专利名称：吲哚类半菁染料的合成与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类吲哚类半菁染料的合成与应用，属于精细化 工领域中一类功能染 料的合成及其作为荧光染料的应用。
背景技术：
细胞内质子在许多细胞过程中都扮演一个重要的角色，如细胞的成长、钙的调 节、细胞内吞作用、细胞粘连等。研究细胞内PH的动力学对理解许多细胞内生理机能的调 节机制是至关重要的。检测细胞内PH的方法很多，如微电极、核磁共振等，而荧光显微镜 比这些方法更灵敏、更方便，因此近几年荧光PH探针被广泛用于监控细胞内pH的变化。一 般来说，细胞内存在两个较宽的PH范围一个是大约6. 8-7. 4，如细胞质；另一个是大约 4. 5-6. 0，即所谓的酸性细胞器，如溶酶体。以各种荧光团为母体的pH探针已经被报道，有 些已被用于组织或活细胞成像，有些也已经商品化。但是具有双发射的PH探针已见报道的 很少。特别是酸性PH探针，几乎都是基于光诱导电子转移(PET)机理，因此没有波长的变 化。虽然商品化探针DND160是具有双发射的酸性pH探针(Dirni Z,Chen CS,Zhang C Chem. Biol. 1999,6(7) :411_418)，但其缺点明显探针的吸收和发射波长都很短，容易对细胞造 成损伤，而且还会产生生物质自荧光的干扰。因此合成较长波长的双发射、低PKa的探针， 将会有更好的应用前景。苯乙烯类吲哚菁染料具有良好的光稳定性，合适的水溶性，很好的细胞膜通透性 以及在细胞内具有较强的荧光，而且这类染料的合成非常简单，收率也很高，但是通常对PH 不敏感。羟基是一个重要的PH探针官能团，许多含有羟基的pH探针已经被报道(Tang B， Liu X，Xu KH, Huang H, YangGff, An LG. Chem. Comm. 2007，3726-3728)。而应用于细胞酸泡 成像的PH探针需要具有较低的pKa，在染料分子中引入吸电基团可以降低分子的pKa。近几年，具有固体荧光的有机化合物已经受到广泛关注，因为它们不仅可以用来 进行基础研究，而且还可能应用于光电领域，如有机发光二极管，光电转换系统。理解它们 的发光行为和固态的性能是非常重要的，因为在实际应用中，这些材料一般是以薄膜的形 式应用的。然而，具有固态发射的有机化合物很少。这主要是因为在晶体形态或者无定形的 固相(例如薄膜)，荧光团之间堆积得非常紧密，即使具有最亮发射的荧光团，也会导致严 重的淬灭。另外，固态的激发光和发射光具有很强的消光系数，这对固体荧光是非常有害的 (Ozdemir T，Atilgan S，Kutuk I，Yildirim, LT, Tulek A，Bayindir M，Akkaya E U. Org. Lett. 2009,11(10) :2105_2107)，特别当荧光团的斯托克斯位移很小的时候。因此，高效的 固态荧光分子的开发是一个具有挑战的课题。最近几年，有很多文献(Ooyama Y,Mamura T， Yoshida K. E. J. Org. Chem. 2007, 5010-5019 ；Shimizu M,Takeda Y,Higashi M. Angew. Chem. Int. Ed. 2009,48(20) 3653-3656 ；ShimizuM,Takeda Y,Higashi Μ,Hiyama Τ. Angew. Chem. Int. Ed. 2009,48(20) :1_5)报道固体发射的荧光团结构，阐述其发光机理，它们都是带有 较大侧链的共轭体系，这样可以抑制分子间的聚集；而且多数分子是供-受体形式，有较强 的分子内质子转移(ICT)效应，可以增大荧光团的斯托克斯位移，减少荧光自淬灭。
上述许多研究在X-射线单晶衍射的基础上，阐述了固体荧光性质和分子堆积结 构的关系。研究表明分子间的强n-n作用和邻近的荧光团之间连续的分子内氢键是导 致固态荧光淬灭的主要因素。因此，设计新型的强固态发射的荧光团首先要减少引起荧光 淬灭的分子间作用。当前消除分子间聚集的方法主要是引入大体积取代基或者引入具有位 阻的取代基构建非平面结构，以此来解决聚集淬灭荧光的问题。苯乙烯类染料具有较强的 ICT效应，通过引入较大的取代基也可以使其具有较强的固态荧光，这类染料的光稳定性 好，易于合成与纯化，适于光电领域的研究。荧光染料作为功能性色素在科学技术的各个领域得到广泛应用，尤其在生命科 学、临床医疗诊断、免疫分析检测等方面的研究在全世界备受瞩目。目前，菲啶类(EB、PI)、 吖啶类(AO)、咪唑类(Hoechst、DAPI)和花菁家族类(Cy、T0T0、SYT0)等商品化荧光染料 在基因组学技术、核酸定量检测、血细胞分析等领域中都起到了重要的作用。然而，这些染 料都各自存在着应用的局限性。其一主要表现在大多荧光染料受限于固定细胞样品。例 如T0PR0、T0T0家族染料、溴乙锭(EB)、碘化丙啶(PI)等需要通过增大细胞膜的通透性或 类似使膜崩解的方法才能对生物样品进行有效的荧光标记。然而，这种固定方法往往对细 胞和生物组织真实形态的观察有负面影响[Kozubek S，Lukasova E，Amrichova J，Kozubek M, Liskova A, SlotovaJ. Anal Biochem 2000;282:29-38]。同时，溴乙锭等吖啶，菲啶类 染料有很大的毒性和致癌性。其二，有相当一部分荧光染料的激发光处在紫外光区，如能 够专一识别脱氧核糖核酸(DNA)的荧光染料4’，6-二氨基-2-苯基吲哚啉化合物(DAPI)、 Hoechst33258, Hoechst34580等，与DNA结合后，在紫外光激发放下产生蓝色荧光。由于 紫外光对细胞内的核酸、蛋白等组分会造成严重的损伤，因此这类荧光在荧光显微技术中 的使用受到光激发时间的限制[Davis SK, Bardeen CJ. Photochem Photobiol 2003 ；77 675-679]。因此，研究开发出具有良好荧光光谱性能，毒性小，活细胞通透性的新型荧光染 料仍然是推动荧光分析技术和生命科学等领域发展的关键和核心。在众多种类的荧光染料中，菁类荧光染料以其波长范围宽，摩尔消光系数大，荧光 量子产率适中等优点，作为生物分子荧光探针、CD和VCD记录材料、感光材料光敏剂、光电 转换材料等已被广泛的应用。不对称菁类化合物中最典型的为T0T0及其类似物(Y0Y0)和 衍生物类(T0PRP0)。T0T0(噻唑橙二聚体)、Y0Y0(恶唑黄二聚体)是由Glazer研究组开 发的一类对核酸具有高度亲和力的多正电荷不对称菁类荧光染料，通过改变多亚甲基链的 长度和两端的芳香母核(噻唑、恶唑、喹啉、吡啶和吲哚啉)的结构可以得到不同的异二聚 体类似物和衍生物。这类染料在溶液中几乎无荧光，降低了检测过程中的荧光背景干扰， 与核酸结合后荧光增强。此类染料中的有些品种已经商品化，如SYT0X Blue,T0T0,P0P0, B0B0, Y0-PR0等。但这些商品化的染料大部分分子较大，结构复杂，属活细胞非通透性，只 能应用于活体外核酸的识别与检测。