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CN105806820B - 一种糖蛋白荧光探针分子的连续流合成方法 - Google Patents

一种糖蛋白荧光探针分子的连续流合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种糖蛋白荧光探针分子的连续流合成方法，属于有机合成应用技术领域。本发明的反应是在连续流动的管道式反应器中进行，其比表面面积非常大，具有极好的换热和传质效率，可以使原料按精确的配比瞬间混合，有利提高产品的产率和质量。本发明的合成方法，具有易纯化、转化率高、连续安全、反应条件精确控制等特点，能安全、环保、高效地生产目标荧光分子XC‑DAPOL‑CPBA。本发明的反应体系安全可控，在常压下反应，反应产率20～61％，纯度可达到95％。

Description

一种糖蛋白荧光探针分子的连续流合成方法
技术领域
本发明涉及一种糖蛋白荧光探针分子的连续流合成方法，属于有机合成应用技术领域。
背景技术
糖蛋白普遍存在于动物、植物及微生物中，种类繁多，功能广泛，在分子识别及细胞识别中起决定性作用，与很多疾病如感染、肿瘤、心血管病、肝病、肾病、糖尿病以及某些遗传性疾病等的发生、发展有关。病患细胞表面的糖蛋白“脱落”到周围环境或进入血循环，可以作为异常标志物为临床诊断提供信息，有助于诊断或预后的判断。
光学分子影像(Optical Molecular Imaging)是医学影像学研究的一个热门领域，代表着未来生物诊断试剂发展的方向；近年来，光学分子影像研究的重要工具——荧光探针，越来越多的应用到临床医学、生物学等各领域，成为细胞生物学和生物医学研究的特种试剂和诊断药物。以Rhodmine为原料小子荧光探针是目前学术界和工业界运用比较成熟的一种诊断成像技术。其工作原理是荧光分子与硼酸化合物链接，形成基于光诱导转电子转移原理产生的荧光探针，当该探针与糖蛋白完成分子识别后，释放荧光(如图1所示)，达到诊断目的。
含Rhodmine的硼酸试剂XC-DAPOL-CPBA(结构式如图2所示)是制备糖蛋白诊断试剂的关键荧光分子，从合成角度讲，已知文献存在产品难纯化、产率低、无法大规模生产等问题，迫切需要发展新的生产工艺。与传统的间歇式化学不同，连续流化学是以微反应器为基础的微化工技术，具有移动化、微型化和绿色化等特征。微反应器在诊断试剂合成研究领域的运用就比较罕见。
发明内容
本发明的目的是提出一种能克服现有技术缺陷的以连续流的方式制备XC-DAPOL-CPBA的工艺方法。本发明利用连续流反应技术，对荧光分子XC-DAPOL-CPBA的合成工艺进行改进，提高了合成效率。
本发明提供了一种糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA的制备方法，是运用连续流串联化学反应技术，将硼酸化合物1与化合物2缩合得到活化酯化合物3，然后与氨基化合物4反应得到化合物5，最后经脱叔丁氧羰基(Boc)保护，与酰氯化合物7缩合得到目标荧光分子XC-DAPOL-CPBA。
各化合物的化学式如下：
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法，具体步骤：(1)先将硼酸化合物1的溶液以及化合物2的溶液分别经过计量泵P1、P2，按照一定的配比打入预混模块M1进行混合；(2)然后在反应模块R1中发生反应；(3)随后化合物4通过计量泵P3打入预混模块M2，与化合物3混合，紧接着在反应模块R2反应，得到化合物5；(4)随后三氟醋酸的溶液经计量泵P4打入预混模块M3，与化合物5混合，之后在反应模块R3反应，得到化合物6；(5)随后化合物7通过计量泵P5打入预混模块M4，与化合物6混合，在反应模块R4反应；(6)最后在产品收集模块P中收集流出液。
在本发明的一种实施方式中，所述硼酸化合物1与化合物2、化合物4、化合物7的摩尔比例为1:1:1:1，该比例可保证原料充分反应。
在本发明的一种实施方式中，所述的反应溶剂为二氯甲烷，乙酸乙酯，四氢呋喃，DMF中的任意一种。
在本发明的一种实施方式中，所述反应的温度条件为30～90℃，反应时间为10～20分钟。
在本发明的一种实施方式中，所述化合物1、化合物2、化合物4的浓度和流速分别为0.01mmol/mL、0.1-0.2mL/min。
在本发明的一种实施方式中，所述溶剂为乙酸乙酯溶液，在反应模块R1、R2、R4中的停留时间为20分钟、反应温度为60度。
在本发明的一种实施方式中，反应物在反应模块R3的停留为20分钟，反应模块R3的反应温度为30度。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的合成方法，具有易纯化、转化率高、连续安全、反应条件精确控制等特点，能安全、环保、高效地生产目标荧光分子XC-DAPOL-CPBA。该反应体系安全可控在常压下反应，反应产率20～61％，纯度可达到95％。
(2)本发明的反应是在连续流动的管道式反应器中进行，其比表面面积非常大，具有极好的换热和传质效率，可以使原料按精确的配比瞬间混合，有利提高产品的产率和质量。
附图说明
图1：糖蛋白的荧光探针的工作原理；
图2：XC-DAPOL-CPBA的化学结构；
