本發(fā)明涉及一種吲哚菁綠及其制備方法與應(yīng)用，屬于特異性示蹤劑制備工藝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熒光成像是一種是基于將帶熒光標(biāo)記的藥物或者其他物質(zhì)注入動物或人并且檢測熒光標(biāo)記定位的成像技術(shù)，其在近代醫(yī)療中具有獨特的地位，主要是作為其他方法(如MRI、PET、SPECT、超聲回波描技術(shù)、放射攝影術(shù)或X-斷層攝影術(shù))的互補成像技術(shù)，在生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究中具有重要的研究價值和應(yīng)用價值。
吲哚菁綠(ICG)作為一類近紅外染料，以其優(yōu)異的熒光穿透力、良好的顯像性以及較佳的穩(wěn)定性正在臨床上使用。目前，市面所售的吲哚菁綠大多造價高，純度低，且合成工藝復(fù)雜，因此，本領(lǐng)域需要開發(fā)一種新的適用于工業(yè)化的吲哚菁綠及其制備方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種新的吲哚菁綠及其制備方法與應(yīng)用，以能夠高效綠色環(huán)保的獲得吲哚菁綠，滿足工業(yè)化要求。
為此，一方面，本發(fā)明提供一種如式1所示的吲哚菁綠，其具有如下結(jié)構(gòu)式：
實驗表明，由本發(fā)明該吲哚菁綠形成的近紅外熒光納米探針的近紅外熒光信號峰與裸鼠本身的的背景信號峰分離的很好，腫瘤區(qū)域和腫瘤周圍正常組織的對比度達到了10倍多，背景干擾就小，可以給術(shù)者提供清晰的腫瘤位置和精確的腫瘤邊界，提 高腫瘤的檢測率、切除率。
另一方面，本發(fā)明提供式1所示的吲哚菁綠的制備方法，所述方法按如下路線進行：
本發(fā)明實驗表明按照如上以2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚2、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯及2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽為原料的路線可獲得目標(biāo)化合物式1所示的吲哚菁綠，該方法合成路線短、工藝簡單、無需貴重金屬的催化、產(chǎn)率高，符合“綠色化學(xué)”發(fā)展的要求。
優(yōu)選地，在本發(fā)明所述方法中，式2所示的2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯、式4所示的2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽與醋酸鈉的質(zhì)量比為0.9～1.1：0.9～1.1：0.9～1.1：0.9～1.1，進一步優(yōu)選為1：1：1：1。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明所述方法中，步驟(1)包括如下步驟：
將式2所示的2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚及1,4-丁基磺酸內(nèi)酯溶于甲苯中，回流反應(yīng)，反應(yīng)完全后，后處理得式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽，其中，2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯與甲苯的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL。
具體地，步驟(1)可為：稱取式2所示的2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚和1,4-丁基磺酸內(nèi)酯溶于甲苯中，加熱回流反應(yīng)4-6h，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓抽濾，濾餅用丙酮洗滌，真空干燥12-24h，得式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽，其中，2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯與甲苯的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明所述方法中，步驟(2)包括如下步驟：
惰性環(huán)境下，將式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽及 式4所示的2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽溶于乙酸酐中，回流反應(yīng)，反應(yīng)完全后，后處理得式5所示的化合物，其中，式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽、2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽與乙酸酐的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL。
具體地，步驟(2)可為：氬氣保護下，稱取式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽和式4所示的2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽溶于乙酸酐中，加熱回流反應(yīng)30-60min，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓抽濾，濾餅用丙酮洗滌，真空干燥12-24h，得式5所示的化合物，其中，式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽、2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽與乙酸酐的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明所述方法中，步驟(3.1)包括如下步驟：
惰性環(huán)境下，將式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽、式5所示的化合物和乙酸酐溶于無水乙醇中，回流反應(yīng)，反應(yīng)完全后，即得含式6所示化合物的反應(yīng)液，其中，式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽、式5所示的化合物、三乙胺及無水乙醇的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL：15mL。
具體地，步驟(3.1)可為：氬氣保護下，稱取2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽3、化合物5和三乙胺溶于無水乙醇中，加熱回流反應(yīng)15min，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，即得含式6所示化合物的反應(yīng)液，其中，式3所示的2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽、式5所示的化合物、三乙胺及無水乙醇的質(zhì)量體積比為0.9～1.1g：0.9～1.1g：14～16mL：14～16mL，優(yōu)選1g：1g：15mL：15mL。