近几年，一些苯乙烯类半菁染料已经逐渐被用于DNA的测试，其中包括吡啶类、 苯并噻唑类、喹啉类以及吲哚类等。虽然前三类半菁染料中出现了由柔性链(带电荷或 不带电荷)连接的双染料，但是用于生物分子检测的吲哚类的双半菁染料非常少，而用于 蛋白检测的吲哚类双半菁染料未见报道。值得注意的是，上述所有的双菁染料中具有活 细胞通透性的结构鲜见报道，可能因为报道的双菁染料多以含有正电荷的碳链作为连接 基团，增加了染料的水溶性，降低了细胞膜通透能力，阻碍了这些具有优越性能的染料在活细胞细胞器可视化方面的应用。适当的亲脂性可以使探针穿过细胞膜而不会在膜表面 堆积(J Colston, Rff Horobin, F Rashid-Doubel 1, J Pediani, KK Johal. Biotechnic & Histochemistry 2003,78(6) :323_332)；同时，不含水溶性基团的吲哚类菁染料具有良好 的活细胞膜通透性。另一方面，长波长的染料不但可以避开生物体自身的吸收和荧光，而且 在应用时还能降低激光对细胞的损伤。因此，以吲哚类半菁染料为荧光团，通过不同连接臂的连接，降低其背景荧光，使 其在生物分子识别方面具有更好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一类结构简单、光稳定性好、易于合成的新的化合物。根据取 代基的不同，此类化合物可以用于不同领域的功能荧光染料。本发明采用的技术方案是一类吲哚类半菁染料分子具有结构通式I
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其中=R1 = H、卤素、硝基、磺酸基，R2 = H ；或R1R2组成萘吲哚环/"Λ .R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、Ch烷基；R5 为 H、羟基、N((CH2)mR7)2，其中:R7 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、苯基;R6 为(CH2)pR8，其中R8 = H、0H、C = C、炔基、OAc、C00H、C00CH3、C00C2H5、ρ-(C6H4) R9,其中:R9 = H、CH3,卤素、NO2, CN、C00H、L-A ；Y—=卤素离子、ClOp PF6-或 TsO-；L = -CV18 烧基 _、ρ- (CH2) q (C6H4) (CH2) q-；m = 1 18，η = 1 或 2，ρ = O 18，q = 1-6。当η = 1、&为羟基时，具有结构式II
<formula>formula see original document page 6</formula>其中R1 = H、卤素、硝基、磺酸基，R2 = H ；或R1R2组成萘吲哚环.<formula>formula see original document page 6</formula>R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R6 为(CH2)pR8，其中R8 = H、0H、C = C、炔基、OAc、C00H、C00CH3、C00C2H5、 p-(C6H4)R9，其中R9 = H、CH3、商素、N02、CN、C00H ；Y-=卤素离子、C104-、PF6_ 或 TsO-，其中P = 1 18。
当R2 = H、n = 1时，组成结构式III
<formula>formula see original document page 7</formula>其中Rl = H、卤素、硝基、磺酸基。R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R5 为 H、羟基、N((CH2)mR7)2，其中R7 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、苯基；R6 为(CH2)pR8，其中R8 = H、0H、0Ac、C00H、C00CH3、C00C2H5、p-(C6H4)R9，其中 R9 = H、CH3、卤素、N02、CN、COOH ；Y-=卤素离子、C104-、PF6_ 或 TsO-；m = 1 18 ;P = 0 18。当R6 = L-A时，具有结构通式IV
<formula>formula see original document page 7</formula>其中R1 = H、卤素、硝基、磺酸基，R2 = H ；或R1R2组成萘吲哚环<formula>formula see original document page 7</formula>R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、Cl_4烷基；R5 为 H、N((CH2)mR7)2，其中:R7 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、苯基；Y-=卤素离子、C104-、PF6_ 或 TsO-；L = -C1-18 烷基 _、或 p- (CH2) q (C6H4) (CH2) q-；m = 1 18，η = 1、2，ρ = 1 18，q = 1-6。所述具有结构式II的化合物用作pH荧光探针。所述具有结构式III的化合物用作固体荧光化合物。所述具有结构式IV的化合物用作生物荧光探针。由于采用了以上技术方案，使本发明中的新化合物用作生物分子探针时具备的有 益效果在于(1)本发明的新双染料分子形成分子内聚集，降低染料自身荧光，并且使染料与生 物分子的结合能力增强，提高了检测灵敏度。并且在一定范围内可对生物分子定量检测。(2)本发明的部分新染料化合物增加了一个共轭甲川链，使最大吸收波长可增加 约lOOnm，发射波长范围宽，可达650nm 900nm的近红外区，可避免生物自身的荧光背景 干扰。染料的摩尔消光系数大，灵敏度高，光稳定性好，可应用于生物分子识别、临床医疗诊断、免疫分析检测等领域。(3)本发明的部分双染料分子具有活细胞细胞膜通透性，可用于活细胞荧光成像。(4)本发明的新染料产品毒副性�。弦椎茫峁辜虻ィ话阃ü�2到4步反应即 可合成目标分子，易于产业化。
