專利名稱：六胺型聚乙二醇衍生物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及六胺型聚乙二醇衍生物，及這些衍生物的制備方法和它們作為 水溶性不對稱菁染料液相合成過程中支載體的用途。
背景技術(shù)：
聚乙二醇(PEG)是一性能優(yōu)異的高分子材料，它在二氯甲垸、乙酸乙酯等 溶劑中可溶，而在乙醚、異丙醚等溶劑中不溶，這種性能使它在許多反應(yīng)中作 為反應(yīng)物的支載體，使反應(yīng)可在均相條件下進(jìn)行，而向反應(yīng)體系中加入乙醚等 有機(jī)溶劑之后，可使聚乙二醇支載體沉淀出來，通過簡單地過濾與洗滌便可實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)物的有效分離與純化。
菁染料(簡稱Cy)是一類重要的性能優(yōu)異的光學(xué)材料，這類化合物具有摩爾 消光系數(shù)大、熒光性能良好、與基質(zhì)結(jié)合后熒光效率增大、吸收波長范圍寬 (540-1000 nm左右)、吸收及發(fā)射光譜范圍可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使菁染料已 廣泛地被用作光盤的記錄介質(zhì)，太陽能電池光敏劑，激光材料，光合成反應(yīng)中 的光采集部分；特別是結(jié)構(gòu)不對稱的水溶性n引哚菁染料作為熒光標(biāo)記試劑與目 標(biāo)生物分子(如抗原、抗體、蛋白質(zhì)、核苷酸、寡核苷酸)結(jié)合成為生物分子的 熒光探針在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。
目前合成水溶性不對稱吲哚菁染料的方法主要是溶液合成法。其制備過程 首先是用親電性縮合劑與等摩爾的2-位上帶有親核活性甲基的1-取代吲哚反 應(yīng)得到中間產(chǎn)物；然后再將中間產(chǎn)物與另一結(jié)構(gòu)不同的2-位上帶有活性甲基的 l-取代吲哚反應(yīng)得到不對稱吲哚菁染料[Ratnakar B. Mujumdar, Lauren A. Ernst, Swati R. Mujumdar, Christopher J. Lewis, and Alan S. Waggoner. Bioconjugate Chemistry, 1993, 4(2)，105-111]。這種溶液合成方法所得產(chǎn)物是結(jié)構(gòu)對稱與不對 稱吲哚菁染料的混合物，產(chǎn)物的分離純化十分困難，必須利用繁鎖的色譜分離 才能得到純度較好的結(jié)構(gòu)不對稱的產(chǎn)品，并且所得產(chǎn)率較低。為了解決水溶性 不對稱吲哚菁染料傳統(tǒng)合成方法的不足，本專利的發(fā)明者曾以聚乙二醇為支載 體進(jìn)行水溶性不對稱吲哚菁染料合成，使得聚乙二醇支載的中間產(chǎn)物及最后目 標(biāo)化合物的合成反應(yīng)均在均相體系中進(jìn)行，而中間體和產(chǎn)物的分離只需要簡單 的過濾和洗滌便可，成功地解決了傳統(tǒng)合成方法的不足[李寶林，竇麗芳，蔣 林玲.中國發(fā)明專利，申請?zhí)?200710017321.2，申請日:2007丄30.]。在上述方法中所用的支載體為聚乙二醇以分子兩端的羥基各鍵連一個氨苯基的衍生物。由于 這個支載體只有兩個反應(yīng)位點(diǎn)，其負(fù)載量較低，致使每一單元操作的產(chǎn)量較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述聚乙二醇衍生物作為水溶性不 對稱菁染料合成過程的支載體時負(fù)載量較低的缺點(diǎn)，提供一種負(fù)載量較高的結(jié)
構(gòu)如式A所示六胺型聚乙二醇衍生物A，<formula>formula see original document page 5</formula>其具體的制備過程為
