Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Syntese af pH-afhængig Pyrazol, Imidazol og Isoindolone Dipyrrinone Fluorophores ved hjælp af en Claisen-Schmidt kondensationsmetode

Published: June 10, 2021 doi: 10.3791/61944
Automatic Translation
1, 2, 1
1Department of Physical and Life Sciences, Nevada State College, 2Department of Humanities, Nevada State College

Summary

Claisen-Schmidt kondensreaktionen er en vigtig metode til generering af methinebroerede konjugerede bicykliske aromatiske forbindelser. Ved at udnytte en base-medieret variant af aldol reaktion, en række fluorescerende og / eller biologisk relevante molekyler kan tilgås gennem en generelt billig og operationelt enkel syntetisk tilgang.

Abstract

Methine-bro konjugerede bicykliske aromatiske forbindelser er almindelige bestanddele af en række biologisk relevante molekyler såsom porfyriner, dipyrrinoner og lægemidler. Desuden resulterer begrænset rotation af disse systemer ofte i stærkt til moderat fluorescerende systemer som observeret i 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones, xanthoglows, pyrroloindolizinedion analoger, BODIPY analoger, og phenol og imidazolinone ringsystemer af grøn fluorescerende protein (GFP). Dette manuskript beskriver en billig og operationelt enkel metode til at udføre en Claisen-Schmidt kondensation til at generere en række fluorescerende pH-afhængige pyrazol / imidazol / isoindolone dipyrrinone analoger. Mens metoden illustrerer syntesen af dipyrrinon analoger, kan den oversættes til at producere en bred vifte af konjugerede tocykliske aromatiske forbindelser. Den Claisen-Schmidt kondensreaktion, der anvendes i denne metode, er begrænset til nukleofile og elektrofile, der er oliolisable under grundlæggende forhold (nukleofil komponent) og ikke-enolizable aldehyder (elektrofil komponent). Derudover skal både de nukleofile og elektrofile reaktanter indeholde funktionelle grupper, der ikke utilsigtet reagerer med hydroxid. På trods af disse begrænsninger giver denne metode adgang til helt nye systemer, der kan anvendes som biologiske eller molekylære sonder.

Introduction

En række konjugerede tocykliske systemer, hvor to aromatiske ringe er forbundet med en monomethinebro, gennemgår isomerisering via obligationsrotation, når de er begejstrede med en foton (Figur 1A)1,2,3,4,5. Den ophidsede isomer vil generelt slappe af til jorden tilstand gennem ikke-radiative henfald processer6. Hvis energibarrieren for bindingsrotation øges i tilstrækkelig grad, er det muligt at begrænse eller forhindre fotoisomerisering. I stedet resulterer fotonisk excitation i en ophidset singlet-tilstand, der ofte slapper af via fluorescens snarere end ikke-radiativt henfald (Figur 1B). Fastholdelse af fotoisomerisering opnås oftest ved mekanisk at begrænse bindingsrotationen ved at binde de to aromatiske ringsystemer ved at kovalente forbindelser og derved låse molekylet i en bestemt isomeric tilstand. Denne fremgangsmåde er blevet anvendt til at skabe flere forskellige fluorescerende tricykliske dipyrrinon- og dipyrrolemethananaloger såsom: 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones (1) xanthoglows (2)6,7, pyrroloindolizinedion analoger (3)8, og BODIPY analoger9 (4, Figur 2), hvorved pyrryd og/eller pyrrolringsystemerne er bundet med methylen, carbonyl, eller bor difluoro linkere. Typisk har 1-4 ΦF > 0,7, hvilket tyder på, at disse systemer er meget effektive som fluorophoreenheder.

Det er også muligt at begrænse fotoisomerisering ved hjælp af andre midler end kovalent forbinder ringsystemerne. F.eks. er phenol- og imidazolinonringene (figur 2) af grønt fluorescerende protein (GFP) begrænset til rotation efter proteinmiljøet; den restriktive indstilling øger kvanteudbyttet med tre størrelsesordener i forhold til den samme kromoforenhed i fri opløsning10. Det antages, at proteinstilladset i GFP giver en rotationsbarriere gennem steriske og elektrostatiske effekter11. For nylig, vores gruppe i samarbejde med Odoh-gruppen ved University of Nevada, Reno opdaget en anden fluorophore system, der bærer strukturelle lighed med dipyrrinone-baserede xanthoglow systemer (Figur 2)12. Disse dipyrrinonanaloger adskiller sig imidlertid fra xanthoglow-systemet i det intramolekylære hydrogenbindinger snarere end kovalentbindinger, afskrækker fotoisomerisering og resulterer i et fluorescerende bicyklisk system. Desuden kan pyrazol-, imidazol- og isoindolone-dipyrrinonanaloger hydrogenbindes i protonerede og afproducerede tilstande; deprotonering resulterer i en rødforskydning af både excitations- og emissionsbølgelængderne, sandsynligvis som følge af en ændring i systemets elektroniske karakter. Mens brintbinding er blevet rapporteret til at øge kvanteudbyttet gennem begrænset rotation13,14,15,16, er vi uvidende om noget andet fluorophore-system, hvor begrænset isomerisering fungerer som en form for fluorescens i både protonerede og afprotonerede tilstande af molekylet. Derfor er disse pH-afhængige dipyrrinon fluorophorer unikke i denne henseende.

