[发明专利]一种螺吡喃-冠醚衍生物SP-CE及其合成方法和应用

说明书

本发明提供了一种螺吡喃‑冠醚衍生物SP‑CE及其合成方法和应用，所述衍生物的中文名称为螺吡喃‑氮杂‑15‑冠‑4‑醚，英文名称为Spiropyran‑aza‑15‑crown‑4‑ether，命名为SP‑CE。本发明还提供了一种螺吡喃‑冠醚衍生物在检测钙离子中的应用，即基于所述螺吡喃‑冠醚衍生物在CH₃CN:H₂O＝1:4溶液中，通过紫外可见分光光度计和荧光分光光度计定量检测钙离子的含量。该试剂在紫外光照射下可转化为其异构体MC‑CE，该异构体可以被钙离子诱导释放负氧负离子，从而在冠醚的配合下实现特异性检测。该检测方法简便、灵敏、快速，检测结果准确度高。

技术领域

本发明涉及螺吡喃-冠醚衍生物和钙离子检测，具体属于一种螺吡喃-冠醚衍生物SP-CE及其合成方法和在检测钙离子中的应用。

背景技术

钙离子是细胞内浓度变化最大的二价金属离子，作为细胞内第二信使分子，钙离子对很多器官和组织细胞内的生理活动具有关键的调控作用。近期的研究发现，作为细胞内关键的第二信使之一，钙离子有着广泛的生物学功能。细胞异常的钙离子浓度会引起肥胖症中的生理反应，阿尔茨海默氏病的免疫反应和病理反应。已有研究者发现溶酶体也是钙离子的储存空间，氯喹可以通过增加溶酶体pH来引起钙离子释放。因此，开发有效的方法监测胞内钙离子含量变化具有重大的研究有意义，对于生物研究和临床诊断起着至关重要的作用。

针对以上存在的问题，设计选择性好、灵敏度高、具有低细胞毒性的荧光探针用于区分检测活细胞内钙离子水平变化，已成为当前生物医学发展中具有挑战性的前沿课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺吡喃-冠醚衍生物及其合成方法和在检测钙离子中的应用。该检测方法简便、灵敏、快速，检测结果准确度高。

本发明提供了一种螺吡喃-冠醚衍生物，所述衍生物的中文名称为螺吡喃-氮杂-15-冠-4-醚，英文名称为Spiropyran-aza-15-crown-4-ether，命名为SP-CE，结构式为：

本发明提供了一种螺吡喃-冠醚衍生物SP-CE的合成方法，步骤如下：

(1)将2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸在无水乙腈中混合，将混合物在85℃加热反应12小时；反应完成后减压除去溶剂，所得残渣用乙醚洗涤三次除去未反应原料，残余物用体积比1:5的二氯甲烷与丙酮重结晶得到浅紫色粉末状产物，即1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物；其中2,3,3-三甲基-3H-吲哚和3-溴丙酸的摩尔比为1：2；

(2)将1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛在无水乙醇中混合，混合物在85℃搅拌回流6-8小时，然后冷却至室温，过滤、洗涤、真空干燥得到淡黄色固体，即3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸；其中1-(2-羧乙基)-2,3,3-三甲基-3H-吲哚-1-溴化物和5-硝基水杨醛的摩尔比为1：1.1；

(3)将3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑混合溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺中，混合物在0℃氩气保护下反应0.5小时，然后向反应体系中加入1-氮杂-15-冠-5-醚，三乙胺，混合物在室温下反应24小时。反应结束后将混合物倒入冰水混合物，所得沉淀经过滤，洗涤、真空干燥得到粉灰色目标物螺吡喃-氮杂-15-冠-4-醚(SP-CE)；其中3-(3'，3'-二甲基-6-亚硝基螺[色烯-2,2'-二氢吲哚]-1'-基)丙酸，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，1-羟基苯并三唑和1-氮杂-15-冠-5-醚的摩尔比为1：2：2：0.8。

所述的螺吡喃-冠醚衍生物SP-CE可作为荧光探针用于对钙离子检测。