將PEG支載的季戊四斷1)、 4-[(叔丁氧羰基)氨基]苯甲酸(2)按摩爾比為1: 10 20的配比加入到混合物總重量15 20倍的干燥二氯甲烷中。另稱取化合物 1物質(zhì)的量1.5 3.0倍的4-二甲氨基吡啶和化合物1物質(zhì)的量15 20倍的 N，N，-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)溶于二者總重量45 50倍的干燥二氯甲垸中配 成溶液，將該溶液逐漸滴加到上述含有化合物1和2的二氯甲垸溶液中，在20 30分鐘內(nèi)滴完。通氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3L/min，攪拌下2Q 35。C
反應(yīng)12 24小時。反應(yīng)完畢后將沉淀過濾后得黃色溶液，將其體積濃縮至原 體積的5 10%，冷至0 10。C加入現(xiàn)有反應(yīng)液體積0.9 4倍量的乙醚，攪拌 5分鐘，靜置10 20分鐘，過濾，得結(jié)構(gòu)式為(3)的固體中間產(chǎn)物。
將中間產(chǎn)物3和3重量4 8倍的三氟乙酸加入到其總重量1 3倍的二氯 甲烷中，回流5 12小時，冷至室溫加入反應(yīng)液體積2.5 10倍量的乙醚，攪 拌5分鐘，靜置10 20分鐘，過濾，得黃色固體。將該黃色固體溶于其重量5 IO倍的二氯甲烷中，再加入黃色固體重量1 3倍的三乙胺，室溫?cái)嚢?小時后 濃縮至原體積的20 50%，再加入現(xiàn)體積3 6量的乙醚，攪拌30分鐘，靜置， 過濾得黃色固體六胺型聚乙二醇衍生物A。
本發(fā)明的再一個內(nèi)容是提供所述衍生物A作為結(jié)構(gòu)如式I所示水溶性不對 稱菁染料合成過程中支載體的用途。
式I中，R。 R2為-S03H、 -SO-3、 -S03K、 -COOH、 -COO、 -COOK、 -H、 -Ph的一種，R卜R2相同或不相同，R。 R2在吲哚結(jié)構(gòu)單元的4-、 5-、 6-、 7-位中一處；R3、 R4為C卜K)烷基或m為0 8的-CH2(CH2)mCOOH基或m為0 8的-CH2(CH2)mS03H基，R3與R4為不相同的基團(tuán)；n為l或2。
此處所說的支載體是指在結(jié)構(gòu)如式I所示的水溶性不對稱菁染料合成過
程中，通過衍生物A中的氨基生成聚乙二醇支載的半菁染料；當(dāng)此被支載的半
菁染料與另一親核性雜環(huán)化合物反應(yīng)時使半菁染料從支載體上離解下來的同
時生成水溶性不對稱菁染料化合物；利用衍生物A這種支載體在二氯甲烷、乙 酸乙酯中可溶，而在乙醚中不溶的性質(zhì)，使水溶性不對稱菁染料合成過程中的 各步反應(yīng)可在均相條件下進(jìn)行，通過向反應(yīng)體系中加入乙醚使反應(yīng)的中間產(chǎn)物 或衍生物A析出，利用過濾和洗滌實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的分離。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不是本發(fā)明內(nèi)容范圍的任何限制。
實(shí)施例中所用聚乙二醇支載的季戊四醇(1)按文獻(xiàn)[Alexander Fishman，
Mohammad Elmi Farrah， Jian畫Hua Zhong， Subakar Paramanantham, ClaudiaCarrera， and Edward Lee-Ruff. J. Org. Chem.， 2003， 68(25), 9843-9846]的方法制 備；l-乙基-2，3,3-三甲基吲哚-5-磺酸鹽和l-(s-羧戊基)-2，3,3-三甲基吲哚-5-磺酸 鹽按文獻(xiàn)[Ratnakar B. Mujumdar， Lauren A. Ernst, Swati R. Mujumdar， Christopher J. Lewis, and Alan S. Waggoner. Bioconjugate Chemistry, 1993， 4(2)，105-111]方法制備；其它化學(xué)試劑均為分析純?；衔锝Y(jié)構(gòu)鑒定所用的核 磁共振儀為Bruker AVANCE 300超導(dǎo)核磁共振儀，TMS作為內(nèi)標(biāo)；紅外光譜 采用Nicolet 170SX FT-IR紅外光譜儀測定，質(zhì)譜采用Kratos PC Axima CFRplus MALDI-TOF質(zhì)譜儀測定。 實(shí)施例1
