含三甲胺的喹啉衍生物及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及喹啉衍生物，具体涉及一种含三甲胺的喹啉衍生物及其制备方法和用途。所述衍生物分子结构式如下：本发明所述的含三甲胺的喹啉衍生物，在细胞中检测镉具有良好的效果，而且制备方法简单易行，易于操作；作为荧光探针可以定量检测镉离子的浓度。

权利要求

1.一种含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：其分子结构式如下：所述的含三甲胺的喹啉衍生物由以下方法制备，包括如下步骤：(1)将对氨基-N,N-二甲基苯胺、反式丁烯醛溶解到甲苯中，室温下反应，TLC监测反应，待对氨基-N,N-二甲基苯胺完全参与到反应中后停止反应，萃取得粗产物，柱层析提纯得产物a；

(2)将产物a、SeO2溶解到二氧六环中，回流反应，TLC监测反应，待产物a完全参与到反应中后停止反应，过滤，收集滤液蒸除溶剂，得粗产物，柱层析提纯得产物b；

(3)将产物b和水合肼依次加入到有机溶剂中，搅拌溶解，室温下反应，TLC监测反应，待产物b完全参与到反应中后停止反应，过滤，收集滤液蒸除溶剂，得粗产物，柱层析提纯得含三甲胺的喹啉衍生物；

其中，产物a的结构式为：

产物b的结构式为：

2.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：对氨基-N,N-二甲基苯胺、反式丁烯醛、甲苯的摩尔比为：1:1.5-5:10-50。

3.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：产物a、SeO2、二氧六环的摩尔比为1:1-1.5:10-100。

4.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：产物b、水合肼、有机溶剂的摩尔比为1:1.5-3:20-150。

5.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：有机溶剂为无水乙醇或无水甲醇。

6.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：过滤为采用硅藻土过滤。

7.根据权利要求1所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其特征在于：柱层析提纯采用200-

300目柱层析硅胶柱，采用的洗脱液为二氯甲烷与甲醇的混合液或无水乙酸乙酯与石油醚的混合液。

说明书

含三甲胺的喹啉衍生物及其制备方法和用途

技术领域

[0001] 本发明涉及喹啉衍生物，具体涉及一种含三甲胺的喹啉衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

[0002] 镉作为最毒金属之一被广泛应用于工业和农业生产中。据报道，镉可以被植物以及微生物吸收和积累，导致环境污染，并引起人类癌症以及神经退行性疾病。镉可以诱导脂质过氧化作用的产生，也可以作用于豆类植物的抗氧化酶。浓度大于1μM的镉可以抑制DNA的合成以及细胞分裂；浓度2.5μM的镉可以显著提高实验室大鼠前列腺肿瘤的诱发性。

[0003] 荧光探针因为具有简单操作性、高灵敏性以及高选择性而被广泛应用于检测金属离子以及其他小分子。喹啉类荧光化合物由于可以提供一个可以配位的N原子而被应用于检测金属离子，因此可以对其修饰将其开发成为检测镉离子的探针。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种含三甲胺的喹啉衍生物及其制备方法和用途，该衍生物在细胞中检测镉具有良好的效果，可以用于镉离子荧光探针。

[0005] 本发明所述的含三甲胺的喹啉衍生物，其分子结构式如下：

[0006]

[0007] 所述的含三甲胺的喹啉衍生物的制备方法，包括如下步骤：

[0008] (1)将对氨基-N,N-二甲基苯胺、反式丁烯醛溶解到甲苯中，室温下反应，TLC监测反应，待对氨基-N,N-二甲基苯胺完全参与到反应中后停止反应，萃取得粗产物，柱层析提纯得产物a；

[0009] (2)将产物a、SeO2溶解到二氧六环中，回流反应，TLC监测反应，待产物a完全参与到反应中后停止反应，过滤，收集滤液蒸除溶剂，得粗产物，柱层析提纯得产物b；

[0010] (3)将产物b和水合肼依次加入到有机溶剂中，搅拌溶解，室温下反应，TLC监测反应，待产物b完全参与到反应中后停止反应，过滤，收集滤液蒸除溶剂，得粗产物，柱层析提纯得含三甲胺的喹啉衍生物。

[0011] 其中，

[0012] 对氨基-N,N-二甲基苯胺、反式丁烯醛、甲苯的摩尔比为：1:1.5-5:10-50。

[0013] 产物a、SeO2、二氧六环的摩尔比为1:1-1.5:10-100。

[0014] 产物b、水合肼、有机溶剂的摩尔比为1:1.5-3:20-150。

[0015] 有机溶剂为无水乙醇或无水甲醇。

[0016] 过滤为采用硅藻土过滤。

[0017] 柱层析提纯采用200-300目柱层析硅胶柱，采用的洗脱液为二氯甲烷与甲醇的混合液或无水乙酸乙酯与石油醚的混合液。

[0018] 所述的含三甲胺的喹啉衍生物的用途，作为检测镉离子的荧光探针使用。

[0019] 合成路线如下所示：

[0020]

