Способ получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора Российский патент 2024 года по МПК C09K11/06 C07F5/02 C07C49/235 A61K49/00 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе производных куркумина в комплексной форме с дифторидом бора.

Известны меченые молекулярные визуализирующие агенты (патент RU № 2523411, МПК A61K 49/00, A61K 51/04, A61K 101/00, C07B 59/00, C07C 323/58, опубликовано 20.07.2014, Бюл. № 20), включающие в себя гидрофильный контрастный агент на основе димера цистеина. Также в патенте описан способ создания димера цистеина и его модификацию флуоресцентными заместителями по типу BODIPY или изотопами галогенидов для придания контрастных свойств.

Однако флуоресценция такого контрастного агента ограничена синей областью спектра, которая часто перекрывается поглощением биологических тканей, что уменьшает возможности его использования.

Известен способ получения производных куркумина в составе комплексов с фторидом бора (патент EP3173416, МПК A61B 5/00, A61K 49/00, C07F 5/02, опубл. 31.05.2017). В нем описаны способы создания производных борфторированного комплекса куркумина с различными пиреновыми, нафталиновыми, анилиновыми и другими ароматическими заместителями, а также способ их использования в качестве флуоресцентных контрастых агентов в области биовизуализации, тераностики, фотогальваники и других. Однако, перечисленные в данной работе производные куркумина не содержат каких-либо полярных функциональных групп, что накладывает ограничение на сферу применения данных соединений по степени их растворимости в среде.

Известен способ синтеза монозамещённого бифторированного комплекса куркумина с 4-[Бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензолом в качестве заместителя (A polarity-sensitive fluorescent probe based on a difluoroboron derivative for monitoring the variation of lipid droplets, Hui Wang, Lei Hu, Shuting Shen, Kun Yu and Yaxuan Wang, опубл. 06.09.2021). В статье описывается способ получения монозамещённого производного комплекса куркумина, его люминесцентные свойства, их зависимость от полярности среды, а также применение данного соединения в качестве внутриклеточного контрастного агента.

Однако цепь сопряжения у рассматриваемого соединения недостаточно велика, ввиду чего его люминесцентные свойства ограничиваются зелёной и желтой областями спектра, что также в некоторых случаях уменьшает эффективность использования соединения в виду перекрывания области люминесценции поглощением тканей.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения флуоресцентных контрастных агентов на основе нового ряда производных комплекса куркумина с бифторидом бора, что существенно расширяет существующий ряд флуоресцентных индикаторов.

Способ получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора, включающий смешение в растворителе, состоящем из толуола, трибутилбората и бутиламина в мольном соотношении 100:2:0,2 соответственно, борфторированного ацетилацетона и 4-[Бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегида в мольном соотношении 1:2, выдерживание реакционной смеси при 65^оС и интенсивное перемешивание в течение 12 ч, выделение соединения R = C₂H₅ в виде осадка путём добавления к реакционной смеси дихлорметана в количестве 1,5 эквивалентов по отношению к объёму исходной смеси, затем фильтрацию c промывкой осадка дихлорметаном, смешение полученного соединения R = C₂H₅ с гидроксидом лития в среде тетрагидрофурана - ТГФ и метанола в мольном соотношении 1 : (1,0 - 4,5) : 5 : 5 соответственно, выделение соединения R=H в виде литиевой соли путём отгонки растворителя при температуре 50°С и давлении до 0,1 атм.

На фиг. 1 показана структурная формула соединения R = С₂Н₅ (тетраэтил 2,2',2'',2'''-((((1E,1'E)-(2,2-дифтор-2H-1l3,3,2l4-диоксаборинин-4,6-диил)бис (этен-2,1-диил))бис(4,1-фенилен))бис(азантриил))тетраацетата).

На фиг. 2 - ЯМР ¹Н спектр соединения R = C₂H₅.

На фиг. 3 - ЯМР ¹³С спектр соединения R = C₂H₅.

На фиг. 4 - масс-спектр соединения R = С₂H₅.

На фиг. 5 - структурная формула соединения R = H (2,2',2'',2'''-((((1E,1'E)-(2,2-дифтор-2H-1l3,3,2l4-диоксаборинин-4,6-диил)бис(этен-2,1-диил))бис(4,1-фенилен))бис(азантриил))тетраацетата).

На фиг. 6 - ЯМР ¹Н спектр соединения R = H.

На фиг. 7, 8, 9, 10 - спектры возбуждения (фиг. 7, 9) и эмиссии (фиг. 8, 10) для соединения R = C₂H₅ в ДМФА (фиг. 7, 8) и соединения R = H в H₂O (фиг. 9, 10).

Для осуществления способа получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора используют:

- Толуол, выпускаемый по ГОСТ 5789-78;

- Трибутилборат с чистотой не менее 99 %, CAS номер: 688-74-4;

- Монобутиламин с чистотой не менее 99 %, CAS номер: 109-73-9;

- Борфторированный ацетилацетон, участвующий в реакции в качестве исходного соединения, синтезируется с большими выходами по реакции хелатирования фторида бора ацетилацетонатом (см. Lozada I.B. et al. Donor-Acceptor Boron-Ketoiminate Complexes with Pendent N -Heterocyclic Arms: Switched-on Luminescence through N -Heterocycle Methylation // J. Org. Chem. 2022. Vol. 87, № 1. P. 184-196.);

- 4-[Бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегид, как второй исходный реагент, получают по реакции Вильсмайера Хаака при взаимодействии диэтил 2,2`-(фенилимино)диацетата с димитилформамидом в присутствии POCl₃ (см. Guang S. et al. Synthesis and properties of long conjugated organic optical limiting materials with different π-electron conjugation bridge structure // Dyes and Pigments. 2007. Vol. 73, № 3. P. 285-291.);

