基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物及其制备方法和用途转让专利
申请号 : CN201811222557.4
文献号 : CN109369621B
文献日 : 2020-07-17
发明人 : 卢忠林 , 刘名轩 , 马乐乐 , 刘旭英
申请人 : 北京师范大学
摘要 :
本发明提供一种基于TPA‑BI的大环多胺[12]aneN3化合物及其制备方法与用途。本发明公开的化合物主要由Suzuki偶联、酯化反应以及Click反应制备合成。本发明所提供的化合物具有大Stock位移以及双光子荧光的性质，具有长波激发，低自发光，高3D分辨率的优点；该化合物具有聚集诱导效应(AIE)；本发明提供的化合物可以与二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)形成对pH刺激响应的阳离子脂质体，促进DNA在细胞内的释放，并且该阳离子脂质体可以高效地进入细胞核从而提高细胞的转染效率。
权利要求 :
1.一种基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，所述化合物的结构式(I)如下：式(I)中，R为含大环多胺[12]aneN3的结构单元。
2.如权利要求1所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，其中，R为单大环多胺[12]aneN3或双大环多胺[12]aneN3。
3.如权利要求2所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，其中，单大环多胺[12]aneN3为R1，所述R1的结构式(II)如下：
4.如权利要求2所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，其中，双大环多胺[12]aneN3为R2，所述R2的结构式(III)如下：式(III)中，n为0或1。
5.一种制备权利要求1～2任一项所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物的方法，包括：1)制备TAP-BI衍生物；2)制备大环多胺[12]aneN3衍生物；3)大环多胺[12]aneN3衍生物与TAP-BI衍生物反应制备得到基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，其中，TAP-BI衍生物为如下式(IV)和式(V)中的化合物；大环多胺[12]aneN3衍生物为羧乙基[12]aneN3和炔丙基[12]aneN3，
6.如权利要求5所述的方法，步骤1)中制备TAP-BI衍生物包括：通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物；通过式IV)所示的羟基TAP-BI化合物与双叠氮苯甲酸酯化反应制备式(V)所示的化合物。
7.如权利要求6所述的方法，包括以下步骤：1)通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物；通过式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物与双叠氮苯甲酸酯化反应制备式(V)所示的化合物；2)制备羧乙基[12]aneN3与炔丙基[12]aneN3；3)通过式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物与羧乙基[12]aneN3酯化反应制备式(I)所示的基于TPA-BI的单大环多胺[12]aneN3化合物；通过式(V)所示的化合物与炔丙基[12]aneN3反应制备式(I)所示的基于TPA-BI的双大环多胺[12]aneN3化合物。
8.权利要求1所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物在制备转基因载体中的应用。
9.权利要求1所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物在制备DNA分子荧光探针中的应用。
10.权利要求1所述的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物在制备标记物中的应用。
说明书 :
基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物及其制备方法和用途
技术领域
[0001] 本发明涉及非病毒基因载体，具体涉及一种同时基于TPA-BI的大环多胺 [12]aneN3化合物及其制备方法和用途。
背景技术
[0002] 基因治疗是向病变细胞中导入正常基因以替换和修正病变基因，从而达到治疗的目的。由于磷酸基团的存在，核酸表面是带电负性的，同时，细胞表面有很多带负电荷的蛋白以及糖脂化合物，从而导致核酸很难直接通过胞吞作用进入细胞，因此，核酸能否顺利的进入细胞成为基因转染的难点。基因载体成为解决这个问题的关键。
[0003] 载体分为病毒基因载体和非病毒基因载体两大类。病毒基因载体虽具有较高的转染效率，但是病毒基因载体也具有一定风险的致癌性和免疫原性，具有载体容量的限制(通常为2-3kb 2-3kb)且操作要求较高。而非病毒基因载体没有传染性，没有载体容量限制，操作简便，化学结构清楚可调节，易于大量合成，能够人工的引入更多功能性基团，在基因转染中具有不可替代的作用。非病毒基因载体主要分为以下几种：阳离子聚合物、阳离子脂质体、小分子、无机配合物、纳米功能粒子和量子点。其中，阳离子脂质体能够通过静电作用将DNA分子包裹入内，形成复合物，并且通过细胞内吞作用 (偶尔也通过直接渗透)将DNA转运入细胞，形成内涵体后通过溶酶体释放 DNA，进入细胞质再进一步入核转录表达。目前的阳离子脂质体功能较为单一，只能进行DNA凝聚和转运且很难进入细胞核。因此，探寻和研发具有荧光性能，高转染效率且能进入细胞核的阳离子脂质体具有极高的研究价值。
发明内容