I denne video fokuserer vi på syntesen og den kemiske karakterisering af den fluorescerende dipyrrinone analoge serie. Der lægges især vægt på Claisen-Schmidt-kondensmetoden, der blev brugt til at konstruere hele serien af fluorescerende analoger. Denne reaktion er afhængig af generering af en base-medieret vinylogous enolate ion, som angriber en aldehyd gruppe, til at producere en alkohol, der efterfølgende undergår eliminering. For analoge serier af dipyrrinon omdannes en pyrrolinon/isoindolone til et enolat for at lette et angreb på en aldehydgruppe, der er fastgjort til en pyrazol- eller imidazolring (figur 3); efter eliminering dannes et fuldt konjugeret bicyklisk system, forbundet med en methinebro. Det er bemærkelsesværdigt, at hele serien af dipyrrinonanaloger kan konstrueres af let tilgængelige kommercielle materialer og kan produceres i en enkelt one-pot reaktionssekvens typisk i moderat til højt udbytte (udbyttet spænder fra ca. 50-95%). Da de fleste dipyrrinonanalogier er meget krystallinske, kræves der meget lidt rensning uden for standardarbejdsbetingelserne for at producere analytisk rene prøver. Derfor kræver dette fluorophoresystem kun få trin for at få adgang fra let tilgængelige kommercielle materialer og kan syntetiseres, renses og forberedes til analytiske eller biologiske undersøgelser inden for en relativt kort tidsramme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Generel procedure for syntese af dipyrrinon analoger 16-25

  1. Pyrrolinon/isoindolone (1,00 mmol) og den tilsvarende pyrazol/imidazolaldehyd (1,00 mmol) opløses i 5,0 mL ethanol i en rundbundet kolbe.
  2. Der tilsættes vandig KOH (24,0 mmol, 10 M, 2,40 mL) til kolben i en portion.
  3. Røre og reflukse blandingen, indtil reaktionen er afsluttet, bekræftes af TLC (Se tabel 1 for en liste over reaktionstider). Der blev anvendt en TLC-eluent på 10% methanol i dichlormethan, og analogerne er blevet observeret at besidde Rf-værdier i eller omkring intervallet 0,62 til 0,86. Påfør en tilstrækkelig mængde vakuumfedt, eller brug en PTFE-ærme i mellemfasen af glassamlinger for at forhindre kondensatorens glas og rundbundskolben i at gribe under høje temperaturer og grundlæggende forhold.
  4. Lad reaktionsblandingen køle af til stuetemperatur og fordampe flygtige stoffer under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper.
  5. Reaktionsblandingen afkøles til 0 °C ved hjælp af et isbad.
  6. Den resterende olieholdige blanding neutraliseres ved at tilsætte eddikesyre (30,0 mmol, 1,70 ml) i en portion.
  7. Det resulterende produktmateriale renses ved hjælp af vakuumfiltrering (se trin 2afor forbindelser: 17, 18, 20-22, 24 og 25) eller anvendes flydende væskeekstraktion/kolonnekromatografi (se trin 2bfor forbindelser: 16, 19og 23).

2. Procedure Rensning

  1. via vakuumfiltrering
    1. Sæt en Hirsch-tragt på en sidearmskolbe med en monteret gummiadapter.
    2. Påfør et stykke rundt filterpapir på Hirsch-tragten og let vådt ved hjælp af deioniseret vand for at tillade overholdelse af tragten.
    3. Tilslut en vakuumkilde til kolbens sidearm, og sørg for, at der er en tilstrækkelig vakuumforsegling ved at sikre, at intet af glasvarerne kan trækkes fra hinanden, mens det er under vakuum.
    4. Kolben, der indeholder det krystalliserede produkt, hældes over vakuumfilteret, og der filtreres. Skyl krystallerne med 10 mL iskoldt deioniseret vand.
    5. Lad de filtrerede krystaller fortsætte med at tørre oven på filterpapiret, mens de stadig er forbundet til vakuumkilden efter filtreringen af alle væsker.
    6. De filtrerede krystaller opsamles og anbringes i en 25 mL rundbundet kolbe.
    7. Sæt rundbundskolben på en fritted ground glasskled/vakuumlinjeadapter. Fastgør glas fælles union med en keck klip.
    8. Til den ribbede ende af glasset høj vakuum linje adapter, vedhæfte en vakuum linje, der er dirigeret til en høj vakuumpumpe og tilstrækkeligt afkøle en vakuumfælde (ved hjælp af kølevæske såsom flydende nitrogen eller tøris / acetone) til at kondensere eventuelle flygtige materialer, der kan fordampe fra det krystallinske materiale. Tænd den høje vakuumpumpe for at sikre fuldstændig fordampning af eventuelle spormængder af resterende opløsningsmiddel fra krystallerne.
    9. Lad krystallerne tørre under højt vakuum i mindst 1 time. Fjern den rundbundede kolbe fra vakuumlinjen/adapteren, sluk for den høje vakuumpumpe, og rengør vakuumfælden.
  2. Procedure Rensning via kolonnekromatografi
    1. Indholdet af den eddikesyrebehandlede reaktionsblanding fortyndes (fra trin 1.6) med 10 ml deioniseret vand og overføres til en skilletragt. Der tilsættes 10 ml dichlormethan til skilletragten. Ryst forsigtigt og udluft skilletragten for at adskille de to lag.
    2. Det vandige lag ekstraheres ved hjælp af efterfølgende dichlormethan (3 x 5 ml). Kombiner de organiske fraktioner og tør ved hjælp af vandfri Na2SO4. Dekanter og fjern alle flygtige stoffer under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper.
    3. Restkoncentrationen fra trin 2.2.2 fortyndes. med 5 mio CH2Cl2. Flash kolonnekromatografi ved hjælp af ca. 75 g silicagel. Prøven elueres med en opløsning på 10% methanol i dichlormethan.
    4. Fjern de indsamlede fraktioner af opløsningsmiddel under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper. Den faste rest overføres til en 25 mL rundbundskolbe med ca. 10 mL CH2Cl2. Opløsningsmidlet fjernes under reduceret tryk ved hjælp af en roterende fordamper.
    5. De resterende faste rester tørres under højt vakuum som tidligere beskrevet i trin 2.1.7 - 2.1.9.