图1是实施例2的化合物A随pH变化时，吸收光谱的变化趋势图。横坐标为波长 (nm)，纵坐标为相对吸收强度。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Hp8453 ；pH计，型 号LEICI。化合物A的浓度为2 μ Μ。图2是实施例2的化合物A随pH变化时，荧光光谱的变化趋势图。横坐标为波长 (nm)，纵坐标为相对荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号FP-6500 ；pH计，型号 LEICI。化合物A的浓度为2 μ M。图3是化合物A的酸碱平衡机理及存在的共振结构。图4是实施例3的化合物B随pH变化时，吸收光谱的变化趋势图。横坐标为波长 (nm)，纵坐标为相对吸收强度。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Hp8453 ；pH计，型 号LEICI。化合物B的浓度为2 μ M。图5是实施例3的化合物B随pH变化时，荧光光谱的变化趋势图。横坐标为波长 (nm)，纵坐标为相对荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号FP-6500 ；pH计，型号 LEICI。化合物B的浓度为2 μ M。图6是实施例3中化合物B在570nm处荧光强度与pH的拟合曲线，可以估算化合 物B的pKa。图7为实施例2的化合物A对活细胞MCF-7 (人乳癌细胞)染色的共聚焦显微成 像照片，从左到右依次为绿色通道成像图片、红色通道成像图片、双通道叠加图片和亮场图 片。化合物A的浓度为1.5μΜ。所用仪器为共聚焦激光扫描显微镜，型号TCS-SP2。激发 光通道绿光458nm，红光543nm。图8是实施例4、5、6中化合物C、D、E和已知化合物S 1的固态发射光谱。所用仪 器为荧光分光光度计，型号LS 55。图9是实施例4中化合物C与已知化合物Sl的粉末颜色和固体荧光照片。图10是实施例8的化合物G和已知化合物Sl在pH 7. 4、浓度IOmM的三(羟甲基) 氨基甲烷盐酸盐缓冲液中，与小牛胸腺DNA结合前后吸收、发射光谱变化对比图。横坐标为 波长(nm)，纵坐标为相对吸收、荧光强度。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Hp8453 ； 荧光分光光度计，型号FP-6500。化合物G和Sl的浓度均为2 μ Μ,小牛胸腺DNA的浓度为 100 μ M0图11是实施例8的化合物G在pH 7. 4、浓度IOmM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸 盐缓冲液中，与不同浓度的小牛胸腺DNA结合后发射光谱变化趋势图。横坐标为波长(nm)， 纵坐标为相对荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号FP-6500。化合物G的浓度为 2 μ M，小牛胸腺DNA的浓度为0-50 μ Μ。图12是实施例8中的化合物G的荧光强度与DNA浓度的变化趋势(插图)和线 性关系。
图13是实施例9中化合物H和已知化合物S2分别在pH 7. 0、浓度10mM的三(羟 甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液中，与牛血清白蛋白BSA结合前后的吸收、荧光变化对比图。 横坐标为波长(nm)，纵坐标为相对吸收、荧光强度。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号 Hp8453 ；荧光分光光度计，型号FP-6500。化合物H和S2的浓度均为2 y M，牛血清白蛋白 BSA的浓度为50 u M。图14是实施例9中化合物H在pH 7. 0、浓度10mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸 盐缓冲液中，随牛血清白蛋白BSA浓度升高荧光变化趋势图。横坐标为波长(nm)，纵坐标为 相对荧光强度。所用仪器为荧光分光光度计，型号FP-6500。化合物H的浓度为2yM，牛 血清白蛋白BSA的浓度为0-10 u M。图15是化合物H的荧光强度与BSA浓度的变化趋势(插图)和线性关系。图16为实施例7的化合物F和实施例10中的化合物I对活细胞PC12的成像照 片。从左到右依次为化合物F对活细胞PC12的亮场成像照片、化合物F对活细胞PC12的 荧光成像照片；化合物I对活细胞PC12的亮场成像照片、化合物I对活细胞PC12的荧光成 像照片。染料浓度3iiM，孵育时间30min。激发光是WB510_570nm，仪器为Nikon eclipase TE 2000-5。
具体实施例方式除另有说明外，本文中使用的术语具有以下含义。本文中使用的术语“烷基”包括直链烷基和支链烷基。如提及单个烷基如“丙基”， 则只特指直链烷基，如提及单个支链烷基如“异丙基”，则只特指支链烷基。例如，“C1-6烷 基”包括C1-4烷基、C1-3烷基、甲基、乙基、正丙基、异丙基和叔丁基。类似的规则也适用于 本说明书中使用的其它基团。本文中使用的术语“卤素”包括氟、氯、溴和碘。本文中使用的术语“苄基”是指-CH2_Ph基团。当用“任选取代”修饰苄基时，指 该苄基可以未取代的形式存在，或者可被合适的取代基在任何合适的位置取代。合适的取 代基包括但不限于H、C1-18烷基、CN、C00H、NH2、N02、OH、SH、C1-6烷氧基、C1-6烷基氨基、 C1-6酰氨基、卤素、或C1-6卤代烷基等，只要最终形成的化合物具有本发明期望的性质。优 选苄基由C00H、NH2、OH、C1-6烷氧基、卤素任选取代。本文中使用Y-表示负离子，其可为任何合适的负离子，包括但不限于无机负离子 或有机负离子，例如卤素离子、C104-、PF6-、BF4-、CH3C00-或OTs-。在本发明的通式I化合物中，优选R1和R2各自独立选自R1，R2为H、卤素、硝基、
磺酸基；或R1R2 二 r\ (组成萘卩引噪环);最优选ri和R2均为H。优选R3和R4各自独立选自H或羟基、甲氧基、卤素、硝基、Cl_4烷基；更优选R3 和R4各自独立选自H或C1-2烷基；最优选R3和R4均为H。优选R5 为 H、羟基、N ((CH2) mR7) 2 ；最优选 R5 为羟基、N (CH3) 2。优选R6 为(CH2) pR8, R8 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、C00C2H5、p- (C6H4) R9、A，R9 =H、CH3、卤素、N02、CN、C00H ；最优选R6为CH3、C = C、炔基、羧基取代苯环、A ；。优选L 为 C1-18 烷基或 p- (CH2) q (C6H4) (CH2) q，q = C1-6 烷基；更优选 L 为 C1-14 烷基或 p- (CH2) q (C6H4) (CH2) q，q = Cl_4 烷基；再更优选 L 为 Cl_12 烷基或 p- (CH2)
9q(C6H4) (CH2) q, q = Cl-2 烷基；最优选 L 为 Cl-IO 烷基或 p-(CH2) (C6H4) (CH2)。优选Y-为卤素离子、C104-、PF6-、BF4-、CH3C00-或 OTs-，最优选 Y-为 Cl-、Br-。本发明提供上述通式II化合物的pH探针性质及其生物应用。本发明还提供上述通式III化合物固态荧光性质。本发明还提供一种利用上述通式IV化合物、其缀合物或其组合物在生物染色方 面的应用。本发明的化合物用作荧光染料时具备的有益效果在于