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005] 本发明还有一个目的是提供一种基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，本发明所涉及到的化合物是以TPA-BI为核心，在TAP-BI的尾部接上亲水的[12]aneN3单元，形成两亲性化合物；该种化合物具有大Stoke位移以及双光子效应，长波激发，低自发光，高3D分辨率；该种化合物可以在水中组装成具有AIE效应的胶束，可以和DNA凝聚为纳米颗粒；该种化合物可以对DNA有效的识别成像，和DNA结合后发光；该种化合物与DNA结合后，可以运载DNA进入细胞，并且具有强荧光，利用这一特点可以对基因的转染过程进行示踪。
[0006] 本发明还有一个目的是提供基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物的制备方法以及该化合物的用途。
[0007] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于TPA-BI 的大环多胺[12]aneN3化合物，所述化合物的结构式(I)如下：
[0008]
[0009] 式(I)中，R为含大环多胺[12]aneN3的结构单元。
[0010] 优选的是，其中，R为单大环多胺[12]aneN3化合物或双大环多胺[12]aneN3化合物。
[0011] 优选的是，其中，单大环多胺[12]aneN3化合物为R1，所述R1的结构式 (II)如下：
[0012]
[0013] 优选的是，其中，双大环多胺[12]aneN3化合物为R2，所述R2的结构式 (III)如下：
[0014]
[0015] 式(III)中，n为0或1。
[0016] 本发明的目的还可以进一步由基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物的制备方法来实现，包括：1)制备TAP-BI衍生物；2)制备大环多胺[12]aneN3衍生物；3)大环多胺[12]aneN3衍生物与TAP-BI衍生物反应制备得到基于 TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物。
[0017] 优选的是，其中，步骤1)中制备TAP-BI衍生物包括：通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物；通过式IV)所示的羟基TAP-BI 化合物与双叠氮苯甲酸酯化反应制备式(V)所示的化合物；
[0018]
[0019] 优选的是，其中，包括以下步骤：1)通过Suzuki偶联制备式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物；通过式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物与双叠氮苯甲酸酯化反应制备式(V)所示的化合物；2)制备羧乙基[12]aneN3与炔丙基[12]aneN3；3)通过式(IV)所示的羟基TAP-BI化合物与羧乙基[12]aneN3酯化反应制备式(I)所示的基于TPA-BI的单大环多胺[12]aneN3化合物；通过式(V)所示的化合物与炔丙基[12]aneN3反应制备式(I)所示的基于TPA-BI 的双大环多胺[12]aneN3化合物。
[0020] 本发明的目的还可以进一步由基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物在制备转基因载体中的应用来实现。
[0021] 本发明的目的还可以进一步由基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物作为DNA分子荧光探针的应用来实现。
[0022] 本发明的目的还可以进一步由基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物作为标记物的应用来实现。
[0023] 本发明至少包括以下有益效果：
[0024] 1、本发明的化合物以TPA-BI为骨架，尾部接上亲水性的大环多胺 [12]aneN3形成两亲性的化合物，在水中具有聚集诱导效应(AIE)；
[0025] 2、本发明的化合物具有大Stoke位移和双光子效应，具有长波激发，低自发光的特点；
[0026] 3、本发明的化合物可以有效地凝聚DNA，与其形成纳米颗粒；
[0027] 4、本发明的化合物可以对pH进行刺激响应，在pH为5时可以释放凝聚的DNA；
[0028] 5、本发明的化合物和DNA凝聚后发光，可以作为DNA探针；
[0029] 6、本发明的化合物可以作为非病毒基因载体，其中示例图中给出的化合物1-C在一定条件下转染效率超过商业化的转染试剂Lipofectamine 2000；
[0030] 7、本发明的化合物可以对基因转染的过程进行示踪，以便研究基因转染的机理，从而为研发新型转染试剂打下基础。
[0031] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0032] 图1为本发明的实施例1中化合物的最大荧光强度随THF比例变化图；
[0033] 其中，图1A为化合物1-A的最大荧光强度随THF比例变化图；图1B 为化合物1-B的最大荧光强度随THF比例变化图；图1C为化合物1-C的最大荧光强度随THF比例变化图；
[0034] 图2为本发明实施例1中化合物的光谱图；
[0035] 其中，图2A化合物1-A的紫外吸收光谱图；图2B为化合物1-A的荧光发射光谱图；图2C为化合物1-B的紫外吸收光谱图；图2D为化合物1-B的荧光发射光谱图；图2E为化合物1-C的紫外吸收光谱图；图2F为化合物1-C 的荧光发射光谱图；
[0036] 图3为由本发明的化合物制备的阳离子脂质体的DNA荧光滴定结果图；
[0037] 其中，图3A为阳离子脂质体1-A/DOPE的DNA荧光滴定结果图；图3B 为阳离子脂质体1-B/DOPE的DNA荧光滴定结果图；图3C为阳离子脂质体 1-C/DOPE的DNA荧光滴定结果图；
[0038] 图4为本发明化合物以及为由本发明的化合物制备的阳离子脂质体的琼脂糖凝胶阻滞实验图；
[0039] 其中，图4A为化合物1-A对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图4B为化合物1-A/DOPE对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图4C 为化合物1-B对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图4D为化合物 1-B/DOPE对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图4E为化合物1-C对 pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；图4F为化合物1-C/DOPE对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图；