六胺型聚乙二醇衍生物A的制備
取PEG-2000支載的季戊四醇(l) 1.53 g (0.68 mmol), 4-[(叔丁氧羰基)氨基] 苯甲酸(2) 1.95 g (8.2 mmol)溶入45 mL 二氯甲烷。另取N，N，-二環(huán)己基碳二亞 胺2.49 g (11.7 mmol)和4-二甲氨基吡啶0.114 g (1.2 mmol)溶于90 mL 二氯甲 垸中配成溶液，將該溶液逐漸滴加到上述含有化合物1和2的溶液中，在20 分鐘內(nèi)滴完；通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3 L/min;電磁攪拌下室溫反 應(yīng)24小時。反應(yīng)完畢后將固體N，N，-二環(huán)己基脲過濾后得黃色溶液，將其體積 濃縮到原體積的5 10%，冷至0 10。C加入10mL的乙醚，攪拌5分鐘，靜 置10 20分鐘，過濾，得結(jié)構(gòu)式為(3)的固體中間產(chǎn)物。
將上述所得中間產(chǎn)物1.65 g (0.46 mmol)和三氟乙酸4.5 mL加入到7。0 mL 二氯甲垸中，電磁攪拌下回流反應(yīng)10小時。冷至室溫，向反應(yīng)液中加入50ml 乙醚，電磁攪拌5分鐘后靜置10 20分鐘，過濾得黃色固體。將該黃色固體 溶于9.0mL二氯甲烷中，加入2.2mL三乙胺，室溫?cái)嚢?小時后濃縮溶液到 約5mL，加入15mL乙醚，攪拌30分鐘，靜置，過濾得黃色固體六胺型聚乙 二醇衍生物A 1.15 g，收率80.3%。 IR (KBr): 3428， 2911， 1742, 1605, 1460 cm". !H麗R (300 MHz， CDC13): 5 7.83 (d， 12 H， / = 7.3 Hz), 6.64 (d, 12 H， J = 7.3 Hz)， 4.40-3.40 (m， PEG)。波譜數(shù)據(jù)表明衍生物A的結(jié)構(gòu)為
實(shí)施例2<formula>formula see original document page 7</formula>
衍生物A在合成水溶性不對稱菁染料Cy3中的應(yīng)用 步驟l衍生物A支載的二次甲基半菁染料的制備
取衍生物A 0.418 g (0.14 mmol)、原甲酸三乙酯1,5 mL (9 mmol)溶解在5 mL冰醋酸中，電磁攪拌下55 。C反應(yīng)5.5小時。冷至室溫，向反應(yīng)液中加入 50 mL乙醚，電磁攪拌5分鐘后靜置10 20分鐘，過濾得淡黃色固體物質(zhì)0.302 g,收率85.7%。
取上述所得淡黃色固體物質(zhì)0.320 g (0.097 mmol)， l-乙基-2，3,3-三甲基n引 哚-5-磺酸鹽0.0% g (0.361mmol)和原甲酸三乙酯0.3 mL (1.83mmol)溶解在5 mL無水乙醇中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3 L/min。電磁攪拌下回 流反應(yīng)2.5小時。冷至室溫加入50 mL乙醚，電磁攪拌5分鐘，靜置10 20 分鐘，過濾，得橙色固體六胺型聚乙二醇衍生物A支載的二次甲基半菁染料 0.28 g,收率65.1%。 IR(KBr): 3431， 2879， 1698， 1602， 1458， 1186, 1112 cm"。
反應(yīng)式如下
<formula>formula see original document page 8</formula>
步驟2水溶性不對稱菁染料Cy3的制備
取衍生物A支載的二次甲基半菁染料0.301 g (0.065 mmol)、 l-(s-羧戊 基)-2，3，3-三甲基吲哚-5-磺酸鹽0.046 g (0.13 mmol)溶解在由2 mL醋酸酐和1 mL吡啶形成的混合溶劑中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3 L/min，電磁 攪拌下110 。C反應(yīng)15分鐘。冷至室溫后加入40mL乙酸乙酯得深紅色沉淀。 該沉淀用二氯甲烷洗滌至二氯甲烷洗液為無色后得0.019 g紅色固體水溶性不 對稱菁染料Cy3，收率23,2%。 1HNMR(300MHz, D20): 5 8.31 (t, 1 H， Pproton of the bridge, /= 13.9 Hz), 7.73-7.64 (m, 4 H， 4-H, 4，-H, 6-H, 6，-H), 7,18-7.15 (m，