3. Molar Absorptivity Acquisition og UV/Vis pKa Studies for Analogs 16-25

  1. Opret sammensatte stamløsninger til UV/Vis Spectrophotometri til analoger 16 - 25.
    1. Der afvejes 10 μmol af den valgte dipyrrinonanalogin (16 - 25) og tilsættes den til en 10 mL målekolbe.
    2. DMSO til 10,0 mL-mærket til den målekolbe, der er tilbage.
      BEMÆRK: Hvis forbindelsen ikke opløses helt, opvarmes kolben med en varmepistol, og kolben omrøres efter behov for at opløse forbindelsen fuldstændigt.
  2. Lav fosfat buffered saltvand (PBS) løsninger på forskellige pH-niveauer. Analogerne var karakteriseret i PBS buffere lige i pH fra ca 4 til 15.
    1. Ved hjælp af en 1 L volumetrisk cylinder skal du skabe 1 L PBS-stamopløsning ved at fortynde 100 ml PBS (x100) i 900 ml deioniseret vand.
    2. 50 ml af den forberedte PBS-stamopløsning (trin 3.2.1) overføres til et 100 ml bægerglas, og der tilsættes en magnetisk rørestang. Derefter bruges en kalibreret pH-meter til at overvåge ændringer i pH, titrere PBS buffer med enten vandig 1,0 M NaOH (for at opnå buffere med pH-> 7,0) eller 1,0 M HCl (for at opnå buffere med pH-< 7,0).
      BEMÆRK: For at opnå data, der resulterer i en veldefineret titreringskurve, anbefaler vi, at der genereres pH-buffere i intervaller på 0,1 pH-enheder inden for ± 0,5 af det forventede bøjningspunkt og intervaller på 0,5 uden for det forventede bøjningspunkt.
  3. Anskaf molar absorptivitetsspektre til analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH (pH 14.0) opløsninger.
    1. Forbered en "blank" ved hjælp af en ren og tør kvarts cuvette derefter tilføje 2,0 ml enten PBS lageropløsning (pH 7,0) eller vandig 1,0 M NaOH til cuvette ved hjælp af en 100 - 1000 μL mikropipette.
      BEMÆRK: Det er vigtigt for integriteten af den tomme løsning dataindsamling proces for at sikre, at der ikke er luftbobler i cuvette løsning og til grundigt tørre siderne af cuvette med en Kim tørre for at forhindre lys spredning som følge af støv eller snavs på ydersiden af cuvette. Hvis boblerne fortsætter, skal du forsigtigt og gentagne gange trykke på cuvette på et køkkenrulle lagt på en hård overflade.
    2. Ved hjælp af et UV/Vis-spektrofotometer skal du tømme den valgte løsning for et rækkevidde på 200 - 800 nm.
    3. Til en anden ren og tør kvarts cuvette tilsættes 2,00 ml enten PBS (pH 7,0) eller 1,0 M NaOH (pH 14) efterfulgt af 10 μL af dipyrrinonanaloginopløsningen (16 - 25) (se trin 3.1) med en 5-50 μL mikropipette. Placer en hætte på kuvetten og ryst godt ud over at vende cuvette.
      BEMÆRK: Det er vigtigt for prøveopløsningens dataindsamlingsprocess integritet at sikre, at der ikke er luftbobler i cuvetteopløsningen, og at siderne af cuvette tørres grundigt af med en Kim-klud for at forhindre lysspredning som følge af støv eller snavs på ydersiden af cuvette. Hvis boblerne fortsætter, skal du forsigtigt og gentagne gange trykke på cuvette på et køkkenrulle lagt på en hård overflade.
    4. Ved hjælp af UV/Vis-spektrofotometeret opnås et absorptionsspektrum til dipyrrinonanalogopløsningen til et 200 - 800 nm rækkevidde.
    5. Til samme cuvette tilsættes yderligere 10 μL af dipyrrinonanalogopløsningen og gentages trin 3.3.3 og 3.3.4.
    6. Trin 3.3.5 gentages, indtil der er tilsat i alt 50 μL dipyrrinon analog stamopløsning til cuvette for at opnå mindst fem excitationsbølgelængdedatapunkter. Gentag trin 3.3.1 - 3.3.6, indtil alle stamopløsninger på 16 - 25 er opnået i både PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH.
  4. Anskaf molar absorptivitetsværdier for 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1,0 M NaOH ved hjælp af den bedste lineære regressionsanalyse.
    1. Ved hjælp af et grafprogram som GraphPad Prism 7 skal du afbilde den målte absorbans (y-akse) mod den dipyrrinone analoge koncentration (x-akse). Opret en bedst egnet lineær regressionsanalyse for de fem afbildede punkter. Der skal observeres en lineær relation, og den statistiske analyse skal vise en R2-værdi ≥ 0,98.
    2. Gentag trin 3.4.1 for analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH.
    3. Molar absorptiviteten beregnes for 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1,0 M NaOH ved hjælp af den ekstrapolerede hældningsværdi fra den bedst egnede lineære kurve.
  5. Bestem pKen værdi af 16 - 25 undersøgelser ved hjælp af UV / Vis Spectrophotometry
    1. Til en ren og tør kvarts cuvette overføres 1.900 μL af PBS-bufferen på det valgte pH-niveau (tilberedt i trin 3.2) ved hjælp af en mikropipette på 100 - 1000 μL.
      BEMÆRK: Vi har ved opbevaring bemærket, at der kan dannes et hvidt bundfald i nogle af bufferne. For at sikre, at bufferen er fuldstændig homogen, og hvis der er synligt udfældning, skal du bruge tyngdekraftsfiltrering til at fjerne udfældelse umiddelbart før brug. Se noten efter trin 3.3.1.
    2. Ved hjælp af UV/Vis-spektrofotometeret skal du tømme den valgte PBS-bufferopløsning for et rækkevidde på 200 - 800 nm.
    3. Til en anden ren og tør kvarts cuvette overføres 1.900 μL af den valgte PBS-buffer, og derefter tilsættes 100 μL af den valgte analoge stamopløsning ved hjælp af en 5-50 μL mikropipette. Placer en hætte på kuvetten og ryst godt ud over at vende cuvette.
      BEMÆRK: Se den foregående bemærkning efter trin 3.3.3.
    4. Ved hjælp af UV/Vis-spektrofotometeret erhverves absorptionsspektret for dipyrrinonanalogien i et interval på 200 - 800 nm.
    5. Gentag trin 3.5.1 - 3.5.4 for 16 - 25 i hver af pbs-bufferne, der blev genereret i trin 3.2.
  6. Bestem pKen værdier for 16 - 25 ved hjælp af en bedst egnet sigmoidal kurve montering funktion.
    1. Ved hjælp af et grafprogram skal du grafere den målte absorbans vs. bølgelængde (nm) for 16 - 25 på de forskellige pH-niveauer.
    2. Vælg en bølgelængde mellem 380-415 nm, hvor ved lavere pH-niveauer (< 7,0) absorbans er lille (0-0,1 enheder) og ved større pH (> 12,0) absorbans er betydeligt større (0,8-1,0 enheder). Plot absorbansen ved den valgte bølgelængde vs. pH.
    3. Brug en sigmoidal kurvefunktion til at generere en bedst egnet kurve for hver af analogerne 16 - 25. Anmeld den ekstrapolerede pH-kel i halv højde af kurven. Dette er den rapporterede pKen værdi.