[0040] 图5为为由本发明的化合物制备的阳离子脂质体对pUC 18 DNA释放的琼脂糖凝胶电泳实验图；
[0041] 图6为本发明不同浓度的化合物1-A～1-C以及其与不同比例DOPE形成的阳离子脂质体对pGL-3基因在A549细胞中的荧光素酶表达结果图；
[0042] 图7为本发明中化合物1-A～1-C以及其与DOPE形成的阳离子脂质体在不同细胞中的荧光素酶表达结果图；
[0043] 其中，图7A为对pGL-3基因在HeK 293T细胞中的荧光素酶表达结果；图7B为对pGL-3基因在HepG2细胞中的荧光素酶表达结果；图7C为对pGL-3 基因在Hela细胞中的荧光素酶表达结果；
[0044] 图8为阳离子脂质体1-A/DOPE～1-C/DOPE转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达图；
[0045] 图9为阳离子脂质体1-A～1-C转染pEGFP-N1基因的绿色荧光蛋白表达图；
[0046] 图10为在不同时间段细胞摄取本发明阳离子脂质体1-C/DOPE凝聚 FAM-DNA的共聚焦图；
[0047] 图11为在不同时间段细胞摄取本发明阳离子脂质体1-C/DOPE凝聚 FAM-DNA的双光子共聚焦图。
具体实施方式
[0048] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0049] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0050] <实例1>
[0051] 一种基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物，所述化合物的结构式(I) 如下：
[0052]
[0053] 式(I)中，R为含大环多胺[12]aneN3的结构单元。
[0054] 其中，当R为 时，合成的基于TPA-BI的大环多胺 [12]aneN3化合物记为1-A，其具有如下结构式：
[0055]
[0056] 当R为 时，合成的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物记为1-B与1-C，其具有如下结构式：
[0057]
[0058] 其中，n＝0时为化合物1-B，n＝1时为化合物1-C。
[0059] 化合物1-A的合成路线以及制备方法如下：
[0060]
[0061]
[0062] 具体合成步骤包括：
[0063] (1)、将无水碳酸钾(6g，37.7mmol)和甘氨酸甲酯盐酸盐(87g,28mmol) 溶于60mL无水乙醚和10mL水的混合溶液中，然后加入乙基乙酰亚胺盐酸盐(3.90g,31.7mmol)，反应4min，取乙醚相。向剩下的水溶液再加入无水乙醚，室温反应3min，取乙醚相。合并两次所得乙醚溶液，用无水硫酸钠干燥，除去溶剂，得到化合物1-1；将对溴苯甲醛(2.4g，13mmol)和
2- 氨基乙醇(1.2g,19.7mmol)溶于40mL乙醇中，再滴加两滴乙酸催化，在室温下反应24h，旋干，得化合物1-2；将化合物1-1和化合物1-2溶于无水甲醇中，于25℃反应24h。除去甲醇后过硅胶层析柱，以乙酸乙酯为淋洗剂。除去溶剂真空干燥得到化合物1-3。
2- 氨基乙醇(1.2g,19.7mmol)溶于40mL乙醇中，再滴加两滴乙酸催化，在室温下反应24h，旋干，得化合物1-2；将化合物1-1和化合物1-2溶于无水甲醇中，于25℃反应24h。除去甲醇后过硅胶层析柱，以乙酸乙酯为淋洗剂。除去溶剂真空干燥得到化合物1-3。
[0064] (2)在Ar保护下，将硼酸三苯胺，化合物1-3(144.5mg,0.5mmol)，Pd(PPh3)4 20mg，碳酸钾150mg加入THF和水(THF/H2O的体积比为4:1)10 mL的混合溶剂中。加热回流反应7～10小时。反应结束后用DCM萃取，用乙酸乙酯作为洗脱剂进行硅胶层析柱纯化，得化合物1-
4；称量化合物1-4 (131mg,0.28mmol)和羧乙基[12]aneN3(120.12mg,0.28mmol)，DMAP(13.7 mg,0.112mmol)，DCM 20ml，冰浴条件下再加入DCC，搅拌过夜反应7～ 10小时，过滤，过柱子得黄色固体产物1-5；最后在10mL单口瓶中，加入化合物1-5(130mg，0.15mmol)，2mL DCM溶解，冰水浴下，缓慢滴加2mL 的2M浓度的HCl-ETOAC溶液，搅拌反应2小时后，有大量固体析出。减压蒸馏除去溶剂，加入少量乙醚固化，抽滤，少量乙醚洗涤，滤渣真空干燥 12小时，得到化合物1-A。
4；称量化合物1-4 (131mg,0.28mmol)和羧乙基[12]aneN3(120.12mg,0.28mmol)，DMAP(13.7 mg,0.112mmol)，DCM 20ml，冰浴条件下再加入DCC，搅拌过夜反应7～ 10小时，过滤，过柱子得黄色固体产物1-5；最后在10mL单口瓶中，加入化合物1-5(130mg，0.15mmol)，2mL DCM溶解，冰水浴下，缓慢滴加2mL 的2M浓度的HCl-ETOAC溶液，搅拌反应2小时后，有大量固体析出。减压蒸馏除去溶剂，加入少量乙醚固化，抽滤，少量乙醚洗涤，滤渣真空干燥 12小时，得到化合物1-A。
[0065] 其中，羧乙基[12]aneN3的合成方法参照文献Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 22(2012)2303–2307。
[0066] 化合物1-B与1-C的合成路线以及制备方法如下：
[0067]
[0068] 化合物1-4的合成方法如上，1-B，1-C的制备方法具体包括如下步骤：
