冠醚修饰的荧光核苷的设计、合成及性质研究摘要
荧光核苷类似物的发现距今已经有三十多年的历史。近年来荧光识别作为一种重要的手段在生物化学和生物学上有着越来越广泛的应用,荧光探针是其中重要的一种。荧光核苷类似物由于其特殊的结构使得它在细胞中比其它结构的荧光分子具有更好的生物兼容性。天然的核苷由于其固有的结构导致其荧光较弱很难直接作为探针来使用,于是,越来越多的化学工作者开始对天然核苷进行结构修饰以增加其荧光强度并进一步研究其荧光及识别性能。我们设计并合成了冠醚修饰的荧光核苷,并对其荧光特性及对金属离子的识别性质进行了一系列的测试。我们设计用强吸电子基修饰核苷的8位以加大共轭体系从而使其荧光增强。众所周知,金属汞对人体特别是神经系统有很大的危害,它会在人体内聚集造成视觉听觉的丧失以及严重的认知障碍。据报道氮杂冠醚对过渡金属有很强的络合能力,所以我们设计用氮杂冠醚来修饰核苷6位以实现对汞离子的络合。接下来的光谱实验证明我们设计合成的荧光核苷可以与汞离子进行2:1配位络合从而特异性的识别汞离子。芳基氟硼酸盐的发现早在上世纪十四年代,从其发现之日起就受到科研工作者的重视。因为与其它芳基硼酸衍生物相比,芳基氟硼酸盐表现出对空气,水及高温更高的稳定性。但是其在有机合成方向的广泛应用却开始于三十年后其合成方法的发展。从1970s开始,有关芳基氟硼酸盐在有机合成方向的应用的文献报道量几乎在呈指数关系增长。这些应用包括作为芳基二氟化硼的前体参与很多有意义的化学反应,与很多亲电试剂反应制备碘代芳烃、硫醇以及二硫醇等,参与过渡金属(特别是钯)催化的偶联反应等。特别是其中参与钯催化的偶联反应,已经用于制备很多种有用的化学结构其中包括多种药物。但是关于芳基氟硼酸盐合成化学的发展却不像其应用那么快速。现已报道的合成方法并不是很多,主要包括芳基硼酸与KHF2的反应、卤代芳烃的转移金属化作用及芳烃的直接碳氢活化。以上的方法都不可避免的要用到原料HF或者KHF2等,但是它们都会大面积的腐蚀玻璃容器。而且现有的方法多是两步或一锅两步反应,还没有通过一步反应合成芳基氟硼酸盐的报道。于是我们在现有报道的基础上,首先合成了全新的原料-连二氟硼酸钾,这种原料与以前相比对玻璃器皿的腐蚀性明显减小而且合成及纯化都很简单。接着我们实现了用廉价易得的卤代芳烃与连二氟硼酸钾盐通过偶联反应一步制取芳基氟硼酸钾盐。所有目标化合物的结构均经1H-NMR、13C-NMR、11B-NMR、19F-NMR、HRMS确证。
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