根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明所述方法中，步驟(3.2)包括如下步驟：
將步驟(3.1)所得含式6所示化合物的反應(yīng)液冷卻，加入乙醚洗滌，移去上清液，殘留物用乙醇溶解，加入醋酸鈉，攪拌后過濾，濾餅加入丙酮，回流后趁熱抽濾，濾餅真空干燥，得式1所示的吲哚菁綠，其中，醋酸鈉與步驟(3.1)中式5所示的化合物的摩爾質(zhì)量比為0.9～1.1:0.9～1.1，優(yōu)選1:1。
具體地，步驟(3.2)可為；將反應(yīng)液冷卻至室溫，加入乙醚洗滌，移去上清液，殘留物用乙醇溶解，加入醋酸鈉，室溫攪拌30-60min后過濾，濾餅加入到丙酮中，回流30-60min后趁熱抽濾，濾餅真空干燥12-24h，得式1所示的吲哚菁綠，其中， 醋酸鈉與步驟(3.1)中式5所示的化合物的摩爾質(zhì)量比為0.9～1.1:0.9～1.1，優(yōu)選1:1。
本發(fā)明式1～式6所示的化合物的結(jié)構(gòu)如下：
再一方面，本發(fā)明還提供探針組合物，其包含本發(fā)明所述的吲哚菁綠，及一種或多種外科學(xué)上可接受的探針助劑。
再一方面，本發(fā)明提供所述的吲哚菁綠或所述的探針組合物在制備近紅外熒光納米探針中的應(yīng)用。
綜上可知，本發(fā)明提供了一種新的吲哚菁綠及其制備方法與應(yīng)用，該方法主要是利用式2所示的2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚2、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯和式4所示的2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽為原料，該方法工藝合成路線短、工藝簡單、無需貴重金屬的催化、產(chǎn)率可高達85％以上、符合“綠色化學(xué)”發(fā)展的要求。
具體實施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行以下詳細(xì)說明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例中，各原始試劑材料均可商購獲得，未注明具體條件的實驗方法為所屬領(lǐng)域熟知的常規(guī)方法和常規(guī)條件，或按照儀器制造商所建議的條件。
實施例1吲哚菁綠的合成
本實施例按如下路線合成吲哚菁綠(ICG)：
(1)2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽(3)的合成
稱取2,3,3-三甲基-4,5-苯并吲哚2(184.6g,0.88mol)和1,4-丁基磺酸內(nèi)酯(92.1g,0.88mol)溶于500mL甲苯中，加熱回流反應(yīng)4h，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓抽濾，濾餅用丙酮洗滌，真空干燥12h，得白色固體3，產(chǎn)率為85.9％。mp.265-266℃,1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.21(d,J＝8.0Hz,1H),8.03(d,J＝7.6Hz,1H),7.95-7.92(m,2H),7.62(t,J＝8.0Hz,1H),7.42-7.40(m,1H),2.56-2.53(m,2H),1.69(s,3H),1.61(s,6H),1.58-1.51(m,2H),1.48-1.42(m,2H),1.32-1.28(m,2H)。
(2)2-[6-(N-乙?；桨坊?-1,3,5-己三烯-1-基]-3,3-二甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽(5)的合成
氬氣保護下，稱取2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽3(345.1g,1.01mol)和2-戊烯二醛二縮苯胺鹽酸鹽4(313.4g,1.11mol)溶于1.9L的乙酸酐中，加熱回流反應(yīng)30min，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓抽濾，濾餅用丙酮洗滌，真空干燥12h，得藍(lán)色固體5，產(chǎn)率為86.1％。mp.170-171℃,1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.23(d,J＝7.6Hz,1H),8.04(d,J＝7.2Hz,1H),7.93-7.90(m,2H),7.62-7.58(m,4H),7.47(d,J＝8.4Hz,2H),7.42-7.39(m,1H),6.72-6.70(m,1H),6.51-6.51(m,4H),6.25-6.21(m,1H),2.54-2.51(m,2H),1.63(s,6H),1.59-1.54(m,2H),1.51-1.49(m,2H),1.35-1.31(m,2H),2.00(s,3H)。
(3)吲哚菁綠(ICG)(1)的合成
氬氣保護下，稱取2,3,3-三甲基-1-(4-磺基丁基)-4,5-苯并吲哚內(nèi)銨鹽3(34.6g,0.11mol)、化合物5(54.2g,0.11mol)和三乙胺(14.1mL,0.11mol)溶于280mL的無水乙醇中，加熱回流反應(yīng)15min，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，將反應(yīng)液冷卻至室溫，加入800mL乙醚洗滌，移去上清液，殘留物用200mL乙醇溶解，加入醋酸鈉(8.2g,0.11mol)， 室溫攪拌30min后過濾，濾餅加入到200mL的丙酮，回流30min后趁熱抽濾，濾餅真空干燥12h，得綠色固體1，產(chǎn)率為85.9％。mp.244-246℃,1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.25(d,J＝7.2Hz,2H),8.02(d,J＝7.2Hz,4H),7.92-7.90(m,2H),7.69-7.45(m,3H),7.62(t,J＝8.0Hz,2H),7.48-7.44(m,2H),6.64-6.45(m,4H),4.20-4.18(m,4H),2.53-2.50(m,4H),1.69(s,12H),1.63-1.52(m,4H),1.48-1.45(m,2H),1.37-1.33(m,2H)；HRMS(ESI)calcd for C43H46N2O6S2[M-H]-,750.9812；found750.9807。
實施例2
用10Kd的超濾管將上述制備得到高熒光性能的吲哚菁綠水溶解進行超濾，然后用PBS液稀釋得到濃度為0.2mg/mL近紅外靶向探針制劑。
將濃度為0.2mg/mL的上述近紅外熒光納米探針制劑注射入患有肝癌的裸鼠體內(nèi)進行熒光檢測，該近紅外熒光納米探針的近紅外熒光信號峰與裸鼠本身的背景信號峰分離的很好，腫瘤區(qū)域和腫瘤周圍正常組織的對比度達到了10倍多，這樣背景干擾就小，可以給術(shù)者提供清晰的腫瘤位置和精確的腫瘤邊界，提高腫瘤的檢測率、切除率。
最后說明的是：以上實施例僅用于說明本發(fā)明的實施過程和特點，而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍當(dāng)中。