[0069] 在30mL DCM中加入化合物1-4(236mg,0.5mmol)和化合物1-6(1-9) (102/140mg,0.5mmol)，DMAP(24mg,0.2mmol)，然后缓慢的滴加DCC (154.7mg,0.74mmol)的DCM溶液，室温搅拌，得到化合物1-7(1-10)；接下来在氩气保护下向摩尔比为1：2的化合物1-7(1-10)和炔丙基[12]aneN3中加入5mg CuBr和5mL DCM。在50℃下搅拌混合物3小时后，抽干用乙酸乙酯作为洗脱剂进行硅胶层析柱纯化得化合物1-8(1-11)；称量化合物1-8 (1-11)(108/
105mg，0.07mmol)，用2mL DCM溶解，冰水浴下，缓慢滴加2mL 的2M HCl-ETOAC溶液，搅拌反应2小时后，有大量固体析出。减压蒸馏除去溶剂，加入少量乙醚固化，抽滤，少量乙醚洗涤，滤渣真空干燥12小时，得到红色固体1-B(1-C)。
105mg，0.07mmol)，用2mL DCM溶解，冰水浴下，缓慢滴加2mL 的2M HCl-ETOAC溶液，搅拌反应2小时后，有大量固体析出。减压蒸馏除去溶剂，加入少量乙醚固化，抽滤，少量乙醚洗涤，滤渣真空干燥12小时，得到红色固体1-B(1-C)。
[0070] 其中，化合物1-6，1-7，1-8，1-B中，n＝0，化合物1-9，1-10，1-11， 1-C中，n＝1。
[0071] 其中，炔丙基[12]aneN3的制备方法参考文献Bioorganic&Medicinal Chemistry 20(2012)801–808。
[0072] 化合物1-2：
[0073]
[0074] 3.6g，产率91％；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25(s,1H),7.57(dd,J＝ 8.5,2.0Hz,2H),7.52(dd,J＝8.4,1.4Hz,2H),3.93–3.86(m,2H),3.73(dd,J＝ 6.7,3.4Hz,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ162.06,134.72,131.93,129.67, 125.36,63.49,62.00,43.69.MS(ES+)calcd.for C9H10BrNO(M+H)+:226.9946, found 227.9905.
[0075] 化合物1-3：
[0076]
[0077] 1.4g，产率：51％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25(s,1H),7.57(dd,J＝ 8.5,2.0Hz,2H),7.52(dd,J＝8.4,1.4Hz,2H),3.93–3.86(m,2H),3.73(dd,J＝ 6.7,3.4Hz,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.17,163.68,138.77,133.58, 133.00,132.03,126.20,124.87,
60.71,43.58,16.01.MS(ES+)calcd.for C13H13BrN2O2(M+H)+:308.0160,found 309.0169.[0078] 化合物1-4：
60.71,43.58,16.01.MS(ES+)calcd.for C13H13BrN2O2(M+H)+:308.0160,found 309.0169.[0078] 化合物1-4：
[0079]
[0080] 0.22g，产率：47％。1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.17(d,J＝8.1Hz,2H), 7.63(d,J＝8.3Hz,2H),7.51(d,J＝8.4Hz,2H),7.45(t,J＝15.2Hz,2H),7.28 (d,J＝7.7Hz,2H),7.26(s,1H),7.13(dd,J＝12.4,4.9Hz,6H),7.05(t,J＝7.2 Hz,2H),3.84(d,J＝4.7Hz,2H),
3.80–3.74(m,2H),2.43(s,3H).13C NMR (100MHz,CDCl3)δ171.26,162.68,147.91,147.57,
142.32,133.76,132.85, 132.22,132.12,129.42,128.54,127.79,126.75,124.78,
123.51,123.31,61.05, 43.70,15.98.MS(ES+)calcd.for C31H27N3O2(M+H)+:473.2103,found 474.2609.
3.80–3.74(m,2H),2.43(s,3H).13C NMR (100MHz,CDCl3)δ171.26,162.68,147.91,147.57,
142.32,133.76,132.85, 132.22,132.12,129.42,128.54,127.79,126.75,124.78,
123.51,123.31,61.05, 43.70,15.98.MS(ES+)calcd.for C31H27N3O2(M+H)+:473.2103,found 474.2609.
[0081] 化合物1-5：
[0082]
[0083] 0.13g，产率：73％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.17(d,J＝8.3Hz,2H), 7.62(d,J＝8.3Hz,2H),7.50(d,J＝8.6Hz,2H),7.28(d,J＝8.0Hz,3H),7.12 (dd,J＝7.9,3.8Hz,8H),
7.04(t,J＝7.3Hz,2H),4.28(s,2H),3.88(s,2H),3.32– 3.27(m,8H),2.60(t,J＝5.8Hz,
4H),2.41(d,J＝4.2Hz,3H),1.89–1.79(m, 3H),1.73(s,5H),1.42(s,18H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.05,170.57, 161.43,156.35,147.92,147.56,142.37,137.90,
133.73,132.82,132.60,129.42, 127.79,127.66,126.77,124.78,123.51,123.31,79.34,
61.66,53.63,51.03,45.57, 43.55,39.67,28.59,26.722,18.53 15.88.MS(ES+)calcd.for C52H64N6O7 (M+H)+:884.4836,found 885.6430.