- Дихлорметан (метилен хлористый), выпускаемый по ГОСТ 9968-86;

- Тетрагидрофуран (ТГФ), выпускаемый по ТУ 2631-125-44493179-08;

- Метанол (Карбинол), выпускаемый по ГОСТ 6995-77;

- Гидроокись лития, выпускаемую по ГОСТ 12.1.007-76;

- дистиллированная вода.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Способ получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора включает в себя введение в реакцию эквивалента борфторированного ацетилацетона и 4-[Бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегида в мольном соотношении 1 : 2 в среде толуола трибутилбората и бутиламина в мольном соотношении 100 : 2 : 0,2 соответственно, выдерживание реакционной смеси при 65°С и интенсивном перемешивании в течении 12 часов, выделение соединения R = C₂H₅ в виде осадка путём добавления дихлорметана в количестве 1,5 эквивалентов по отношению к объёму исходной смеси, его фильтрацию с промывкой дихлорметаном и введение в реакцию гидроксидом лития в среде ТГФ в соотношении 1 : (1,0 - 4,5) и выделения образующихся соединений в виде солей.

Способ получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора включает в себя.

Пример 1 - получение соединения R = С₂H₅.

В толуоле (10 мл) в присутствии трибутил бората и бутиламина (2 ммоль и 0,2 ммоль соответственно) 0,1478 г (1ммоль) Борфторированного ацетилацетона и 0,586г 4-[Бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегида растворили в приготовленной смеси растворителей в атмосфере аргона и выдержали при 65°С в течении 12 часов. После остывания смеси до комнатной температуры к ней добавили 15 мл дихлорметана, полученный багровый осадок отфильтровали и промыли дихлорметаном 2 раза. Структура соединения R = С₂H₅ была подтверждена методом ЯМР ¹H, ЯМР ¹³С и масс- спектроскопии (фиг. 2, 3, 4 соответственно).

Пример 2 - получение соединения R = H (фиг. 5).

Первая стадия включает в себя получение соединения R = С₂H₅ аналогично примеру 1.

Далее 35 мг соединения R = С₂H₅ добавили к 30 мл смешанного растворителя из ТГФ и метанола в пропорции 1:1 по объёму. В соседней колбе смешано 5 мл H₂О и 8,4 мг моногидрата гидроксида лития (LiOH*H₂O), а полученный раствор по каплям добавили к приготовленному раствору соединения R = С₂H₅ при комнатной температуре, при этом раствор поменял свою окраску с тёмно-бурой до голубой. Далее произвели отгонку растворителя при 50°С и давлении до 0,1 атм с получением соединения R = H в виде литиевой соли. Структура соединения R = H была подтверждена методом ЯМР 1H спектроскопии (фиг. 6)

Каждое из синтезированных соединений обладает свойственными для класса куркуминоидов люминесцентными свойствами в красной области спектра, что позволяет их использовать в качестве флуоресцентных контрастных агентов как в области клеточной визуализации, так и в области маркирования как полярных, так и не полярных растворов, что подтверждают спектры люминесценции данных соединений, отснятые в среде диметилформамида (ДМФА) и дистиллированной воды (фиг. 7, 8, 9, 10).

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе производных куркумина в комплексной форме с дифторидом бора и используемых в качестве флуоресцентных контрастных агентов в области клеточной визуализации, маркирования полярных и неполярных растворов. Способ получения флуоресцентного маркера включает смешение в растворителе, состоящем из толуола, трибутилбората и бутиламина в мольном соотношении 100:2:0,2 соответственно, борфторированного ацетилацетона и 4-[бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегида в мольном соотношении 1:2, выдерживание реакционной смеси при 65°С и интенсивное перемешивание в течение 12 ч. Выделение соединения (I), где R = C₂H₅ в виде осадка осуществляют путём добавления к реакционной смеси дихлорметана в количестве 1,5 эквивалентов по отношению к объёму исходной смеси. Далее проводят фильтрацию c промывкой осадка дихлорметаном и смешение полученного соединения (I) с водным раствором гидроксида лития в присутствии ТГФ и метанола в мольном соотношении соединение (I):LiOH, соответственно 1:(4,0-4,5), с выделением литиевой соли соединения (II), где R=H путём отгонки растворителя при температуре 50°С и давлении до 0,1 атм. Техническим результатом изобретения является обеспечение способом получения флуоресцентных контрастных агентов на основе нового ряда производных комплекса куркумина с бифторидом бора и расширение существующего ряда флуоресцентных индикаторов. 10 ил., 2 пр.

Способ получения водорастворимого флуоресцентного маркера на основе комплекса куркумина с дифторидом бора указанной структурной формулы, включающий смешение в растворителе, состоящем из толуола, трибутилбората и бутиламина в мольном соотношении 100:2:0,2 соответственно, борфторированного ацетилацетона и 4-[бис[2-(ацетилокси)этил]амино]бензальдегида в мольном соотношении 1:2, выдерживание реакционной смеси при 65°С и интенсивное перемешивание в течение 12 ч, выделение соединения (I), где R = C₂H₅ в виде осадка путём добавления к реакционной смеси дихлорметана в количестве 1,5 эквивалентов по отношению к объёму исходной смеси, затем фильтрацию c промывкой осадка дихлорметаном, смешение полученного соединения (I) с водным раствором гидроксида лития в присутствии тетрагидрофурана -ТГФ и метанола в мольном соотношении соединение (I):LiOH, соответственно 1:(4,0-4,5), с выделением соединения (II), где R=H в виде литиевой соли путём отгонки растворителя при температуре 50°С и давлении до 0,1 атм.