-部分化合物具有双发射性质，可以用于双色细胞成像。-新化合物分子中形成分子内聚集，使染料与核酸的结合前荧光显著降低，结合后 荧光强度和荧光量子产率增大，提高了检测灵敏度。-新化合物分子具有良好的细胞膜通透性，应用范围增大。-部分新染料化合物通过增长甲川链，使荧光发射波长可达650nm以上，避免生物 自身的荧光背景干扰。_新化合物可应用廉价、体积小、性能稳定的红色半导体激光器作为光源，大大降 低使用成本。-新化合物产品毒副性�。弦椎茫峁辜虻ィ话阃ü�4到5步反应即可合成目 标分子，易产业化。本发明的这些特征和优点以及其他特征和优点在参考以下附图和本发明的具体 实施方式之后将变得显而易见。本发明化合物可以以本文中所述的盐形式直接用于生物样品的染色。另外，本发 明化合物的衍生物也可以用于生物样品的染色，所述衍生物包括但不限于缀合物。典型地，缀合物在荧光激活细胞分选仪(FACS)中使用。本文中使用的“缀合物” 是指本发明荧光染料通过共价键与其它分子连接而形成的化合物。可与本发明荧光染料缀 合的分子可为与细胞或细胞成分特异性结合的分子，包括但不限于抗体、抗原、受体、配体、 酶、底物、辅酶等。通常，测试样品与荧光缀合物温育一段时间，使得该荧光缀合物与测试样 品中的某些细胞或细胞成分特异性结合，该荧光缀合物与细胞或细胞成分的结合也可被称 为染色。该染色步骤可依次进行多次，或用多种缀合物同时进行多种染色。染色完成后，样 品在荧光激活细胞分选仪中进行分析，其中激发光源激发缀合物中的本发明荧光染料，而 测定装置测定由激发的荧光染料产生的发射光。本发明还提供包含式II化合物或其缀合物的组合物，所述组合物用于生物样品 的染色。本发明的组合物除包含式II化合物或其缀合物外，还可包含生物样品染色所需 要的其它组分，例如溶剂、渗透压调节剂、PH调节剂、表面活性剂等。这些组分都是本行业 内已知的。本发明的组合物可以以水溶液形式存在，或者可以以临用前用水配制为溶液的其 它合适形式存在。在再一个方面，本发明还提供使用上述式II化合物、或其缀合物、或包含式II化 合物的组合物以染色生物样品的方法，该方法包括使上述式II化合物或其缀合物或包含 式II化合物的组合物与生物样品接触的步骤。本文中使用的术语“接触”可包括在溶液或固相中接触。为了说明本发明的化合物在应用性能上的优化改进，实施例14、15、17中已知化 合物Si、S2作为参照物，进行对比说明。其中化合物Sl和S2结构如下
<formula>formula see original document page 11</formula>实施例1染料中间体1-甲基-5-硝基-2，3，3-三甲基-3H吲哚季铵盐的合成将20mmol 5-硝基_2，3，3_三甲基-3H吲哚和40mmol碘甲烷加入到IOOml含20ml 甲苯的圆底烧瓶中，氩气保护。反应加热回流持续反应20h后停止。混合物冷却后过滤沉 淀并用乙醚洗涤滤饼。干燥后得到淡黄色的固体粉末，粗收率85%。实施例2化合物A的制备
<formula>formula see original document page 11</formula>将5mmol 1_甲基_5_硝基_2，3，3_三甲基-3H吲哚季铵盐与6mmol对羟基苯甲 醛加入到25ml含IOml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，常温搅拌24h后，将反应液置于-20°C 下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥，得到橙黄色固体粉 末，收率85%。IH NMR(400MHz, DMS0_d6，ppm) :1.87(s，6H，C(CH3)2) ,4. 12(s，3H，CH3—N+)，
7.00 (d, 2H, J = 8. 4，Ar-H)，7. 52 (d, 1H, J = 16, CH = CH), 8. 06 (d, 1H，J = 8· 8，Ar-H)，
8.23 (d, 2H, J = 8· 4，Ar-H)，8. 50 (d, 1H，J = 8· 8，Ar-H)，8. 56 (d, 1Η, J = 16, CH = CH), 8.83 (s，1Η, Ar-H)，11. 09(s,1Η, OH). 13C NMR(1OOMHz, DMS0_d6，ppm) 25.45,34. 44， 52. 02，109. 29,115. 36,116. 67，118. 63，125. 14，126. 09，134. 65，144. 20，146. 59，147. 00， 156. 89，154. 39，184. 64. HRMS(TOF MS ES+)calcd. for C19H19N203[M_I_]+323. 1390,found 323. 1394.实施例3化合物B的制备
Br
^^N+Br ；
将5mmol 1_炔丙基_2，3，3_三甲基_3H吲哚季铵盐与5mmol 3_Br_4-羟基苯甲 醛加入到25ml含IOml甲醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流4h后，将反应液置于-20°C 下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥，得到橙色固体粉末， 收率88%。IH NMR (400MHz, CDC13, ppm) :1.73(s，6H，C (CH3) 2)，3· 31 (t，1H，J = 2. 38, Alkyne-H)5. 41(s,2H, CH2-N+)，6. 82 (d，2H，J = 8. 8, Ar-H) ,7. 19 (d, 1H, J = 15. 6, CH =CH)，7. 46 (t, 1H, J = 7. 2，Ar-H)，7. 54 (t, 1H, J = 7· 6，Ar-H)，7. 67 (d, 1H，J = 8· 0， Ar-H)，7. 75 (d, 1Η，J = 7. 2，Ar-H)，7. 99 (d, 1H，J = 8. 8，Ar-H)，8. 19 (d, 1H, J = 15. 6，CH =CH),8. 45(s,1H, Ar-H). 13C NMR(1OOMHz，DMS0_d6，ppm) 26.09,33. 92,51. 16,72. 24, 81. 35,113. 8,114. 68,119. 45，123. 05，125. 24，127. 79，129. 14，133. 73，137. 06，142. 66， 142. 92，151. 49，165. 83，179. 00. HRMS(TOF MS EI+)calcd. for C19H18BrN0[M-Br-+H+] (100% )380. 0645，found 380. 0650 ； [M_Br_+H++2] (100% ) :382. 0630，found :382. 0636实施例4
化合物C的制备
N+Cf