7.04(t,J＝7.3Hz,2H),4.28(s,2H),3.88(s,2H),3.32– 3.27(m,8H),2.60(t,J＝5.8Hz,
4H),2.41(d,J＝4.2Hz,3H),1.89–1.79(m, 3H),1.73(s,5H),1.42(s,18H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.05,170.57, 161.43,156.35,147.92,147.56,142.37,137.90,
133.73,132.82,132.60,129.42, 127.79,127.66,126.77,124.78,123.51,123.31,79.34,
61.66,53.63,51.03,45.57, 43.55,39.67,28.59,26.722,18.53 15.88.MS(ES+)calcd.for C52H64N6O7 (M+H)+:884.4836,found 885.6430.
[0084] 化合物1-A：
[0085]
[0086] 0.07g，产率：67％。1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.15(d,J＝8.4Hz,2H), 7.62(d,J＝8.4Hz,2H),7.56(d,J＝8.6Hz,2H),7.23(d,J＝7.8Hz,3H),7.05– 6.84(m,10H),3.78(s,
2H),3.54(s,2H),3.20(s,2H),2.94(d,J＝34.7Hz,8H), 2.65(s,4H),2.32(s,3H),1.86(s,
2H),1.65(s,6H).13C NMR(100MHz,,CDCl3) δ172.49,169.81,164.56,147.90,147.37,
141.63,137.14,133.16,133.09,132.70, 130.19,128.29,126.77,125.75,124.96,
124.07,123.28,52.63,50.54,48.71, 33.77,25.83,24.93,21.64,21.64,15.91.MS(ES+)calcd.for C42H48N6O3 (M+H)+:684.3788,found 685.3857.
2H),3.54(s,2H),3.20(s,2H),2.94(d,J＝34.7Hz,8H), 2.65(s,4H),2.32(s,3H),1.86(s,
2H),1.65(s,6H).13C NMR(100MHz,,CDCl3) δ172.49,169.81,164.56,147.90,147.37,
141.63,137.14,133.16,133.09,132.70, 130.19,128.29,126.77,125.75,124.96,
124.07,123.28,52.63,50.54,48.71, 33.77,25.83,24.93,21.64,21.64,15.91.MS(ES+)calcd.for C42H48N6O3 (M+H)+:684.3788,found 685.3857.
[0087] 化合物1-7：
[0088]
[0089] 产率：80％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18(d,J＝8.3Hz,2H),7.64(d, J＝8.3Hz,2H),7.52(d,J＝8.6Hz,2H),7.45(d,J＝2.0Hz,2H),7.29(d,J＝7.7 Hz,4H),7.18(s,1H),
7.14(dd,J＝8.1,4.4Hz,6H),7.05(t,J＝7.3Hz,2H),6.80 (s,1H),4.54(t,J＝5.3Hz,2H),
4.04(t,J＝5.3Hz,2H),2.46(s,3H).13C NMR (100MHz,,CDCl3)δ171.26,163.45,147.62,
147.59,143.16,138.87,133.58, 133.07,132.99,132.22,132.13,132.07,132.05,
129.31,128.66,128.54,127.36, 126.14,124.84,124.38,124.16,61.11,43.57,16.04.MS(ES+)calcd.for C38H29N9O3(M+H)+:659.2393,found 660.5187.
7.14(dd,J＝8.1,4.4Hz,6H),7.05(t,J＝7.3Hz,2H),6.80 (s,1H),4.54(t,J＝5.3Hz,2H),
4.04(t,J＝5.3Hz,2H),2.46(s,3H).13C NMR (100MHz,,CDCl3)δ171.26,163.45,147.62,
147.59,143.16,138.87,133.58, 133.07,132.99,132.22,132.13,132.07,132.05,
129.31,128.66,128.54,127.36, 126.14,124.84,124.38,124.16,61.11,43.57,16.04.MS(ES+)calcd.for C38H29N9O3(M+H)+:659.2393,found 660.5187.
[0090] 化合物1-8：
[0091]
[0092] 产率：52％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.54(s,1H),8.46(s,2H),8.18(d, J＝8.3Hz,2H),8.02(s,2H),7.64(d,J＝8.3Hz,2H),7.52(d,J＝8.6Hz,2H), 7.29(d,J＝8.4Hz,4H),
7.15(d,J＝5.3Hz,7H),7.06(d,J＝7.2Hz,2H),4.04(s, 2H),3.91(s,2H),3.88–3.79(m,
4H),3.49(s,4H),3.37(d,J＝5.7Hz,16H), 2.53(s,7H),2.45(s,3H),1.90(s,12H),1.46(s,36H).13C NMR(100MHz,, CDCl3)δ171.44,164.80,162.52,156.43,147.90,147.57,
145.27,142.27,138.42, 138.16,133.77,133.72，132.80,130.98,129.41,127.78,
127.47,126.74,124.77, 123.51,123.30,120.48,120.27,115.85,79.43,65.64,61.19,
53.14,49.92,45.58, 44.07,43.67,29.77,28.60,19.26.MS(ES+)calcd.for C82H107N15O11(M+H)+: 1477.8274,found 1478.8326.