8
2 H， 7-H, 7)，6.22-6.17 (m, 2 H, a, a， proton of the bridge), 3.94-3.89 (m， 4 H， a-, a，-CH2), 2.03 (t, 2 H， -CH2COOH, / = 7.1 Hz), 1.64-1.15 (m， 21 H， 3 CH2 groups, 1 CH3 and 2 (CH3)2 groups). 13CNMR(300MHz, D2O)S 183.5, 175.8， 175.5， 151.9, 144.1, 143.7， 141.7， 141.5， 139.7, 139.60， 126.8， 119.8, 111.5， 111.3， 103.4， 49.3， 44.3， 39.6， 37.3， 27.1， 27.0, 26.6, 26.1， 25.6， 11.9. MALDI-TOF-MS: 附/z for C31H38S208N2 [M+Na]+ calcd 653.20, found 653.09。反應(yīng)式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
實(shí)施例3
衍生物A在合成水溶性不對稱菁染料Cy5中的應(yīng)用 步驟l衍生物A支載的四次甲基半菁染料的制備
取六胺型聚乙二醇衍生物A0.522 g (0.17 mmol)、 1,1,3，3-四甲氧基丙垸2.1 mL(12.6mmol)溶解在5mL冰醋酸中，電磁攪拌下55 °C反應(yīng)5.5小時。冷至 冷至室溫，向反應(yīng)液中加入50mL乙醚，電磁攪拌5分鐘后靜置10 20分鐘， 過濾得黃色固體物質(zhì)0.493 g，收率82.1%。
取上述所得黃色固體物質(zhì)0.465 g (0.14 mmol), l-乙基-2，3，3-四甲基吲哚-5-磺酸鹽0.112 g (0.422 mmol)加入到5 mL冰醋酸中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧?速為0.2 0.3 L/min。在電磁攪拌下80 。C反應(yīng)1小時。冷至室溫后加入50 mL 乙醚，電磁攪拌5分鐘，靜置10 20分鐘，過濾得褐色固體六胺型聚乙二醇 衍生物A支載的四次甲基半菁染料0.452 g，收率69.2%。 IR (KBr): 3430， 2874, 1709， 1635， 1458， 1189， 1109 cm-1應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 10</formula>步驟2水溶性不對稱菁染料Cy5的制備
取六胺型聚乙二醇衍生物A支載的四次甲基半菁染料0.361 g (0.075 mmol)、 l-(s-羧戊基)-2,3，3-三甲基n引哚-5-磺酸鹽0.042 g (0.120 mmol)溶解在由 2 mL醋酸酐和1 mL吡啶形成的混合溶劑中,通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3L/min，電磁攪拌下110 。C反應(yīng)15分鐘。冷至室溫后加入40 mL乙酸乙酯 得藍(lán)色沉淀。該沉淀用二氯甲垸洗滌至二氯甲烷洗液為無色后得0.020 g藍(lán)色 固體水溶性不對稱菁染料Cy5，收率26.1%。 & NMR (300 MHz5 D20): 5 7.86-7.70 (m， 6 H, 4-H, 4'國H, 6-H， 6，-H, |3, p， protons of the bridge), 7.27-7.25 (m， 2 H, 7陽H， 7'誦H), 6.38 (dd, 1 H, y proton of the bridge, 12.6， 12.5 Hz), 6.11-6.00 (m， 2 H， a， a, proton of the bridge), 4.00-3.95 (m， 4 H， a-， a，-CH2)， 2.18 (t， 2 H, -CH2COOH， 《/= 7.00 Hz), 1.72-1.27 (m, 21 H， 3 CH2 groups, 1 CH3 and 2 (CH3)2 groups). 