图3：荧光分子XC-DAPOL-CPBA的连续化合成路线；其中1为化合物1、A为化合物2、B为化合物4、C为TFA(三氟乙酸)、D为化合物7；M1、M2、M3、M4为预混模块；P1、P2、P3、P4、P5为计量泵；R1、R2、R3、R4为反应模块；P为产品收集模块；
图4：制备XC-DAPOL-CPBA的反应式。
具体实施方式
实施例1：本发明的连续化合成流程
参照图3本发明的工业流程，按照下述步骤：(1)先将硼酸1的溶液以及化合物2的溶液经过P1、P2计量泵，按照一定的配比打入混合模块M1进行混合；(2)然后在R1中发生反应后，(3)随后化合物4通过计量泵打入模块M2，与活化酯3混合，紧接着在反应模块R2反应，得到化合物5，(4)随后三氟醋酸的溶液经计量泵打入模块M3，与化合物5混合，之后在反应模块R3反应，得到化合物6，(5)随后化合物7通过计量泵打入模块M4，与化合物6混合，在反应模块R4反应，(6)流出液，最后在收集模块P收集。
实施例2
(1)所用装置：参照图3确定微通道反应器连接模式，混合反应模块数根据流速与反应停留时间确定，换热介质为水。
(2)化合物1的二氯甲烷溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)和化合物2的二氯甲烷溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)在混合单元M1混合(温度30度)，在R1中停留10分钟(温度30度)，随后在模块M2中与化合物4的二氯甲烷溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)混合，在R2中停留10分钟(温度30度)，TFA的二氯甲烷溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)经计量泵打入混合模块M3，紧接着在反应模块R3停留10分钟(温度30度)，之后流出液在混合模块M4与化合物7(0.01mmol/mL)和三乙胺(0.02mmol/mL)的二氯甲烷溶液混合，在反应模块R4停留10分钟(温度30度)，最后混合液流入含有乙醚的收集模块P中，固体析出。抽滤固体，然后用水洗、乙醇洗，烘干得到蓝色固体(15mg，四步总产率20％)。
实施例3
化合物1的四氢呋喃溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)和化合物2的四氢呋喃溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)在混合单元M1混合(温度60度)，在R1中停留10分钟(温度60度)，随后在模块M2中与化合物4的四氢呋喃溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)混合，在R2中停留10分钟(温度60度)，TFA的四氢呋喃溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)经计量泵打入混合模块M3，紧接着在反应模块R3停留10分钟(温度30度)，之后流出液在混合模块M4与化合物7(0.01mmol/mL)和三乙胺(0.02mmol/mL)的四氢呋喃溶液混合，在反应模块R4停留10分钟(温度60度)，最后混合液流入含有乙醚的收集模块P中，固体析出。抽滤固体，然后用水洗、乙醇洗，烘干得到蓝色固体(20mg，四步总产率27％)。
实施例4
化合物1的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)和化合物2的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)在混合单元M1混合(温度60度)，在R1中停留10分钟(温度60度)，随后在模块M2中与化合物4的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)混合，在R2中停留10分钟(温度60度)，TFA的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)经计量泵打入混合模块M3，紧接着在反应模块R3停留10分钟(温度30度)，之后流出液在混合模块M4与化合物7(0.01mmol/mL)和三乙胺(0.02mmol/mL)的乙酸乙酯溶液混合，在反应模块R4停留10分钟(温度60度)，最后混合液流入含有乙醚的收集模块P中，固体析出。抽滤固体，然后用水洗、乙醇洗，烘干得到蓝色固体(35mg，四步总产率47％)。
实施例5
化合物1的DMF溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)和化合物2的DMF溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)在混合单元M1混合(温度90度)，在R1中停留10分钟(温度90度)，随后在模块M2中与化合物4的DMF溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)混合，在R2中停留10分钟(温度90度)，TFA的DMF溶液(0.01mmol/mL，流速0.2mL/min)经计量泵打入混合模块M3，紧接着在反应模块R3停留10分钟(温度90度)，之后流出液在混合模块M4与化合物7(0.01mmol/mL)和三乙胺(0.02mmol/mL)的DMF溶液混合，在反应模块R4停留10分钟(温度90度)，最后混合液流入含有乙醚的收集模块P中，固体析出。抽滤固体，然后用水洗、乙醇洗，烘干得到蓝色固体(25mg，四步总产率34％)。