7.15(d,J＝5.3Hz,7H),7.06(d,J＝7.2Hz,2H),4.04(s, 2H),3.91(s,2H),3.88–3.79(m,
4H),3.49(s,4H),3.37(d,J＝5.7Hz,16H), 2.53(s,7H),2.45(s,3H),1.90(s,12H),1.46(s,36H).13C NMR(100MHz,, CDCl3)δ171.44,164.80,162.52,156.43,147.90,147.57,
145.27,142.27,138.42, 138.16,133.77,133.72，132.80,130.98,129.41,127.78,
127.47,126.74,124.77, 123.51,123.30,120.48,120.27,115.85,79.43,65.64,61.19,
53.14,49.92,45.58, 44.07,43.67,29.77,28.60,19.26.MS(ES+)calcd.for C82H107N15O11(M+H)+: 1477.8274,found 1478.8326.
[0093] 化合物1-10：
[0094]
[0095] 产率：89％。在20mL DCM中加入1-4(94mg,0.2mmol),1-9(56mg, 0.2mmol),DMAP(12mg,0.1mmol),然后0℃下缓慢的滴加DCC(77.35mg, 0.34mmol)的DCM溶液，室温下搅拌过夜，得123.4mg黄色固体。产率：89％. 1H NMR(400MHz,)δ8.19(d,J＝8.5Hz,2H),7.93(d,J＝1.6Hz,2H),7.64(d, J＝8.5Hz,2H),7.51(d,J＝8.7Hz,3H),7.34–7.26(m,4H),7.18(s,1H),7.17– 7.09(m,6H),7.09–7.01(m,2H),4.56(t,J＝5.5Hz,2H),4.44(s,4H),4.05(t,J ＝5.5Hz,2H),2.47(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ167.40,165.43, 147.85,147.48,
146.22,142.34,137.04,133.64,132.77,132.29,132.16,130.38, 129.33,128.95,
128.01,127.71,126.68,124.88,124.70,123.41,123.22,62.66, 54.04,39.67,15.70.MS(ES+)calcd.for C40H33N9O3(M+H)+:687.2706,found 688.2788.
146.22,142.34,137.04,133.64,132.77,132.29,132.16,130.38, 129.33,128.95,
128.01,127.71,126.68,124.88,124.70,123.41,123.22,62.66, 54.04,39.67,15.70.MS(ES+)calcd.for C40H33N9O3(M+H)+:687.2706,found 688.2788.
[0096] 化合物1-11：
[0097]
[0098] 产率63％.1H NMR(400MHz,)δ8.17(dd,J＝8.4,4.7Hz,2H),7.87(s, 2H),7.63(dd,J＝8.5,1.8Hz,2H),7.51(dd,J＝8.7,3.0Hz,2H),7.39–7.36(m, 3H),7.29(d,J＝8.3Hz,3H),7.16–7.11(m,8H),7.05(t,J＝7.3Hz,2H),5.54(d, J＝6.6Hz,4H),3.89(s,
2H),3.81(d,J＝5.0Hz,2H),3.77(d,J＝4.9Hz,4H), 3.31(d,J＝6.4Hz,16H),2.46–2.41(m,11H),1.84(d,J＝5.9Hz,11H),1.44(s, 36H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ166.91,165.72,
156.39,147.90,147.53, 145.39,145.32,144.61,136.65,132.82,132.09,131.47,
129.42,129.10,127.80, 127.59,126.77,126.42,124.77,124.12,123.95,123.51,
123.30,122.51,79.38, 53.30,53.25,52.61,50.96,49.87,46.89,45.52,43.92,28.59,
27.26,26.26.MS (ES+)calcd.for C84H111N15O11(M+H)+:1505.8587,found 1506.8686.[0099] 化合物1-B：
2H),3.81(d,J＝5.0Hz,2H),3.77(d,J＝4.9Hz,4H), 3.31(d,J＝6.4Hz,16H),2.46–2.41(m,11H),1.84(d,J＝5.9Hz,11H),1.44(s, 36H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ166.91,165.72,
156.39,147.90,147.53, 145.39,145.32,144.61,136.65,132.82,132.09,131.47,
129.42,129.10,127.80, 127.59,126.77,126.42,124.77,124.12,123.95,123.51,
123.30,122.51,79.38, 53.30,53.25,52.61,50.96,49.87,46.89,45.52,43.92,28.59,
27.26,26.26.MS (ES+)calcd.for C84H111N15O11(M+H)+:1505.8587,found 1506.8686.[0099] 化合物1-B：
[0100]
[0101] 产率：80％。1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.63(s,2H),9.55(s,4H),9.44 (s,2H),8.94(s,1H),8.56(s,1H),8.25(s,1H),7.71(dd,J＝23.6,7.6Hz,3H), 7.34(s,3H),7.06(d,J＝18.0Hz,7H),4.55(s,4H),3.99(s,2H),3.66(s,3H), 3.54(s,6H),3.38(d,J＝6.8Hz,3H),
3.18(d,J＝44.1Hz,12H),2.71(d,J＝51.4 Hz,3H),2.45(s,3H),2.06(dd,J＝88.3,
43.0Hz,12H),1.08(d,J＝6.7Hz,2H). 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ169.83,165.34,147.78,
147.33,144.98,142.53, 141.32,138.26,135.80,134.62,133.41,133.15,133.07,
132.95,130.11,128.18, 126.78,126.65,126.38,125.49,124.87,123.97,123.27,65.34,
59.17,53.52, 49.39,43.49,42.73,18.23,16.03,15.61.MS(ES+)calcd.for C62H75N15O3 +
(M+H) :1077.6177,found 1078.6274.