4. Quantum Yield Erhvervelse og fluorescens Undersøgelser

  1. Opret fluorescens undersøgelse lagerløsninger til dipyrrinone analoger 16 - 18 og 20 - 25.
    1. Ved hjælp af en dipyrrinon analog stamopløsning, der er skabt i trin 3.1, skal der foretages en fortynding af stamopløsningen ved at tilsætte 10 μL af stamopløsningen til en 1 ml målekolbe ved hjælp af en 2 - 20 μL mikropipette, og derefter tilsættes PBS (pH 7.0) buffer til 1 ml mærket. Sæt en hætte på den volumetriske kolbe og bland godt ved at vende og ryste kolben. Denne fortyndede stamopløsning vil blive anvendt til at generere fluorescensspektre og vil blive benævnt fluorescensbestandopløsningen.
    2. Gentag trin 4.1.1 for analoger 16 - 18 og 20 - 25.
  2. Anskaffelse af fluorescensemissionsspektre i forskellige koncentrationer for analoger 16 - 18 og 20 - 25. For alle andre analoger end 18erhverver fem spektre for hver analog i opløsninger af pH 7 og 14 i koncentrationer på: 19,96, 39,84, 59,64, 79,37 og 99,01 nM. For analog 18 erhverves fem spektre i en opløsning af pH 7 i koncentrationer på: 49,75, 99,01, 147,8, 196,1 og 243,9 nM. I en opløsning af pH 14 erhverves fem spektre for analog 18 ved koncentrationer af: 99,01, 196,1, 291,3, 384,6, 476,2 nM.
    1. Til en gennemsigtig firesidet kvarts-cuvette tilsættes 3,00 mL PBS (pH 7,0) eller 1,0 NaOH ved hjælp af en 100 -1.000 μL mikropipette i tre 1.000 μL-trin.
      BEMÆRK: Se bemærkningen efter trin 3.3.1.
    2. Ved hjælp af fluorometeret og fluorometersoftwareprogrammet FluorEssens erhverves et emissionsspektrum til den valgte løsning, og dette mærkes som løsningen "tom".
    3. Til samme cuvette tilsættes 6 μL fluorescensbestandopløsning til den valgte dipyrrinonanalogi analog (del 4.1) ved hjælp af en 0,5-10 μL mikropipette. Placer hætten på cuvette og bland godt ved at vende og forsigtigt ryste cuvette.
      BEMÆRK: Se bemærkningen efter trin 3.3.3.
    4. Ved hjælp af fluorometeret opnås et emissionsspektrum for den valgte sammensatte opløsning ved hjælp af λmax abs som excitationsbølgelængde. Excitationsintensiteten blev målt over et 200 nm interval, der starter ved 15 nm ud over excitationsbølgelængden (typisk kræves der et 200 nm interval for at lysstofintensiteten kan vende tilbage til baseline).
    5. Trin 4.2.3 - 4.2.4 gentages, indtil der er tilsat i alt 30 μL fluorescenslageropløsning til cuvette.
    6. Gentag trin 4.2.1 - 4.2.5 for analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH.
      BEMÆRK: Cuvettekoncentrationerne blev ændret for analog 18, og der blev indhentet data ved hjælp af: 2,0 ml PBS med fem på hinanden følgende 10 μL-trin af fluorescenslageropløsning for en neutral (pro 18) opløsning og 2,0 ml 1,0 M NaOH med fem trin på 20 μL tilsat sammensat stamopløsning for en basisopløsning (deprotoneret 18).
  3. Bestem kvanteudbyttet ved hjælp af metoden til Williams, A. T. et al.17
    1. Ved hjælp af et regnearkssoftwareprogram (dvs. Microsoft Excel) skal du importere dataene (emissionsintensitetsdatapunkter) for emissionsspektre for en enkelt dipyrrinonanalogi analog (taget i enten PBS [pH 7.0] eller 1.0 M NaOH) ved de forskellige koncentrationsniveauer.
    2. Datapunkterne importeres fra emissionsspektre for den "tomme" opløsning (trin 4.2.1 - 4.2.2) og trækkes datapunkterne for "blindprøve" fra datapunkterne for emissionsintensiteten ved de tilsvarende bølgelængder, der er anskaffet ved forskellige koncentrationsniveauer.
    3. Overfør de "tomme" korrigerede datapunkter for emissionsintensitet til et grafprogram, f.eks. Beregn arealet under kurven for hver af de kurver, der opnås ved de forskellige koncentrationsniveauer af dipyrrinon analog.
    4. Efter den teknik, der er skitseret af Williams, A. T. et al, beregne en ekstrapoleret absorbans værdi for hver af de forskellige koncentrationsniveauer af dipyrrinone analog. Dette opnås ved at multiplicere den beregnede molar absorptivitetsværdi (fra den bedst egnede lineære regressionsanalyse se trin 3.4) med hver koncentration af dipyrrinonanalogilog, der anvendes i trin 4.2.3-4.2.5.
    5. Ved hjælp af et grafprogram som GraphPad Prism 7 skal du oprette et plot af analogens ekstrapolerede absorbans (x-akse) i forhold til det beregnede område under hver koncentrationskurve (trin 4.3.4) for emissionsbølgelængden svarende til den største emissionsværdi. Der skal iagttages et lineært forhold til enr 2 ≥ 0,96.
    6. Udfør trin svarende til 3,1-3,4 og 4,1-4,3,5 for kinin i 0,5 M H2SO4 (ΦF = 0,55)18 og anthracen i ethanol (ΦF = 0,27)18,19 for at indhente data for standarder.
    7. Opnå kvanteydelsesværdierne for 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH ved hjælp af de ekstrapolerede skråninger fra trin 4.3.5 og 4.3.6 i følgende ligning:
      Φx =Φst(Gradx/Gradst)(η2x/η2st)
      hvor Φst repræsenterer standardens kvanteudbytte, repræsenterer Φx kvanteudbyttet i det ukendte, Grad er hældningen af den bedste lineære pasform, og η er det anvendte opløsningsmiddels brydningsindeks (det brydningsindeksforhold blev beregnet ved hjælp af η = 1,36 for ethanol og η = 1,35 for 0,5 M H2SO4).
    8. Anmeld kvanteudbyttet for 16 - 18 og 20 - 25 i PBS (pH 7,0) og 1,0 M NaOH som et gennemsnit af Φx opnået for kinin og anthracen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Claisen-Schmidt-kondensreaktionen gav adgang til dipyrrinonanaloger (16-25, figur 4) ved hjælp af den one-pot-procedure, der er beskrevet i protokolafsnittet (se trin 1). Analoger 16-25 blev alle genereret ved kondenserende pyrrolinon 9, bromoisoindolone 10eller isoindolone 11 med 1H-imidazol-2-carboxaldehyd (12), 1H-imidazol-5-carboxaldehyd (13), 1H-pyrazol-3-carboxaldehyd (14) eller 1H-pyrazol-4-carboxaldehyd (15); kombinationerne frembragte ti forskellige analoger, herunder en kontrolforbindelse, 19, som ikke er i stand til at danne intramolekylære hydrogenbindinger(tabel 1). Reaktionstider krævede typisk 24 timers tilbagesvaling til færdiggørelse, men i tilfælde af 20 var der kun behov for 6 timer, mens der var behov for henholdsvis 23 og 24 lidt længere gange på henholdsvis 30 timer og 27 timer. Produktudbyttet varierede fra 41% til 96%, som illustreret i tabel 1, som følger traditionelle tendenser med analoge kondensreaktioner for dipyrrinoner. Forbindelser 17, 18, 20-22,24 og 25, på grund af deres meget krystallinske natur, blev alle renset ved enkle vakuumfiltreringsmetoder; Kun forbindelser 16, 19og 23 krævede kromatografi til rensning.

