水溶性羧苄基甲苄基三甲川菁染料的合成及光谱性能

一种花菁类染料的合成与光谱性能分析朱少萍;蒋楠;刘勤尧;毛雪;李尧【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2015(028)001【摘要】合成了一种花菁类染料1,3,3,3’,3’-五甲基-1’-异丙基苯并[e]吲哚三甲川花菁的六氟磷酸盐.通过FT-IR,1HNMR对其结构进行表征,利用UV-Vis和FT-IR研究了在该花菁的乙醇溶液中加入金属离子时其紫外可见光谱的变化,探讨了变化的原因,并研究了该花菁在紫外光辐射后增色的性能.结果表明:在花菁的乙醇溶液中随着Fe3+离子浓度增加,330 nm处的小吸收峰会逐渐增强;而加入Cu2+离子会使所有吸收峰强度都增加,但是当Cu2离子的浓度达到0.8×10-5 mol/L时,继续增加Cu2+浓度,反而会使吸光度减小.红外光谱的检测也进一步说明该花菁与Cu2+、Fe3+的作用是不同的,Fe3+离子的加入会促使其和溶剂分子间氢键增强,该花菁染料的溶液浓度越大,增色效应越灵敏.【总页数】5页(P11-15)【作者】朱少萍;蒋楠;刘勤尧;毛雪;李尧【作者单位】常州工学院理学院,江苏常州213002;常州工学院理学院,江苏常州213002;常州工学院理学院,江苏常州213002;常州工学院理学院,江苏常州213002;常州工学院理学院,江苏常州213002【正文语种】中文【中图分类】O625.15【相关文献】1.吲哚碳菁类功能染料的合成与表征 [J], 刘福德;杨云龙;王密;韩宝成2.噻菁感蓝染料的合成及其紫外可见光谱的研究 [J], 李承恩;张智军3.N-苄基邻苯二甲酰亚胺分散染料的合成与光谱性能分析 [J], 展义臻;赵雪;王炜4.噻菁、噻碳菁和苯骈咪唑－噻碳菁染料的合成及性质的研究 [J], 闫文鹏;彭必先;许慧君5.一种花菁染料-表面活性剂水溶液体系的电子吸收光谱和荧光光谱的研究 [J], 伍炯如;田永驰;梁映秋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

星戈瑞荧光之多甲川花菁染料Cyanine系列花菁染料，也叫CY（Cyanine）染料是一种常见的荧光化合物，也是一种多甲川染料的衍生物。

它是由两个氮原子为杂环核组成的，且具有荧光稳定、多聚次甲基桥链化学结构、摩尔吸收系数大和荧光量子产率高等优点。

用于标记生物分子例如DNA和蛋白质，比较常见的花菁染料有CY3、CY5、CY7和Sulfo-CY3、sulfo-CY5、sulfo-CY7。

Cyanine3 三甲川花菁染料Cyanine3（CY3）、Sulfo-CY3: 是一种发橘黄色光的花青素染料，也叫三甲川花菁染料，一般是指脂溶性CY3，较难溶于水，水相标记需有机溶剂共溶，还有一种是磺化CY3，它的水溶性比较好，荧光更亮更稳定，都可用来标记活性基团、蛋白、糖、多肽、抗体等。

Cyanine5 五甲川花菁染料Cyanine5（CY5）、Sulfo-CY5:是一种发红色荧光的花青素染料，也叫五甲川花菁染料，也是一种常见的荧光标记化合物。

溶于有机助溶剂（如DMF或DMSO），相对于CY3它的灵敏度更高，可用来标记多肽、蛋白和寡核苷酸的氨基基团。

磺化CY5（水溶性CY5）可在水相中标记各种官能团，适用于标记对有机溶剂敏感的生物分子。

Cyanine7 七甲川花菁染料Cyanine7（CY7）、Sulfo-CY7:是一种近红外的花菁荧光染料，也叫七甲川花菁染料。

它在肌体的血液、体液和组织背景荧光弱、穿透性较强，所以它经常用于小动物的活体成像中。

它发出的光是肉眼不可见的，所以只能凭借一些荧光仪器来识别。

磺化CY7（Sulfo-CY7）是水溶性的可标记各种活性基团和一些有机溶剂敏感的生物分子。

CY5-COOHCY5-carboxylic acidCY5-羧酸CY5-NHS esterCY5-NHSCY5-amineCY5-NH2CY5-氨基CY5-azideCY5-N3CY5-alkyneCY5-hydrazideCY5-maleimideCY5-MALCY5-马来酰亚胺CY5-ThiolCY5-SHCY5.5-COOHCY5.5-carboxylic acidCY5.5-羧酸CY5.5-NHS esterCY5.5-NHSCY5.5-amineCY5.5-NH2CY5.5-氨基CY5.5-azideCY5.5-N3CY5.5-alkyneCY5.5-hydrazideCY5.5-maleimideCY5.5-MALCY5.5-马来酰亚胺更多资讯可查看“来源”仅用于科研呦。