3.18(d,J＝44.1Hz,12H),2.71(d,J＝51.4 Hz,3H),2.45(s,3H),2.06(dd,J＝88.3,
43.0Hz,12H),1.08(d,J＝6.7Hz,2H). 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ169.83,165.34,147.78,
147.33,144.98,142.53, 141.32,138.26,135.80,134.62,133.41,133.15,133.07,
132.95,130.11,128.18, 126.78,126.65,126.38,125.49,124.87,123.97,123.27,65.34,
59.17,53.52, 49.39,43.49,42.73,18.23,16.03,15.61.MS(ES+)calcd.for C62H75N15O3 +
(M+H) :1077.6177,found 1078.6274.
[0102] 化合物1-C：
[0103]
[0104] 产率79％.1H NMR(600MHz,CDCl3)δ9.61(d,J＝54.6Hz,8H),8.53(s, 1H),8.25(d,J＝8.3Hz,1H),7.91–7.62(m,4H),7.33(t,J＝7.7Hz,3H),7.07 (dd,J＝16.3,7.8Hz,5H),7.02(d,J＝8.3Hz,2H),5.74(s,4H),4.41(s,4H),4.01 (d,J＝7.0Hz,2H),3.55(d,J＝
2.6Hz,3H),3.48(s,3H),3.44–3.33(m,12H), 3.26(s,6H),3.07(s,6H),2.19(s,8H),2.04(s,4H),1.97(s,3H).13C NMR(100 MHz,DMSO-D6)δ172.51,170.88,157.29,153.88,147.90,
147.35,141.60, 137.77,136.90,136.61,136.40,133.19,133.01,132.69,130.85,
130.23,129.09, 128.65,128.32,126.76,124.97,124.11,123.28,65.46,60.32,56.55,
49.05,47.02, 41.64,21.66,21.35,15.72,14.65.MS(ES+)calcd.for C64H79N15O3(M+H)+:
1105.6490,found 1106.6502.
2.6Hz,3H),3.48(s,3H),3.44–3.33(m,12H), 3.26(s,6H),3.07(s,6H),2.19(s,8H),2.04(s,4H),1.97(s,3H).13C NMR(100 MHz,DMSO-D6)δ172.51,170.88,157.29,153.88,147.90,
147.35,141.60, 137.77,136.90,136.61,136.40,133.19,133.01,132.69,130.85,
130.23,129.09, 128.65,128.32,126.76,124.97,124.11,123.28,65.46,60.32,56.55,
49.05,47.02, 41.64,21.66,21.35,15.72,14.65.MS(ES+)calcd.for C64H79N15O3(M+H)+:
1105.6490,found 1106.6502.
[0105] <实例2>
[0106] 将化合物1-A，1-B和1-C配置成相同浓度的水溶液(10μM)，向体系中加入0-99％的四氢呋喃，测定化合物1A～1-C的荧光强度；将荧光强度的最大值随四氢呋喃加入量的变化趋势作图，得到图1A～1C，在图1A～1C中，X轴为四氢呋喃的浓度，Y轴为荧光强度。由图1可以得出，本发明的基于TPA-BI 的大环多胺[12]aneN3化合物具有很好的AIE效应。
[0107] <实例3>
[0108] 分别在不同溶剂中配置10μM的1-A～1-C，对其紫外和荧光经行测试作图，得到图2A～2F。由图可得出，本发明的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物具有大Stoke位移，长波激发，低自发光的特点。
[0109] <实例4>
[0110] 向化合物1-A、1-B和1-C浓度为10μM的溶液中加入X10Y10 DNA，测试其荧光强度并作图，得到图3A～3C。
[0111] 图3A～3C是X10Y10 DNA对化合物1-A、1-B和1-C的荧光滴定结果；其中，X轴为DNA的浓度，Y轴表示荧光强度。由图3可以得出，本发明基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物对DNA具有很好的响应，可以作为 DNA探针。
[0112] <实例5>
[0113] 分别配置不同浓度(5-70μM)的1-A～1-C以及1-A/DOPE～1-C/DOPE (1:2,摩尔比)，将其与pUC 18质粒DNA形成复合物，在37℃条件下孵育1 小时，然后将其加入到不同的凝胶孔内，进行DNA琼脂糖凝胶阻滞实验，得到不同浓度化合物对DNA的凝聚情况。
[0114] 图4A～4F是本发明化合物1-A～1-C对pUC18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞结果；从图中可以看出加入DOPE凝聚据效果更佳。由图4可以得出，本发明的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物可以有效凝聚DNA形成纳米颗粒，可以作为非病毒基因载体。