De fotofysiske egenskaber af forbindelser 16-25, opnået ved at udføre trin 3 - 4 i protokolafsnittet, er opsummeret i tabel 2. PKen målt værdi for hver forbindelse varierede fra 12 til > 13,5, hvilket tyder på tilstrækkeligt grundlæggende betingelser er nødvendige for helt at deprotonere hver dipyrrinon analog. På grund af forskellige fotofysiske egenskaber i de protonerede og afprotonerede tilstande af hver forbindelse blev spektre erhvervet ved hjælp af neutrale (pH 7.0 PBS) og grundlæggende (1.0 M NaOH) opløsninger på 16-25. I neutral pH (protoneret tilstand) har forbindelser 16-25 λmax abs fra 324 nm til 365 nm, som alle er blåforskyldt med 10 til 37 nm i forhold til de afprotonerede tilstande. Den molar absorptivities spænder fra 15.000 til 30.000, men synes ikke at væsentligt afvige blandt de protonerede og afprotonerede tilstande af en given analog. Analog 19 udviste imidlertid ingen påviselig fluorescens, men 16-18 og 20-25 udsendte lys med enmax em fra 409 - 457 nm ved neutral pH og 443 - 482 nm ved grundlæggende pH; der observeres også en lignende rødskiftende tendens som den maksimale protonerede/deprotonerede absorbansbølgelængde for emissionsbølgelængderne. ΦF varierede fra 0,01 til 0,30 i både neutrale og grundlæggende vandige opløsninger, som er betydeligt lavere end sammenlignelige xanthoglows, men forbindelser 16, 20og 25 falder i samme område af stærkt anvendte fluorrør såsom rhodamin B (ΦF = 0,23),20 acridine orange (ΦF = 0 0,36),21 pyronin Y (ΦF = 0,22),20 og det meste af cyaninefarveserien (typisk ΦF = 0,12-0,28). 22 år

Dipyrrinon analoger 16-25 var alle kemisk karakteriseret ved hjælp af smeltepunktsanalyse, IR-spektroskopi, 1H NMR og 13C NMR-spektroskopi og massespektrometri i høj opløsning ud over UV/Vis- og fluorescensspektroskopieksperimenter opsummeret i tabel 2. Kemisk karakterisering og original 1H NMR og 13C NMR spektre kan findes fra den oprindelige litteratur kilde,12 dog, for nemheds skyld, karakterisering for forbindelser 16, 20, og 23, som besidder de største kvante udbytter er rapporteret nedenfor:

(Z)-5-((1H-imidazol-2-yl)methylen)-3-ethyl-4-methyl-1,5-dihydro-2H-pyrrol-2-one (16). Nedbrydes ved 160 °C; 1 1 1 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 12,3 (brs, 1H), 9,87 (s, 1H), 7,13 (apps, 2H), 5,93 (s, 1H), 2,23 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 2,00 (s, 3H), 0,98 (t, J = 7,5 Hz, 3H); 13 år C NMR (101 MHz, DMSO- d6) δ 170,7, 144,8, 140,0, 139,6, 133,9, 130,2, 117,6, 94,1, 16,7, 13,6, 9,33; IR (tynd film) 3742, 3148, 3063, 2924, 2353, 1651, 1543, 1450, 771, 717 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Calcd for C11H13N3ONa 226.0956, Fundet 226.0956.

(Z)-5-((1H-pyrazol-4-yl)methylen)-3-ethyl-4-methyl-1,5-dihydro-2H-pyrrol-2-one (19). Nedbrydes ved 202 °C; 1 1 1 1 H NMR (400 MHz, 20% CD3OD i CDCl3)δ 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7,74 (s, 2H), 6,01 (s, 1H), 2,27 (q, J = 7,4 Hz, 2H), 2,02 (s, 3H), 1,02 (t, J = 7,4 Hz, 3H); 13 år C{1H} NMR (101 MHz, CDCl3)δ 173,7, 141,9, 136,0, 133,0, 116,1, 105,0, 100,8, 16,9, 13,4, 9,61; IR (tynd film) 3163, 3117, 3048, 2963, 2362, 1674, 1558, 1512, 1396, 1257, 1157, 948, 871, 794, 702 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Calcd for C11H13N3ONa 226.0956, Fundet 226.0955.