HOOC将5mmol 1_ (4_羧苄基)_2，3，3_三甲基_5_溴_3H苯并吲哚季铵盐与5. 5mmol 4-N，N-二甲胺基苯甲醛加入到25ml含IOml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流2h后， 将反应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥， 得到黄绿色固体粉末，收率92%。IH NMR(400MHz, DMS0_d6，ppm) :1.83(s，6H，C(CH3)2)，3. 18(s，6H，N(CH3)2), 5. 91 (s，2H，CH2-N+)，6. 89 (d, 2H, J = 8. 8，Ar-H)，7. 35 (d, 1H, J = 15. 2，CH = CH)， 7. 43-7. 45 (m, 3H, Ar-H)，7. 56 (d, 2H，J = 6. 8，Ar-H)，7. 81 (d, 1H, J = 6. 4，Ar-H)，7. 95 (d, 2H, J = 8. 0，Ar-H)，8. 06 (d, 2H, J = 8. 0，Ar-H)，8. 43 (d, 1H，J = 15. 2，CH = CH) · HRMS (T0FMS EI+)calcd. for C28H27BrN202 [M-Cl—H+] 502. 2151, found 502.2162.实施例5化合物D的制备
<formula>formula see original document page 12</formula> 将5mmol 乙基-2，3，3_三甲基-3H吲哚季铵盐与6mmol 4_N，N_ 二羟乙基胺基苯甲醛加入到25ml含10ml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流2h后，将反应液置 于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥，得到绿色固 体粉末，收率95%。1H NMR (400MHz，DMS0-d6，ppm) :1.40(t，3H，J = 7. 2，CH3CH2)，1. 77 (s，6H， C(CH3)2)，3. 39(s,4H, NCH2CH20H)，3. 67(s,4H, NCH2CH20H)，4. 56(q,2H，J = 7. 2，CH2-N+)， 4. 91 (s，2H, NCH2CH20H)，6. 96 (d, 2H, J = 8. 8，Ar-H)，7. 26 (d, 1H, J = 15. 6，CH = CH)， 7. 48 (s, 1H, Ar-H)，7. 56 (d, 1H，J = 7. 2，Ar-H)，7. 80 (d, 1H，J = 6. 8，Ar-H)，8. 10 (d, 2H, J =8. 8，Ar-H), 8. 34 (d, 1H, J = 15. 6，CH = CH). MS :[M_I-]+ = 379. 2 ；HRMS (TOF MS EI+) cal cd. for C24H30N202 [M-I—H+] 378. 2307，found 378.2299.实施例6化合物E的制备<formula>formula see original document page 13</formula>将5mmol 1_羧戊基_2，3，3_三甲基-5-甲氧基_3H吲哚季铵盐与5. 5mmol4-N， N-二丁基胺基苯甲醛加入到25ml含10ml乙二醇单甲醚的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流 1.5h后，将反应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后 真空干燥，得到墨绿色固体粉末，收率92%。1H NMR(400MHz, DMS0_d6，ppm) :0.9(t，6H，J = 7. 2，CH3)，1. 32-1. 54 (m，13H， CH2)，1. 57 (m, 2H, CH2)，1. 76 (s,6H, C (CH3) 2)，1. 80 (m, 2H, CH2)，2. 20 (t,2H, J = 7. 2， CH2C00H)，3. 28(s,4H, NCH2)，4. 52(t，2H，J = 7.2，CH2-N+)，6. 90(d,2H，J = 9.2，Ar-H)，
7.26 (d, 1H, J = 15. 6，CH = CH)，7. 48 (d, 1H, J = 1.2，Ar-H)，7. 55 (d, 1H, J = 1.2， Ar-H)，7. 72 (d, 1H, J = 8. 0，Ar-H)，7. 79 (d, 1H, J = 7. 2，Ar-H)，8. 10 (s, 1H, Ar-H)，
8.35 (d, 1H, J = 15. 6, CH = CH)，12. 00 (s，1H，C00H). HRMS (TOF MS EI+)calcd. for C33H47N203[M-Br-]+519. 3581，found519. 3590.实施例7化合物F的制备<formula>formula see original document page 13</formula>
将5mmol 1，1，_(1，4_ 丁二基)-双 2，3，3_ 三甲基 _3H 吲哚季铵盐与 llmmol 4_N， N-二甲胺基苯甲醛加入到25ml含IOml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流2h后，将反 应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥，得到 紫色固体粉末，收率90%。IH NMR (400MHz, DMS0_d6，ppm) :1.68(s，12H，C (CH3) 2)，2· 01 (s，4H，CH2CH2N+)， 3. 17 (s，12H, N(CH3)2)，4. 65(s，4H，CH2CH2—N+)，6. 79(d，4H，J = 9. 2，Ar-H), 7. 30(d，2H，J =15. 6，CH = CH)，7. 46(t，2H，J = 7. 6, Ar-H) ,7. 52(t，2H，J = 7. 6, Ar-H) ,7. 77(d，2H，J = 7. 2, Ar-H)，7. 81 (d, 2H, J = 7. 2, Ar-H)，8. 12 (d, 4H, J = 8. 8, Ar-H)，8. 32 (d, 2H, J = 15. 6， CH = CH). 13C NMR(1OOMHz，DMS0-d6，ppm) :24.91，26.45，44.40，50.81，104. 63，112. 11， 113. 58，122. 34，122. 81，127. 46，128. 72，134. 45，141. 05，142. 56，154. 56，154. 72，179. 38. HRMS(TOFMS ES+)calcd. for C44H52N42+[M-2Br-]2+636. 4181, found 636.4168.实施例8化合物G的制备
