基于硫醇-色烯“点击”开环反应的硫醇小分子光学探针设计及其反应机制研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21072119
项目类别：
面上项目
资助金额：
36.0万
负责人：
阴彩霞
依托单位：
山西大学
学科分类：
B0105.催化合成反应
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
霍方俊；王晓菊；孙远强；苏静；杨宇涛；支海娟；何迎春；
关键词：
色烯分子识别 "点击"反应硫醇光学探针

项目摘要

异常的硫醇水平与许多疾病如老年痴呆症、帕金森症、肝脏损伤、冠心病、动脉粥样硬化血管病、癌症、艾滋病等密切相关，发展相关硫醇分子的探针用来检测生物体系中硫醇的浓度在生物化学和临床化学中具有重要意义，并对临床诊断亦具有预示作用。本项目以发展一类新型的硫醇光学探针为目标，利用具有原始创新的S-C键生成导致色烯开环的新型有机反应，设计制备具有高选择识别功能、高度灵敏的、生理体系下有效识别、检测硫醇的色烯分子。致力于系统研究新型的有机硫醇-色烯"点击"开环反应，发展一类具有原始创新性的有机S-C键生成反应；致力于发展基于硫醇-色烯"点击"反应的新颖硫醇光学探针，进而得到一类具有原创性的含色烯基团的硫醇光学探针。本项目的完成将为硫醇-色烯"点击"反应在化学、生物学、材料科学等领域的开展提供详实的理论基础；对预防、诊断与硫醇相关的疾病亦具有重要的科学意义和潜在应用价值。

结项摘要

按计划完成本项目，发表学术论文25篇，其中，SCI论文20篇,SCI影响因子最高28.76。另外，会议论文13篇，授权国家发明专利7项。参加国际学术会议2次，国内学术会议6次，项目主持人做两次分会邀请报告和4次口头报告。培养博士生一名，硕士生三名，培养山西省中青年拔尖人才一名。实验与理论结合取得的具体成果：1）发展了基于香豆素色烯的硫醇荧光增强探针，并用于细胞成像，研究结果发表在Biosens.Bioelectron；2）总结了1,1、1,2、1,3、1,4硫醇加成反应及其在硫醇识别中的应用，发表在Chem. Soc. Rev.；3）发现了重金属离子可再生化学计量器：即：苯丙吡喃（色烯）衍生物7-nitro-2,3-dihydro-1H-cyclopenta[b]chromen-1-one，在水溶液中化合物加入硫醇发生开环反应，然而，在上述体系中，加入重金属离子能诱导硫醇-色烯光环，从而用于重金属离子可再生化学计量器的设计。此研究结果发表在 Org. Lett.；4）合成了1,8-萘二甲酸酐，利用1,2加成反应，在水溶液中识别硫醇，即：在有探针的水溶液中加入硫醇，荧光增强4倍，其他的氨基酸不干扰探针对硫醇的检测。研究结果Sens. Actuators B发表;5)色烯的前期物，一种香豆素醛衍生物，通过亚硫酸氰根的亲核加成反应实现了水溶液中亚硫酸氰根的高灵敏性和高选择性检测。并把此方法应用于糖中亚硫酸氰根的检测，此研究结果在Sens. Actuators B发表；6）合成香豆素色烯的中间产物，7-羟基香豆素的乙酰化产物对BO3-显示了特异性荧光增强的信号响应，信号响应机理基于：在pH5.0的醋酸缓冲溶液中，乙酰化的香豆素被BO3-选择性脱去乙酰根，导致发出强的荧光信号。此探针可用于过硼酸钠漂白剂中BO3-的检测。此研究结果发表在Analys；7）作为扩展，合成了氰根的探针, 利用氰根亲核加成的本质，我们发展了基于吲衍生物和苯酚三醛的氰根探针，在DMSO的溶液中，氰根的加入，使得探针发出蓝绿色荧光，从而实现氰根的检测。此研究结果在Sens. Actuators B。