(Z)-3-((1H-imidazol-2-yl)methylen)-5-bromoisoindolin1-one (20). Nedbrydes ved 213 °C; 1 1 1 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7,97 (s, 1H), 7,59 (d, J = 7,8 Hz, 1H), 7,48 (d, J = 8,0, 1H), 7,06 (s, 2H), 6,57 (s, 1H); 13 år C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 167,7, 146,6, 140,2, 134,5, 131,7, 129,1, 125,8, 125,03, 124,99, 123,6, 96,5; IR (tynd film) 3742, 3240, 2314, 1682, 1543, 1520, 1435, 1312, 1080, 826, 694 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Calcd for C12H8BrN3ONa 311.9749, Fundet 311.9752.

(Z)-3-((1H-imidazol-2-yl)methylen)isoindolin-1-1 (23). Nedbrydes ved 228 °C; 1 1 1 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 12,34 (s, 1H), 10,74 (s, 1H), 7,90 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 7,74 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,63 (dd, J = 7,6, 7,2 Hz, 1H), 7,50 (dd, J = 7,6, 7,3 Hz, 1H), 7,17 (s, 2H), 6,46 (s, 1H); 13 år C NMR (101 MHz, DMSO-d6) δ 167,3, 144,9, 137,3, 135,1, 132,8, 129,9, 129,3, 123,6, 121,0, 117,6, 92,9; IR (tynd film) 3741, 3201, 3086, 2361, 2322, 1682, 1543, 1520, 1119, 748, 687 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Calcd for C12H9N3ONa 234.0643, Fundet 234.0641.

indtræden Pyrrolinon/Isoindolone aldehyd Udbytte (%)b Klokkeslæt (h) produkt
1 9 12 80 24 16
2 9 13 41 24 17
3 9 14 79 24 18
4 9 15 61 24 19
5 10 12 96 6 20
6 10 13 70 24 21
7 10 14 66 24 22
8 11 12 49 30 23
9 11 13 49 27 24
10 11 14 94 24 25

Tabel 1. Betingelser og reaktionsudbytter til syntese af 16-25a

reaktioner udført på en 1 mmol skala i 5 mL EtOH. b Isoleret udbytte.

forbindelse Abs. λmaks. ε (M-1 cm-1) Fluor. λmax (nm) Φb pKa
16 351 (384) 24500 (22800) 451 (482) 0.30 (0.30) 12.7
17 338 (380) 18600 (18600) 442 (462) 0.01 (0.03) 12.8
18 324 (349) 29800 (25700) 455 (465) 0.01 (0.02) 13
19 326 (358) 29900 (21300) –en –en 12.9
20 365 (378) 15000 (15500) 457 (475) 0.22 (0.20) 12.5
21 355 (380) 15100 (16800) 409 (443) 0.03 (0.01) 12.9
22 341 (363) 19800 (23100) 427 (452) 0.02 (0.01) >13.5
23 360 (373) 29000 (21300) 449 (474) 0.25 (0.26) 12
24 351 (373) 17200 (19400) 432 (454) 0.07 (0.05) 12.8
25 340 (357) 20200 (23500) 410 (449) 0.02 (0.02) >13.5

Tabel 2. Fotofysiske egenskaber og pKa-værdier på 6-14 og 22 i pH 7.0 PBS buffer og 1 M NaOH (givet i parentes).

en fluorescens kunne ikke påvises for 19. b Kinin (Q = 0,55)15 og Anthracene (Q = 0,27)15,16 blev anvendt som standarder.

Figure 1
Figur 1: Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Claisen-Schmidt-kondensmetoden giver et ret robust middel til at generere pyrazol, imidazol og isoindolone dipyrrinon fluorophorer gennem en relativt operationelt forenklet protokol. Mens syntesen af fluorescerende dipyrrinon analoger var i fokus i denne undersøgelse, skal det bemærkes, at lignende betingelser kan anvendes til at få adgang til andre bicykliske methinde-linked ring systemer såsom dipyrrinones23,24,25 og pyrrole-furan adducts26 samt 3H-pyrazol-3-one-furan adducts27, isoindolone pyrrol adducts28, og 2H-Indol-2-one-pyrindinadducts29, der holder løftet som potentielle lægemidler. Generelt giver den beskrevne procedure reaktionsprodukter i moderat til højt udbytte, men det er vigtigt at bemærke, at løbende overvågning af reaktionsfremskridtene er afgørende for vellykkede resultater. I nogle af vores indledende forsøg blev det konstateret, at opvarmning til overdrevne reaktionstider, langt ud over (5 - 24 timer) afslutningen af reaktionen, førte til nedbrydningsprodukter, som kan komplicere de efterfølgende rensningstrin. Af denne grund anbefales det stærkt, at TLC-analyse udføres ved 1 h, 3 timer, 6 timer, 12 timer og 24 timers tidsmærker for at overvåge reaktionsfremskridtene og få en fornemmelse af reaktionshastigheden samt hastigheden af produktnedgang.

Dipyrrinon analoger 16-25, i protoneret / neutral tilstand, besidder en række opløselighedsegenskaber i almindeligt anvendte organiske opløsningsmidler, hvilket kan være problematisk, når man studerer fotofysiske, biologiske og analytiske egenskaber. Generelt havde 16-25 varieret opløselighed i vand, alkoholopløsningsmidler (methanol/ethanol) og CH2Cl2, men alle havde god opløselighed i stærkt polære aprotiske opløsningsmidler som DMF, DMSO og acetonontrile. Derfor blev alle stamopløsninger til UV/Vis (trin 3.1 i protokollen) og fluorescensundersøgelser (trin 4.1 i protokollen) og de fleste NMR-undersøgelser udført ved hjælp af DMSO eller DMSO-d6. Selvom de fleste forbindelser krævede blid opvarmning (ved hjælp af en varmepistol) for helt at opløse i DMSO, når de først er opløst, ser 16-25 ud til at forblive opløselige og kan endda fortyndes i vandige opløsninger uden udfældning. På grund af den ioniske tilstands meget polære natur er analoger 16-25 i basisopløsning meget vandopløselige, men har ringe opløselighed i organiske opløsningsmidler.