<formula>formula see original document page 14</formula>将5mmol 1，1，-(1，6_己二基)-双2，3，3_三甲基_5_溴_3H吲哚季铵盐与12匪ol 4-N，N-二甲胺基苯甲醛加入到25ml含IOml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流2h后， 将反应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥， 得到粉红色固体粉末，收率83%。IH NMR (400MHz，DMS0-d6，ppm) 1. 51 (m,4H, CH2CH2CH2N+) , 1. 75 (s, 12H, C(CH3)2)，1. 77(m，4H，CH2CH2CH2N+) , 3. 17 (s，12H, N(CH3)2) ,4. 54(t，4H，J = 6. 6， CH2CH2CH2-N+) , 6. 87 (d, 4H, J = 8. 8, Ar-H) ,7. 27(d,2H, J = 15. 6, CH = CH)， 7. 49(m，4H，Ar_H)，7. 70 (t，2H，J = 6. 8，Ar_H)，7. 78 (d，2H，J = 6. 8，Ar_H)，8. 12 (s， 2H, Ar-H),8. 34(d,2H, J = 15. 2, CH = CH). 13C NMR(1OOMHz, DMS0_d6，ppm) :25.68， 26. 58，27. 68，45. 04，50. 91，104. 57，111. 08，112. 24，113. 57，122. 28，122. 86，127. 52， 128. 79, 131. 58, 141. 07, 142. 72, 154. 59, 179. 34. HRMS (TOF MS ES+) cal cd. for C46H54Br2N42+[M-2Br_]2+820. 2704，found820. 2706.实施例9化合物H的制备<formula>formula see original document page 15</formula>将5mmol 1，1，- (1，4_苯乙二基)-双2，3，3_三甲基_3H吲哚季铵盐与12讓ol 4-N，N-二甲胺基苯乙烯醛加入到25ml含IOml乙醇的圆底烧瓶中，氮气保护，加热回流4h 后，将反应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干 燥，得到蓝色固体粉末，收率75%。IH NMR(400MHz, DMS0_d6，ppm) 1. 77 (s, 12H, C (CH3) 2)，2. 84 (t，4H，J = 7. 2， CH2CH2N+) ,3. 09 (s, 12H, N(CH3)2)，5. 10(t，4H，J = 7. 2，CH2-N+)，6. 81 (d，4H，J = 8. 0， Ar-H)，7. 06 (d, 2H, J = 14. 4，CH = CH)，7. 25 (t, 2H, J= 12. 8，CH = CH)，7. 35-7. 84 (m, 18H, Ar-H+CH = CH)，8. 48(t，2H，J = 12.8，CH = CH). 13C NMR(1OOMHz, DMS0_d6，ppm) 26. 47,30. 85,47. 68,48. 56,50. 96,110. 16,112. 44,113. 68，122. 943，123. 77，127. 31， 127. 66，128. 86，132. 14，133. 82，141. 12，142. 53，153. 27，153. 9，157. 83，179. 66. HRMS (T0F MS ES+)calcd. for C54H60N42+[M-2I-] 2+764. 4807, found 764.4801.实施例10化合物I的制备
<formula>formula see original document page 15</formula>将5mmol 1，1，-(1，10-癸二基)-双2，3，3_三甲基_3H苯并吲哚季铵盐与13mmcl 4-N, N- 二甲胺基苯乙烯甲醛加入到25ml含IOml乙二醇单甲醚的圆底烧瓶中，氮气保护，加 热回流3h后，将反应液置于-20°C下过夜。通过过滤收集析出的固体，并用乙酸乙酯淋洗，然后真空干燥，得到深蓝色固体粉末，收率72%。IH NMR (400MHz, DMS0_d6，ppm) :1· 39(m，8H，CH2)，1. 54(m，4H，CH2CH2CH2N+)， 1. 71 (s，12H, C(CH3)2)，1. 80(m，4H，CH2CH2CH2N+)，3· 08 (s，12Η, N(CH3)2)，4· 42(t，4H， J = 7.2, CH2CH2CH2-N+)，6. 82 (d, 4H，J = 8· 0，Ar-H)，7. 15 (d, 2Η, J = 14. 8，CH = CH)， 7. 41(d，2H，J = 12. 8，CH = CH), 7. 60(d，4H，J = 8· 4，Ar-H), 7. 71(t，2H，J = 8· 0，Ar-H)， 7. 78 (d, 2Η, J = 12. 8，CH = CH)，7. 82 (t，2Η，J = 8· 0，Ar-H)，7. 93 (d, 2H，J = 8· 8，Ar-H)， 7. 97 (d, 4H, J = 8· 4，Ar-H)，8. 22 (d, 2H, J = 8· 4，Ar-H)，8. 35 (t, 2H, J= 12. 8, CH = CH). 13C NMR(1 OOMHz, DMS0_d6，ppm) :25. 26，26. 01，26. 74，27. 91，29. 74，45. 69，51. 31， 53. 34，110. 95,112. 69，114. 07，123. 28，123. 34，124. 21,126. 65，128. 34，129. 40，132. 31， 133. 50，137. 43，141. 33，143. 14，145. 72，153. 00，153. 41,157. 19，179.46.HRMS (TOF MS ES+)calcd. forC62H72N42+[M-2C1-]2+872. 5746，found 872.5754.实施例11不同pH下，化合物A的吸收和发射光谱的测定分别配置浓度为ImM的化合物A、B的DMSO (二甲基亚砜)溶液，分别取40 μ L，稀 释至20mL，置于双口烧瓶中，用浓的盐酸溶液将溶液调至酸性，然后用稀的氢氧化钠溶液调 节溶液的PH，同时记录溶液在此pH下的吸收和发射光谱。随着pH的降低，化合物在465nm 处的吸收峰升高，366nm和560nm处的吸收峰下降，存在两个等吸收点，表明有两种酸碱平 衡存在。而以465nm和560nm为激发波长的发射峰同时升高。所用仪器为紫外可见分光光 度计，型号Hp8453 ；荧光分光光度计，型号FP-6500 ；pH计，型号LEICI。