实施例6
化合物1的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.1mL/min)和化合物2的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.1mL/min)在混合单元M1混合(温度60度)，在R1中停留20分钟(温度60度)，随后在模块M2中与化合物4的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.1mL/min)混合，在R2中停留20分钟(温度60度)，TFA的乙酸乙酯溶液(0.01mmol/mL，流速0.1mL/min)经计量泵打入混合模块M3，紧接着在反应模块R3停留20分钟(温度30度)，之后化合物7(0.01mmol/mL)和三乙胺(0.02mmol/mL)的乙酸乙酯溶液经计量泵打入(流速0.1mL/min)与流出液在混合模块M4混合，在反应模块R4停留20分钟(温度60度)，最后混合液流入含有乙醚的收集模块P中，固体析出。抽滤固体，然后用水洗、乙醇洗，烘干得到蓝色固体(45mg，四步总产率61％)。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (16)

1.一种糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA的制备方法，是运用连续流串联化学反应技术，将硼酸化合物1与化合物2缩合得到活化酯化合物3，然后与氨基化合物4反应得到化合物5，最后经脱叔丁氧羰基保护得到化合物6，化合物6与酰氯化合物7缩合得到目标荧光分子XC-DAPOL-CPBA；
其中各化合物的化学式如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法，具体步骤：(1)先将硼酸化合物1的溶液以及化合物2的溶液分别经过计量泵P1、P2，按照一定的配比打入预混模块M1进行混合；(2)然后在反应模块R1中发生反应；(3)随后化合物4通过计量泵P3打入预混模块M2，与化合物3混合，紧接着在反应模块R2反应，得到化合物5；(4)随后三氟醋酸的溶液经计量泵P4打入预混模块M3，与化合物5混合，之后在反应模块R3反应，得到化合物6；(5)随后化合物7通过计量泵P5打入预混模块M4，与化合物6混合，在反应模块R4反应；(6)最后在产品收集模块P中收集流出液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硼酸化合物1与化合物2、化合物4、化合物7的比例为1:1:1:1。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中所用的反应溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃、DMF中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应模块中的反应的温度条件为30～90℃，反应时间为10～20分钟。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物1、化合物2、化合物4的浓度和流速分别为0.01mmol/mL、0.1-0.2mL/min。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中所用的反应溶剂为乙酸乙酯溶液，在反应模块R1、R2、R4中的停留时间为20分钟，反应温度为60度。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反应模块R3中的反应的停留为20分钟，反应模块R3的反应温度为30度。
9.根据权利要求1所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
10.根据权利要求2所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
11.根据权利要求3所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
12.根据权利要求4所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
13.根据权利要求5所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
14.根据权利要求6所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
15.根据权利要求7所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
16.根据权利要求8所述方法得到的糖蛋白荧光探针分子XC-DAPOL-CPBA。
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