Mens Claisen-Schmidt kondensreaktion giver adgang til en række metadon-forbundne bicykliske aromatiske forbindelser, ud over dipyrrinon analoger beskrive inden for, kan reaktionsbetingelserne begrænse de typer af molekyler produceret ved hjælp af denne metode. Som et grundlæggende krav til reaktionen skal både en enolizable nukleofil (såsom en pyrrolinon eller isoindolone) og en ikke-olizable aldehyd elektrofil reagere for at muliggøre kondens. Hvis dette grundlæggende krav ikke opfyldes, kan det medføre, at ringsystemerne og/eller produktionen af konkurrerende sideprodukter ikke kan forbindes. Derudover anvendes der betydeligt grundlæggende betingelser for at generere enolate nukleofil, som kan skabe uforeneligheder med funktionelle grupper (dvs. estere, nitriles, halider osv.), der er modtagelige for reaktioner med hydroxid. I sådanne tilfælde er det muligt at erstatte hydroxid med nitrogenholdige baser eller karbonat, som det er sket med 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU)30, triethylamin31, piperidin32, Hünigs base33og Na2CO334. For at udføre en lignende reaktion valgte vi at bruge natriumhydroxid simpelthen på grund af dets tilgængelighed og relative omkostninger. Selv om disse begrænsninger kan kræve ændringer af proceduren for at få adgang til specifikke forbindelser eller forhindre adgang til andre helt, kan den metode, der er skitseret i protokollen, give mulighed for at koble aromatiske ringe til mange systemer gennem en proceduremæssigt enkel og omkostningseffektiv enkelttrinsreaktion. I tilfælde af dipyrrinon analoger 16-25, claisen-Schmidt kondens har gjort det muligt en af de mest tilgængelige ruter til pH afhængige fluorophores beskrevet til dato.

Claisen-Schmidt kondensreaktionen har potentialet til at tjene som en nøglereaktion for skabelsen af en række forskellige tocykliske og tricykliske fluorophoresystemer. Selv om denne reaktion har været afgørende for udviklingen af 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones (1), xanthoglows (2), pyrroloindolizin3, Figur 1) og senest dipyrrinonanalogier 16-25, er det muligt at generere en række helt nye fluorescerende systemer ved at parre Claisen-Schmidt-kondensationen med molekylære design for at begrænse fotoisomeric processer. Mere specifikke for den foreliggende undersøgelse, fremtidige design af dipyrrinon analoger vil sandsynligvis blive udviklet ved hjælp af denne skitserede procedure med henblik på at generere fluorescerende forbindelser med stærkere intramolekylær brintbinding kapacitet og lavere pKen værdier. Vi forventer, at disse forbedrede pH-afhængige sonder vil have højere kvanteudbytter, samtidig med at visualiseringen af pH-udsving for en bredere vifte af intracellulære hændelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Z.R.W. og N.B. takker NIH (2P20 GM103440-14A1) for deres generøse finansiering samt Jungjae Koh og University of Nevada, Las Vegas for deres hjælp til at erhverve 1H og 13C NMR. Derudover vil vi gerne takke NSC visuelle medier studerende, Arnold Placencia-Flores, Aubry Jacobs, og Alistair Cooper for deres hjælp i optagelserne og animation processer inden for filmvidenskab dele af dette manuskript.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-ethyl-4-methyl-3-pyrrolin-2-one Combi-Blocks  [766-36-9] Yellow solid reagent
isoindolin-1-one ArkPharm  [480-91-1] Off-white solid reagent
5-bromoisoindolin-1-one Combi-Blocks  [552330-86-6] Pink solid reagent
2-formylimidazole Combi-Blocks  [10111-08-7 ] Off-white solid reagent
Imidazole-4-carbaldehyde ArkPharm  [3034-50-2] Solid reagent
1-H-pyrazole-4-carbaldehyde Oakwood Chemicals  [35344-95-7] Solid reagent
1-H-pyrazole-5-carbaldehyde Matrix Scientific  [3920-50-1] Solid reagent
Solid KOH Pellets BeanTown Chemicals [1310-58-3] White solid pellets
Siliflash Silica Gel Scilicycle R12030B Fine white powder
Phosphate Buffered Saline (PBS) (x10) Growcells MRGF-6235 Colorless translucent liquid
Beckman Coulter DU-800 UV/Vis Spectrophotometer and Software Beckman Coulter N/A Spectroscopy Instrument and Software
Fluoromax-4 Spectrofluorometer Horiba Scientific N/A Spectroscopy Instrument
FluorEssence Fluoremetry Software V3.5 Horiba Scientific N/A Spectroscopy Software
Finnpipette II Micropipette (sizes: 100-1,000, 20-200, and 0.5-10 µL) Fischerbrand N/A Equipment
Wilmad-LabGlass Rotary Evaporator (Model: WG-EV311-V-PLUS) SP Scienceware N/A Equipment
DuoSeal Vacuum Pump (Model Number: 1405) Welch N/A Equipment
GraphPad Prism 4 GraphPad N/A Data Analysis Software
SympHony pH Meter (Model: Sb70P) VWR N/A Equipment