实施例12不同pH下，化合物B的吸收和发射光谱的测定以及pKa的估算分别配置浓度为ImM的化合物B的DMSO ( 二甲基亚砜)溶液，分别取40 μ L，稀释 至20mL，置于双口烧瓶中，用浓的盐酸溶液将溶液调至酸性，然后用稀的氢氧化钠溶液调节 溶液的PH，同时记录溶液在此pH下的吸收和发射光谱。随着pH的降低，化合物在430nm处 的吸收峰升高，550nm处的吸收峰下降，475nm处存在一个等吸收点，表明存在一种酸碱平 衡。而以430nm和550nm为激发波长的发射峰随着其对应发射波长强度的升高而升高。对 化合物的荧光强度与PH做sigmoidal拟合，曲线上最大强度对应的pH即为化合物的 PKa0得到化合物B的pKa为5. 2，表明化合物适用于活细胞酸性细胞器成像。所用仪器为 紫外可见分光光度计，型号Hp8453 ；荧光分光光度计，型号FP-6500 ；pH计，型号LEICI。实施例13 共聚焦激光扫描显微镜下观察化合物A对活细胞MCF-7的染色加配有化合物A、浓度为2 μ M的PBS缓冲液12 μ L于培养好MCF-7细胞的六孔板 中，在37°C、5% C02的细胞培养箱中孵育30min。然后，PBS震荡漂洗5minX 3，再加入细胞 培养基，共聚焦激光扫描显微镜(TCS-SP2，Germany)观察细胞形态。选取代表性区域，绿色 (458nm)、红色(543)双通道激发，用油镜(1000X)观察，重复三次。图7从左到右依次为 绿色通道成像图片、红色通道成像图片、双通道叠加图片和亮场图片。如图可观察到化合物 A对MCF-7细胞质内的酸性区域特异性染色，并可以双色成像。所用仪器为共聚焦激光扫描显微镜，型号TCS-SP2。实施例14
化合物C、D、E的固态光谱的测定测定化合物固态发射光谱是通过发射的原理进行的。测试时直接将粉末装入到测 试槽中，调节样品角度，使反射的光线恰好进入接收器上，记录发射光谱。所用仪器为荧光 分光光度计，型号LS 55。为了更直观的比较，拍摄了化合物C与已知化合物Sl的日光下粉末颜色和紫外灯 下固体荧光照片。实施例15
化合物G和已知化合物Sl与小牛胸腺DNA结合前后吸收、发射光谱及荧光增强倍 数的测定配置浓度为ImM的化合物G、Sl的DMSO (二甲基亚砜)溶液，分别取6 μ L，加pH 7.4、10mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，置于比色皿中，测定其荧光 强度。配置一定浓度的小牛胸腺DNA的水溶液，通过紫外吸收分光光度计测定其260nm处 的吸光度值，标定其浓度为1. 5mM。另分别取浓度为ImM的化合物G、S1的DMSO (二甲基亚 砜)溶液6 μ L于比色皿中，再分别向其中加入浓度为1. 5mM的小牛胸腺DNA溶液200 μ L， 最后加pH 7.4、10mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，测定其荧光强度。 作用后，Sl的吸收强度变大，波长没有变化；而G的吸收光谱形状改变。相同条件下(相同 底物浓度和DNA浓度)，已知染料Si，与小牛胸腺DNA结合后，相对荧光强度增加5. 9 (1/10 =190/32 = 5. 9)倍；而化合物G与小牛胸腺DNA结合后，相对荧光强度可增加91(1/10 = 600/6.6 = 91)倍。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Hp8453 ；荧光分光光度计，型号 FP-6500。实施例16化合物G与不同浓度的小牛胸腺DNA结合后荧光发射光谱的测定配置浓度为ImM的化合物G的DMSO (二甲基亚砜)溶液，取6 μ L，加pH7. 4、IOmM 的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，置于比色皿中，测定其荧光强度。配置 一定浓度的小牛胸腺DNA的水溶液，通过紫外吸收分光光度计测定其260nm处的吸光度值， 标定其浓度为1. 5mM。另分别取浓度为ImM的化合物G的DMSO (二甲基亚砜)溶液6 μ L 于比色皿中，再分别向其中加入不同体积的、浓度为1. 5mM的小牛胸腺DNA溶液，最后加pH 7.4、10mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，测定其荧光强度。随着DNA 浓度的增加，化合物G的荧光强度不断升高。当DNA浓度超过30 μ M时，荧光增强趋势变 缓。在这一浓度范围内对化合物G荧光强度和DNA浓度进行线性拟合，发现两者这件存在 很好的线性关系。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Ηρ8453 ；荧光分光光度计，型号 FP-6500。实施例17化合物H和已知化合物S2与牛血清白蛋白BSA结合前后吸收、发射光谱及荧光增 强倍数的测定配置浓度为ImM的化合物H、S2的DMSO (二甲基亚砜)溶液，分别取6 μ L，加pH 7.4、10mM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，置于比色皿中，测定其荧光 强度。配置5mM的牛血清白蛋白BSA的水溶液。另分别取浓度为ImM的化合物H、S2的 DMSO (二甲基亚砜)溶液6μ L于比色皿中，再分别向其中加入浓度为5mM的小牛胸腺DNA溶液30yL，最后加pH 7. O、IOmM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，测定 其荧光强度。作用后，S2的吸收强度变�。ǔっ挥斜浠欢鳪的吸收光谱形状改变并且伴 有波长红移。相同条件下(相同底物浓度和BSA浓度)，已知染料S2，与牛血清白蛋白BSA 结合后，相对荧光强度增加1. 5(1/10 = 40. 2/26. 8 = 1.5)倍；而化合物H与牛血清白蛋白 BSA结合后，相对荧光强度可增加19(1/10 = 159. 6/8. 3 = 19)倍。所用仪器为紫外可见分 光光度计，型号Hp8453 ；荧光分光光度计，型号FP-6500。实施例18化合物H与不同浓度的牛血清白蛋白BSA结合后荧光发射光谱的测定配置浓度为ImM的化合物H的DMSO (二甲基亚砜)溶液，取6 μ L，加pH7. 0、IOmM 的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，置于比色皿中，测定其荧光强度。配置 5mM的牛血清白蛋白BSA的水溶液。另分别取浓度为ImM的化合物H的DMSO ( 二甲基亚砜) 溶液6μ L于比色皿中，再分别向其中加入不同体积的、浓度为5mM的牛血清白蛋白BSA溶 液，最后加PH 7. OUOmM的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲液稀释至3mL，测定其荧光强 度。随着BSA浓度的增加，化合物H的荧光强度不断升高。