13C NMR (300 MHz, D20): S 183.1, 173.9， 173.7， 154.3, 144.2, 143.7， 141.9， 141.8, 139.4， 139.3， 126.6,119.8, 111.1, 110.9， 104.0， 103.8， 49.1，49.0， 44丄 39.4， 37.1， 26.8， 26.7, 26.1, 25.6, 11.7. MALDI-TOF誦MS:附/z for C33H40S2O8N2 [M]+ calcd 656.81， found 656.86; [M+Na]+ calcd 679.80， found 679.90。反應(yīng)式如
下
<formula>formula see original document page 11</formula>
權(quán)利要求
1、一種六胺型聚乙二醇(PEG)衍生物A，其結(jié)構(gòu)如式A所示其中PEG部分的平均分子量為1000～8000。
2、權(quán)利要求1所述六胺型聚乙二醇衍生物A的制備方法；按照如下所示的 反應(yīng)方程式進(jìn)行；<formula>formula see original document page 2</formula>具體的制備過程為將PEG支載的季戊四醇(l)、 4-[(叔丁氧羰基)氨基]苯甲酸(2)按摩爾比為1: 10 20的配比加入到混合物總重量15 20倍的千燥二氯甲垸中。另稱取化合物1 物質(zhì)的量1.5 3.0倍的4-二甲氨基吡啶和化合物1物質(zhì)的量15 20倍的N,N，垂 二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)溶于二者總重量45 50倍的干燥二氯甲烷中配成溶 液，將該溶液逐漸滴加到上述含有化合物1和2的二氯甲烷溶液中，在20 30 分鐘內(nèi)滴完。通氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?.2 0.3 L/min，攪拌下20 35°C反 應(yīng)12 24小時。反應(yīng)完畢后將沉淀過濾后得黃色溶液，將其體積濃縮至原體積 的5 10%，冷至0 10 。C加入現(xiàn)有反應(yīng)液體積0.9 4倍量的乙醚，攪拌5分 鐘，靜置10 20分鐘，過濾，得結(jié)構(gòu)式為(3)的固體中間產(chǎn)物； 將中間產(chǎn)物3和3重量4 8倍的三氟乙酸加入到其總重量1 3倍的二氯甲 烷中，回流5 12小時，冷至室溫加入反應(yīng)液體積2.5 10倍量的乙醚，攪拌5 分鐘，靜置10 20分鐘，過濾，得黃色固體。將該黃色固體溶于其重量5 10 倍的二氯甲垸中，再加入黃色固體重量1 3倍的三乙胺，室溫?cái)嚢?小時后濃縮 至原體積的20 50%，再加入現(xiàn)體積3 6量的乙醚，攪拌30分鐘，靜置，過濾 得黃色固體六胺型聚乙二醇衍生物A。
3、權(quán)利要求1所述衍生物A作為結(jié)構(gòu)如式I所示水溶性不對稱菁染料合成 過程中作為支載體的用途；式I中，R卜R2為-S。3H、 -S03、 -S03K、 -COOH、陽COO隱、-COOK、國H、 -Ph 的一種，Rh R2相同或不相同，R卜112在吲哚結(jié)構(gòu)單元的4-、 5-、 6-、 7-位中一 處；R3、 R4為Cwo垸基或m為0 8的-CH2(CH2)mCOOH基或m為0 8的 -CH2(CH2)mS03H基，R3與R4為不相同的基團(tuán)；n為l或2。
全文摘要
本發(fā)明提供了結(jié)構(gòu)如式A所示的六胺型聚乙二醇衍生物A，及衍生物A的制備方法和它們作為水溶性不對稱菁染料液相合成過程中支載體的用途。
文檔編號C09B23/08GK101357987SQ20081015112
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者李寶林, 娟 杜, 偉 王, 蔣林玲 申請人:陜西師范大學(xué)