[发明专利]新型异佛尔酮衍生物的制备及其在细胞器标记和粘度检测领域的应用

说明书

本发明公开了新型异佛尔酮衍生物的制备及其在细胞器标记和粘度检测领域的应用，将化合物(3,5,5‑三甲基环己‑2‑烯亚基)丙二腈与含有醛基的不同砌块反应，得到四种异佛尔酮衍生物，通过引入砌块增加共轭程度，使得化合物能够达到近红外光区。本发明所得化合物能够标记线粒体，溶酶体，内质网或脂滴。本发明首次公开了一类具有细胞器靶向能力的异佛尔酮衍生物荧光染料，公开解决了异佛尔酮衍生物荧光染料在细胞器靶向能力不明确的问题，并且此类化合物对粘度敏感，在粘性环境中荧光显著增强。本发明公开异佛尔酮衍生物能进行细胞器靶向能力的调节，使得通过使用单一基本骨架结构设计具有不同细胞器靶向能力的荧光标记物成为可能。

技术领域

本发明属于荧光标记技术领域，尤其是指新型异佛尔酮衍生物的制备及其在细胞器标记和粘度检测领域的应用。

背景技术

细胞内微环境(包括pH、温度、极性、粘度等)的变化会破坏细胞器的稳态和功能(参见:Chem.Sci.,2020,11,596–601)。特别的是，有研究已经证明线粒体粘度异常与神经退行性疾病、动脉硬化和糖尿病有关(参见:Chem.Commun.,2019,55,7410-7413)。溶酶体生理状态异常会导致溶酶体贮积病、肺结核、代谢紊乱、炎症，神经退行性疾病(参见:J.Mater.Chem.B,2018,6,6592-6598)。内质网出现紊乱很容易引起记忆力衰退，心脏病以及肾病(参见:J.Mater.Chem.B,2021,9,5664-5669)。多种代谢性疾病，如肥胖、脂肪肝、心血管疾病及糖尿病、中性脂贮存性疾病往往都伴随着脂滴的功能异常(参见:ACSSens.2021,6,(1),22–26)。合适的粘度环境是维持各个细胞器平稳运行的重要因素，细胞器的粘度变化也被认为是反应其工作状态的重要指标。

迄今为止，基于扭曲的分子内电荷转移(TICT)机理，已经有许多小分子粘度探针被开发出来，在粘性环境中，分子内旋转受到抑制，非辐射衰变减弱，荧光显著增强(参见:Anal.Chem.2020,92,(5),3517–3521)。但是，它们仍然有很多改进的空间。第一，许多粘度探针容易受到亲核试剂的干扰，选择性并不理想。第二，大多数粘度探针发射波长较短，无法达到近红外区域。几乎所有近红外粘度探针均为盐类化合物，虽然发射波长达到了近红外光区，但是盐类化合物的高毒性仍然无法很好地解决。第三，没有明确的细胞器靶向功能。目前报道具有明确细胞器靶向的粘度探针大多为阳离子粘度探针，它们大多进入线粒体，这是由于线粒体的负电荷膜电位，使得阳离子探针容易进入线粒体，然而这不可避免地破坏了生物体的微环境(参见:Anal.Chem.2019,91,(13),8415–8421)。虽然粘度探针近些年发展迅速，但是关于其它细胞器粘度探针的报道仍然十分有限。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了新型异佛尔酮衍生物的制备及其在细胞器标记和粘度检测领域的应用。

一种异佛尔酮衍生物，所述衍生物结构式为：

其中，R选自以下结构式(1)-(4)：

权利要求1所述的异佛尔酮衍生物的制备方法，包括以下步骤：

取(3,5,5-三甲基环己-2-烯亚基)丙二腈与化合物M溶解于有机溶剂中，在催化剂作用下，在80℃-120℃反应12小时得到所述异佛尔酮衍生物；

其中，化合物M为1H-吲唑-5-甲醛、4-(4-羟基哌啶-1-基)苯甲醛、4-羟基-1-萘甲醛或1-芘甲醛。

在本发明的一个实施例中，所述(3,5,5-三甲基环己-2-烯亚基)丙二腈与化合物M的摩尔比为1:0.7～1:2.0。

在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂为乙醇或DMF。

在本发明的一个实施例中，所述催化剂包括羟醛缩合的碱性催化剂和酸性催化剂；