当BSA浓度超过8. 5μ M时，荧 光增强趋势变缓。在这一浓度范围内对化合物H荧光强度和BSA浓度进行线性拟合，发现 两者这件存在很好的线性关系。所用仪器为紫外可见分光光度计，型号Ηρ8453 ；荧光分光 光度计，型号FP-6500。实施例19化合物F、I的活细胞通透性测试加配有化合物F、I，浓度为1.5μΜ的PBS缓冲液12 μ L干培养好PC12细胞的六 孔板中，在37°C、5% C02的细胞培养箱中孵育30min。然后，PBS震荡漂洗5minX 3，再加入 细胞培养基，共聚焦激光扫描显微镜(Nikoneclipase TE 2000-5)观察细胞形态。选取代 表性区域，510-570nm激发，成像三次。图16从左到右依次为化合物F对活细胞PC12的亮 场成像照片、化合物F对活细胞PC12的荧光成像照片；化合物I对活细胞PC12的亮场成像 照片、化合物I对活细胞PC12的荧光成像照片。如图可观察到化合物F、I具有良好的细胞 膜通透性。所用仪器为Nikon eclipase TE 2000-5。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。作为荧光染料是本发明新化合物的一种用途，不能认定本发明的化合物仅用于 荧光染料，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在基于本发明化合物用作荧光 染料的相同作用机理的考虑下，还可以做出若干简单推理，得出本发明的化合物的其他应 用用途，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
一类吲哚类半菁染料，其特征在于所述染料分子具有结构通式I其中R1＝H、卤素、硝基、磺酸基，R2＝H；或R1R2组成萘吲哚环R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R5为H、羟基、N((CH2)mR7)2，其中R7＝H、OH、OAc、COOH、COOCH3、苯基；R6为(CH2)pR8，其中R8＝H、OH、C＝C、炔基、OAc、COOH、COOCH3、COOC2H5、p-(C6H4)R9，其中R9＝H、CH3、卤素、NO2、CN、COOH、L-A；Y-＝卤素离子、ClO4-、PF6-或TsO-；L＝-C1-18烷基-、p-(CH2)q(C6H4)(CH2)q-；m＝1～18，n＝1或2，p＝0～18，q＝1-6。FSA00000058917700011.tif,FSA00000058917700012.tif
2.据权利要求1所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于当n = 1、R5为羟基时，具 有结构式II 其中R1 = H、卤素、硝基、磺酸基，R2 = H ；或R1R2组成萘吲哚环.9R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R6 为(CH2)pR8，其中:R8 = H、0H、C = C、炔基、OAc、C00H、C00CH3、C00C2H5、p-(C6H4) R9，其中R9 = H、CH3、卤素、N02、CN、C00H ； Y-=卤素离子、C104-、PF6-或 TsO-； p = 1 18。
3.据权利要求1所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于当R2 = H、n = 1时，组成 结构式III 其中R1 =H、卤素、硝基、磺酸基。R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R5 为 H、羟基、N((CH2)mR7)2，其中R7 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、苯基；R6 为(CH2)pR8，其中:R8 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、C00C2H5、p-(C6H4) R9，其中:R9=H、CH3、卤素、N02、CN、COOH ；Y-=卤素离子、C104-、PF6-或 TsO-； m = 1 18 ;p = 0 18。
4.据权利要求1所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于当R6= L-A时，具有结构 通式IV <formula>formula see original document page 3</formula>其中R1 = H、卤素、硝基、磺酸基，R2 = H ；或R1R2组成萘吲哚环<formula>formula see original document page 3</formula>.R3和R4各自独立选自H、羟基、卤素、硝基、C1-4烷基；R5 为 H、N((CH2)mR7)2，其中:R7 = H、OH、OAc、C00H、C00CH3、苯基；Y-=卤素离子、C104-、PF6-或 TsO-；L = -C1-18 烷基 _、或 p- (CH2) q (C6H4) (CH2) q-；m = 1 18，η = 1、2，ρ = 1 18，q = 1-6。
5.据权利要求2所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于所述具有结构式II的化合 物用作PH荧光探针。
6.据权利要求3所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于所述具有结构式III的化 合物用作固体荧光化合物。
7.据权利要求4所述的一类吲哚类半菁染料，其特征在于所述具有结构式IV的化合 物用作生物荧光探针。
全文摘要
一类吲哚类半菁染料的合成与应用，属于精细化工领域中一类功能染料的合成及其作为荧光染料的应用。这类化合物由吲哚季铵盐与相应的醛缩合而成，具有摩尔消光系数大，光稳定性好，易于合成等优点。该类分子根据其取代基、阴离子的不同，可以具有pH探针性质、固态荧光性质和与生物大分子结合的性能。作为pH探针时，可根据取代基的不同调节探针的pKa，并且可用于双色活细胞成像；作为固态发射染料时，根据取代基与阴离子的不同，可以调节其固态发射波长；作为生物分子探针时，对生物分子有很好的反应，且具有活细胞细胞膜通透能力，可用于细胞染色，而且由于其吸收和发射波长较长，可以避免生物质自荧光的干扰，还能降低激发光对细胞或生物组织的损伤。
文档编号G01N33/52GK101805526SQ201010144000
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月10日 优先权日2010年4月10日
发明者吴彤, 彭孝军, 樊江莉, 王炳帅, 王静云 申请人:大连理工大学
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