第33卷第2期2017年3月齐齐哈尔大学学报（自然科学版）Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition)Vol.33,No.2March,2017非水溶氰苄基菁染料的合成及光谱性能宋波，高静春，姜海燕，赵春艳，马文辉，赵冰，王丽艳(齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：以2,3,3-三甲基-3好-吲哚为原料，合成了 N-氰苄基取代-2,3,3-三甲基-3好-吲哚啉季铵盐，然后分别与方酸 和丙二醛缩苯胺盐酸盐缩合制得N-氰苄基方酸菁染料和N-氰苄基直链五甲川菁染料。

通过核磁共振氢谱和质谱对 化合物结构进行了表征，考察了染料在不同溶剂中的光谱性能。

结果表明，染料的最大吸收波长和最大发射波长 在质子性和非质子性溶剂中表现不同的位移规律，染料的光稳定性随N位取代基吸电子能力呈规律性变化。

关键词：合成；光谱性能；菁染料；方酸染料；甲川染料中图分类号：TQ422 文献标志码：A 文章编号：1007-984X(2017)02-0036-03菁染料可通过调整甲川链长度，使其紫外-可见吸收处于近红外区，而绝大多数生物基质在此区域无吸收，因此可以有效避免来自被测物荧光背景干扰，从而具有较高的生物检测灵敏度，应用 越来越广泛[1-3]。

特别是在活细胞荧光成像技术等方面的应用，使得菁染料备受关注K5]。

本文合成了 N-氰 苄基方酸菁染料和N-氰苄基直链五甲川菁染料，讨论了其结构对染料性能的影响。

1实验部分1.1仪器和试剂瑞士 Bruke公司Avance- 600核磁共振仪，TMS为内标，DMSO- d为溶剂；北京普析通用仪器有限责 任公司TU- 1901双光束紫外可见分光光度计；美国P E公司LS55荧光光谱仪；上海培清科技有限公司JS -350B手提紫外分析仪；P E公司Spectrumone型傅里叶变换红外光谱仪；美国Finnigan公司气相色谱-质 谱联用仪；合成原料均为国产分析纯试剂。

BI YE SHE JI（20 届）DC系列N—芳苄基取代甲川染料的合成所在学院专业班级化学工程与工艺学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要以对肼基苯磺酸和3–甲基–2–丁酮为原料在冰醋酸催化条件下合成了2,3,3–三甲基–3H–吲哚–5–磺酸。

并用其制得钾盐，再用不同的N–烷基化试剂与其进行反应，获得了一系列不同N–烷基取代的吲哚季铵盐。

将N–对羧苄基取代的2,3,3–三甲基–3H–吲哚–5–磺酸季铵盐，N–对甲苄基取代的2,3,3–三甲基–3H–吲哚–5–磺酸季铵盐分别与原甲酸三乙酯反应，合成水溶性不对称三甲川菁染料。

