蛋白结合后能释放荧光，是靶向allysine的可在动物和组织水平上检测纤维化的小分子荧光探针，具有高成像对比度，在纤维化药物筛选应用中也具有较大的潜力。技术研发人员：李新,范骁辉,庄忆莲受保护的技术使用者：浙江大学长三角智慧绿洲创新中心技术研发日：技术公布日：2024/6/18