[0115] <实例6>
[0116] 配置10μM浓度的1-A/DOPE～1-C/DOPE(1:2,摩尔比)，将其与pUC 18 质粒DNA形成复合物，在37℃孵育1小时，在pH为5的条件下，进行DNA 琼脂糖释放实验，得到1-A/DOPE～1-C/DOPE对酸刺激响应的情况。
[0117] 图5是本发明化合物对酸性响应情况；从图中可以看出，1-B/DOPE和 1-C/DOPE在1小时以内可以释放DNA，1-A/DOPE在2小时释放DNA，说明本发明的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物均对酸性条件可以刺激响应。
[0118] <实例7>
[0119] 将5-30μM的化合物1-A～1-C及其与DOPE形成2:1,1:1,1:2,1:3(摩尔比)的阳离子脂质体与PGL-3DNA在37℃条件下孵育30分钟后给药，加入培养好的A549细胞中，作用5小时，吸出化合物，用1mL DMEM漂洗，再加入完全培养基孵育48小时。最后加入120μL的细胞裂解液，将细胞裂解，测定其发光强度以及蛋白含量，以商业转染试剂lipofectamine 2000为标样，每毫克蛋白的发光强度(RLU/mg protein)表示化合物1-A、1-B、和1-C的转染效率。
[0120] 图6是本发明化合物1-A～1-C以及其与DOPE形成的脂质体作为非病毒基因载体，在不同浓度，不同化合物/DOPE比在A549细胞中的荧光素酶表达结果；以商业化转染试剂Lipofectamine 2000为参照。
[0121] 图6中X轴为表示不同的化合物，从左到右依次为：化合物1-A，化合物1-B，化合物1-C，1-C/DOPE(2:1,摩尔比)，1-C/DOPE(1:1,摩尔比), 1-C/DOPE(1:2,摩尔比)以及Lipo
2000的荧光素酶表达量；由图6可以得出结论，1-C/DOPE(1:2,摩尔比)转染效果最好，在A549细胞中是商业化Lipo 2000的140％。
2000的荧光素酶表达量；由图6可以得出结论，1-C/DOPE(1:2,摩尔比)转染效果最好，在A549细胞中是商业化Lipo 2000的140％。
[0122] <实例8>
[0123] 以上述方法，分别对1-A～1-C以及其与DOPE形成的阳离子脂质体在 HeK 293T,HepG2和Hela细胞中的转染效率进行了探究。以商业转染试剂 lipofectamine 2000为标样，每毫克蛋白的发光强度(RLU/mg protein)表示化合物1-A、1-B、和1-C的转染效率。
[0124] 图7A～7C为化合物1-A～1-C及其与DOPE(1:2,摩尔比，两者比例关系下同)形成的脂质体在HEK293T、HepG2以及Hela中的荧光表达结果；Y 轴表示荧光素酶表达量；由图6，图7可以得出结论，1-C/DOPE的转染效率最高，在HeK 293T、HepG2、Hela以及A549中的转染效率分别为商业化Lipo 2000的34％，50％，28％以及140％。
[0125] <实例9>
[0126] 将浓度为10μM化合物1-A～1-C及其与DOPE形成的脂质体与pEGFP 孵育30分钟后，将其加入到A549细胞中进行培养，然后将给药后的培养基吸出，加入含有FBS的完全培养基孵育24h；最后，吸出培养基并用PBS洗 3～5次，用激光共聚焦扫描显微镜进行拍照；以商业转染试剂lipofectamine 2000为对照组。
[0127] 图8和图9分别为化合物1-A/DOPE～1-C/DOPE和1-A～1-C绿色荧光蛋白实验，由图8和图9可以得出，1-C/DOPE转染效率最高。
[0128] <实例10>
[0129] 将阳离子脂质体1-C/DOPE与FAM-DNA孵育30分钟后，加入A549细胞中培养不同时间，吸出培养基，用PBS洗3-5次，通过激光共聚焦扫描显微镜进行拍照，观察细胞的跨膜情况。
[0130] 图10是将阳离子脂质体1-C/DOPE凝聚FAM-DNA加入到A549细胞中，然后在不同时间段获取细胞摄取图。由图10可以得出，0.5h DNA进入细胞膜，1h一部分DNA进入细胞核，2h DNA完全进入细胞核。
[0131] <实例11>
[0132] 按照上述方法进行实验，通过双光子共聚焦显微镜进行拍照，观察细胞跨膜情况。
[0133] 图11是将阳离子脂质体1-C/DOPE凝聚FAM-DNA加入到A549细胞中，获取在不同时间段的细胞摄取图。由图11可以得出，该阳离子脂质体可以进行生物体内的双光子成像。
[0134] 综上所述，本发明中的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物在水中具有聚集诱导效应(AIE)，具有大Stoke位移和双光子效应，具有长波激发，低自发光的特点；可以有效地凝聚DNA，与其形成纳米颗粒；可以对pH进行刺激响应，在pH为5时可以释放凝聚的DNA；和DNA凝聚后发光，可以作为DNA探针；可以作为非病毒基因载体，其中实施例中化合物1-C在一定条件下转染效率超过商业化的转染试剂Lipofectamine 2000；可以对基因转染的过程进行示踪，以便研究基因转染的机理，从而为研发新型转染试剂打下基础。本发明的基于TPA-BI的大环多胺[12]aneN3化合物作为标记物可应用于基因示踪剂有效成分和生物显影剂有效成分中；且化合物对pH刺激响应的应用。
[0135] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。