[0021] 本发明基于喹啉类荧光化合物的荧光性质，对其引入三甲胺进行修饰，合成出一个含喹啉的荧光探针。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0023] 本发明所述的含三甲胺的喹啉衍生物，在细胞中检测镉具有良好的效果，而且制备方法简单易行，易于操作；作为荧光探针可以定量检测镉离子的浓度。

具体实施方式

[0024] 以下结合实施例对本发明做进一步描述。

[0025] 实施例1

[0026] 含三甲胺的喹啉衍生物的制备：

[0027] (1)将1mol对氨基-N,N-二甲基苯胺及5mol反式丁烯醛溶解到25mL甲苯中，在室温下搅拌反应，TLC监测，待对氨基-N,N-二甲基苯胺完全参与到反应中后停止反应，(二氯甲烷与蒸馏水混合液)萃取得粗产品，柱层析(二氯甲烷:甲醇＝1:1)提纯得产物a；

[0028] (2)将0.8mol产物a、1.2mol SeO2加入到25mL二氧六环中搅拌溶解，回流反应，TLC监测反应，待产物a完全参与到反应中后停止反应，冷却至室温，混合物用二氯甲烷洗脱过的硅藻土进行过滤，收集滤液蒸除溶剂，得粗产物，粗产物通过硅胶柱层析进行纯化(二氯甲烷：甲醇＝50:1)，得产物b；

[0029] (3)称取产物b 0.5mmol、水合肼1.5mmol溶解在30mL的无水乙醇中，室温下反应，TLC监测反应，待产物b完全参与到反应中后停止反应。利用硅藻土趁热过滤，收集滤液后减压蒸除溶剂，得粗产物，粗产物通过柱层析进行纯化(石油醚:乙酸乙酯＝1:2)，得到含三甲胺的喹啉衍生物。衍生物为黄色粉末状固体，产率43％，m.p.256-258℃。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.90(s,1H),8.21(d,J＝5.1Hz,1H),8.12-8.06(m,2H),8.01(s,1H),7.98-7.89(m,2H),7.71-7.62(m,1H),7.40(d,J＝8.2Hz,1H),7.38-7.31(m,1H),6.89-6.76(m,2H),3.11-
3.10(m,12H)。

[0030] 含三甲胺的喹啉衍生物在细胞成像中的应用

[0031] 利用荧光共聚焦显微镜技术来检测探针含三甲胺的喹啉衍生物在细胞成像中的应用，通过双通道收集405nm激发后的反射光，从而检测出细胞中所含的Cd2+。

[0032] (1)培养液的配制：DMEM(基础培养基)89％，胎牛血清10％，青霉素链霉素溶液(10000IU/mL，10000μg/mL)1％。

[0033] (2)HeLa细胞的培养：利用上述培养液(培养液体积约为培养瓶容量的1/10)，在37℃、5％CO2培养箱中培养24h。

[0034] (3)PBS缓冲液的配制：将磷酸二氢钾0.24g，磷酸二氢钠1.44g，氯化钠8.0g，氯化钾0.2g溶于500mL蒸馏水中，完全溶解后用容量瓶定容到1L。

[0035] (4)实验药液的配制：将含三甲胺的喹啉衍生物用少量的DMSO溶解配成储备液，一般按实验最高浓度的10倍配制储备液，所述储备液的浓度为50μM。

[0036] (5)CdCl2溶液的配制：将CdCl2用去离子水溶解配制成储备液，浓度为500μM。

[0037] (6)加药：将1μL实验药液按照最终浓度(5μM)分别加入到细胞培养皿中，在37℃、5％CO2培养箱中孵育0.5个小时，之后用PBS缓冲液洗三遍，然后加入CdCl2孵育0.5个小时。
实验分为药物试验组(加入50μM的CdCl2，加入100μM的ETDA和50μM的CdCl2)、对照组(只加含三甲胺的喹啉衍生物，不加CdCl2)。

[0038] (7)荧光成像：将需成像细胞用PBS洗三遍，在60倍油镜下进行观测。激发波长为405nm，发射波长为500nm-520nm以及570nm-590nm。

[0039] 实验结果证明：在只有探针存在的情况下，细胞发出蓝绿色荧光，当加入50μM Cd2+后，蓝绿色的荧光减弱，黄色的荧光增强。由此说明我们的探针检测到了活细胞内的Cd2+的变化。而加入EDTA可以抑制这种变化。本发明所述探针可以较好的检测细胞里面的Cd2+。