优化了中间体的合成过程和条件。

为了与C-18反相柱进行比较，采用正相硅胶柱层析法进行分离研究，考察了展开剂的组成配比对分离效果的影响。

最后利用核磁共振氢谱对所合成的化合物进行结构表征。

对合成的染料进行光学性能测试。

关键词：合成；水溶性；菁染料Abstract2,3,3–trimethyl–3H–indoleninium–5–sulfuric acid was synthesized using phenyl hydrazine sulfonic acid and 3–methyl–2–butanone in acidic medium. 2,3,3–trimethyl–3H–indoleninium–5–sulfonate was synthesized using it. A series of N–alkyl–2,3,3–trimethyl–3H–indoleninium–5–sulfonates were synthesized involving nucleophilic reaction of 2,3,3–trimethyl–3H–indoleninium–5–sulfonate with different reagents for N–alkylation. Title watersoluble cyanine dye Cy3 were synthesized involving condensation reaction of triethyl orthoformate with two quaternary ammoniums of N–p–carboxylbenzyl substituted 2,3,3–trimethyl–3H–indole–5–sulfonate ammonium salt or N–p–methylbenzyl substituted 2,3,3–trimethyl–3H–indole–5–sulfonate ammonium salt.The synthetic process and the intermediate conditions of optimization. In order to compare with C-18 reversed-phase column, using normal phase silica gel column chromatography for separation of the expansion, composition ratio agentinfluence on the separation effect. Finally, by using 1H NMR characterization of the synthesized compounds. Optical properties of synthetic dyes.Key words: Synthesis；Watersoluble；Cyanine Dye目录摘要 (I)Abstract ....................................................................................................................................... I I 第１章绪论.. (1)1.1菁染料介绍 (1)1.1.1菁染料的结构和分类 (1)1.1.2菁染料的合成 (4)1.2菁染料的光谱性能 (11)1.2.1菁染料分子吸收光谱 (11)1.2.2菁染料分子荧光光谱 (12)1.2.3菁染料的聚集 (13)1.3菁染料的分离、提纯 (13)1.4选题背景和依据 (13)第 2 章实验部分 (15)2.1实验试剂及仪器 (15)2.2中间体合成路线 (16)2.2.1水溶性2,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸的制备 (16)2.2.2水溶性2,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸钾盐的合成 (16)2.2.3水溶性中间体吲哚钾盐的N烷基化 (17)2.2.4水溶性吲哚三甲川菁染料的合成 (17)2.3中间体的合成 (18)2.3.12,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸的合成反应温度优化 (18)2.3.22,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸钾的合成方案优化 (18)2.3.3水溶性中间体吲哚钾盐的N烷基化 (19)2.3.4水溶性直链三甲川菁染料的合成 (19)2.4目标染料的分离纯化 (20)2.4.1C-18反相柱层析法 (20)2.4.2湿法硅胶柱层析法 (20)2.4.3正向硅胶柱层析法溶剂的去除 (22)2.4.4正向硅胶的再生 (22)2.5染料结构表征 (22)2.6紫外–可见吸收光谱和荧光发射光谱的测试 (22)2.7目标染料在不同pH水溶液中的光谱性能测试 (22)第3章结果与讨论 (23)3.1染料中间体的合成及优化 (23)3.1.12,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸的合成反应温度优化 (23)3.1.22,3,3-三甲基-3H-吲哚-5-磺酸盐的合成方案优化 (23)3.1.3水溶性中间体吲哚钾盐的N 烷基化 (24)3.2目标产物的合成及Cy3b-1的合成方案优化 (24)3.3目标产物的分离及表征 (25)3.3.1C-18反相柱层析法 (26)3.3.2湿法硅胶柱层析法中不同展开剂对水溶性菁染料分离的影响 (27)3.3.3核磁共振定性分析 (28)3.4Cy3b-1的紫外-可见吸收及荧光发射光谱 (28)3.5Cy3b-1在不同pH水溶液中的紫外-可见吸收及荧光发射光谱 (30)结论 (32)参考文献 (36)附录1 正相硅胶柱层析分离得到产品的核磁共振谱图 (33)致谢 (36)第１章绪论在蛋白质标记领域，荧光标示技术以其检测的高灵敏度和精确度将替代同位素标记这一传统方法成为科学家们的研究热点。

(10)申请公布号 CN 102010613 A(43)申请公布日 2011.04.13C N 102010613 A*CN102010613A*(21)申请号 201010523662.9(22)申请日 2010.10.29C09B 23/08(2006.01)C09B 67/54(2006.01)(71)申请人天津三箭生物技术有限公司地址300191 天津市南开区复康路31号(72)发明人郗日沫 赵秀杰 王文虎(74)专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司 12002代理人侯力(54)发明名称一种水溶性菁染料Cy7的制备及纯化方法(57)摘要一种水溶性菁染料Cy7的制备及纯化方法，步骤如下：1)将1-乙基-2，3，3-三甲基吲哚-5-磺酸盐与5-苯胺基戊二烯醛缩苯胺盐酸盐加入醋酸酐与醋酸中，氮气保护下制得中间体1-乙基-2-(ζ-苯胺基甲基乙酮基)己烯基-3，3-二甲基吲哚-5-磺酸盐；2)将1-(ε-羧戊基)-2，3，3-三甲川吲哚-5-磺酸盐与上述中间体加入醋酸酐、醋酸和醋酸钾中，氮气保护下制得Cy7初级产品；3)将上述Cy7初级产品采用制备薄层色谱法进行分离提纯，即可制得Cy7纯品。

本发明的优点：该方法操作简单、成本低；制备的水溶性菁染料Cy7，广泛应用于DNA 测序、生物大分子的定量测定、免疫分析检测等领域。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页1.一种水溶性菁染料Cy7的制备及纯化方法，其特征在于步骤如下：1)将1-乙基-2，3，3-三甲基吲哚-5-磺酸盐与5-苯胺基戊二烯醛缩苯胺盐酸盐加入醋酸酐与醋酸混合溶液中，在氮气保护下进行反应，制得中间体1-乙基-2-(ζ-苯胺基甲基乙酮基)己烯基-3，3-二甲基吲哚-5-磺酸盐，不需要进一步提纯，可直接进行下一步反应；2)将1-(ε-羧戊基)-2，3，3-三甲川吲哚-5-磺酸盐加入到上述中间体1-乙基-2-(ζ-苯胺基甲基乙酮基)己烯基-3，3-二甲基吲哚-5-磺酸盐与醋酸酐、醋酸和醋酸钾的混合溶液中，在氮气保护下进行反应，制得水溶性菁染料Cy7初级产品；3)将上述Cy7初级产品采用制备薄层色谱法进行分离提纯，即以乙醇和醋酸的水溶液为展开剂，反复展开，刮下蓝色展开带，用甲醇淋洗硅胶，经抽率、浓缩，即可制得水溶性菁染料Cy7纯品。