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Abbandonato, G., et al. Cis-trans photoisomerization properties of GFP chromophore analogs. European Biophysics Journal. 40 (11), 1205-1214 (2011).
  2. Funakoshi, H., et al. Spectroscopic studies on merocyanine photoisomers. IV. Catalytic isomerization of photoisomers of merocyanine derivatives in protic solvents. Nippon Kagaku Kaishi. (9), 1516-1522 (1989).
  3. Puzicha, G., Shrout, D. P., Lightner, D. A. Synthesis and properties of homomologated and contracted dipyrrinone analogs of xanthobilirubic acid. Journal of Heterocyclic Chemistry. 27 (7), 2117-2123 (1990).
  4. Bonnett, R., Hamzetash, D., Asuncion Valles, M. Propentdyopents [5-(2-oxo-2H-pyrrol-5-ylmethylene)pyrrol-2(5H)-ones] and related compounds. Part 2. The Z E photoisomerization of pyrromethenone systems. Journal of the Chemical Society, Perkins Transactions. 1 (6), 1383-1388 (1987).
  5. Tikhomirova, K., Anisimov, A., Khoroshutin, A. Biscyclohexane-Annulated Diethyl Dipyrrindicarboxylates: Observation of a Dipyrrin Form with Absent Visible Absorption. European Journal of Organic Chemistry. 2012 (11), 2201-2207 (2012).
  6. Brower, J. O., Lightner, D. A. Synthesis and spectroscopic properties of a new class of strongly fluorescent dipyrrinones. Journal of Organic Chemistry. 67 (8), 2713-2716 (2002).
  7. Woydziak, Z. R., Boiadjiev, S. E., Norona, W. S., McDonagh, A. F., Lightner, D. A. Synthesis and Hepatic Transport of Strongly Fluorescent Cholephilic Dipyrrinones. Journal of Organic Chemistry. 70 (21), 8417-8423 (2005).
  8. Jarvis, T., et al. Pyrrole β-amides: Synthesis and characterization of a dipyrrinone carboxylic acid and an N-Confused fluorescent dipyrrinone. Tetrahedron. 74 (14), 1698-1704 (2018).
  9. Bodio, E., Denat, F., Goze, C. BODIPYS and aza-BODIPY derivatives as promising fluorophores for in vivo molecular imaging and theranostic applications. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 23, 1159-1183 (2019).
  10. Acharya, A., et al. Photoinduced Chemistry in Fluorescent Proteins: Curse or Blessing. Chemical Reviews. 117 (2), 758-795 (2017).
  11. Romei, M. G., Lin, C. -Y., Mathews, I. I., Boxer, S. G. Electrostatic control of photoisomerization pathways in proteins. Science. 367 (6473), 76-79 (2020).
  12. Benson, N., Suleiman, O., Odoh, S. O., Woydziak, Z. Ryrazole, Imidazole, and Isoindolone Dipyrrinone Analogues: pH-Dependent Fluorophores That Red-Shift Emission Frequencies in a Basic Solution. Journal of Organic Chemistry. 84 (18), 11856-11862 (2019).
  13. Xie, P., Gao, G., Liu, J., Jin, Q., Yang, G. A New Turn on Fluorescent Probe for Selective Detection of Cysteine/Homocysteine. Journal of Fluorescence. 25 (5), 1315-1321 (2015).
  14. Alty, I. G., et al. Intramolecular Hydrogen-Bonding Effects on the Fluorescence of PRODAN Derivatives. Journal of Physical Chemistry A. 120 (20), 3518-3523 (2016).
  15. Yang, Y., Li, D., Li, C., Liu, Y. F., Jiang, K. Hydrogen bond strengthening induces fluorescence quenching of PRODAN derivative by turning on twisted intramolecular charge transfer. Spectrochimica Acta, Part A. 187, 68-74 (2017).
  16. Zhang, L., Liu, J., Gao, J., Zhang, F., Ding, L. High solid fluorescence of a pyrazoline derivative through hydrogen bonding. Molecules. 22 (8), 1 (2017).
  17. Williams, A. T. R., Winfield, S. A., Miller, J. N. Relative fluorescence quantum yields using a computer-controlled luminescence spectrometer. Analyst. 108 (1290), 1067-1071 (1983).
  18. Eaton, D. F. Reference materials for fluorescence measurement. Pure and Applied Chemistry. 60 (7), 1107-1114 (1988).
  19. Dawson, W. R., Windsor, M. W. Fluorescence yields of aromatic compounds. Journal of Physical Chemistry. 72 (9), 3251-3260 (1968).
  20. Zhang, X. -F., Zhang, J., Lu, X. The Fluorescence Properties of Three Rhodamine Dye Analogues: Acridine Red, Pyronin Y and Pyronin B. Journal of Fluorescence. 25 (4), 1151-1158 (2015).
  21. Zanker, V., Rammensee, H., Haibach, T. Measurements of the relative quantum yields of the fluorescence of acridine and fluorescein dyes. Zeitschrift für Angewandte Physik. 10, 357-361 (1958).
  22. Mujumdar, R. B., Ernst, L. A., Mujumdar, S. R., Lewis, C. J., Waggoner, A. S. Cyanine dye labeling reagents: Sulfoindocyanine succinimidyl esters. Bioconjugate Chemistry. 4 (2), 105-111 (1993).
  23. Battersby, A. R., Dutton, C. J., Fookes, C. J. R. Synthetic studies relevant to biosynthetic research on vitamin B12. Part 7. Synthesis of (±)-bonellin dimethyl ester. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions. 1 (6), 1569-1576 (1988).
  24. Pfeiffer, W. P., Lightner, D. A. (m.n)-Homorubins: syntheses and structures. Monatschfte für Chemie. 145 (11), 1777-1801 (2014).
  25. Huggins, M. T., Musto, C., Munro, L., Catalano, V. J. Molecular recognition studies with a simple dipyrrinone. Tetrahedron. 63 (52), 12994-12999 (2007).
  26. Groselj, U., et al. Synthesis of Spiro-δ2-Pyrrolin-4-One Pseudo Enantiomers via an Organocatalyzed Sulfa-Michael/Aldol Domino Sequence. Advanced Synthesis & Catalyst. 361 (22), 5118-5126 (2019).
  27. El-Shwiniy, W. H., Shehab, W. S., Mohamed, S. F., Ibrahium, H. G. Synthesis and cytotoxic evaluation of some substituted pyrazole zirconium(IV) complexes and their biological assay. Applied Organometallic Chemistry. 32 (10), (2018).
  28. Murray, L., O'Farrell, A. -M., Abrams, T. Preparation of indolinone compounds for treatment of excessive osteolysis. US Patent. , US20040209937A1 (2004).
  29. Lozinskaya, N. A., et al. Synthesis and biological evaluation of 3-substituted 2-oxindole derivatives as new glycogen synthase kinase 3β inhibitors. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 27 (9), 1804-1817 (2019).
  30. Montforts, F. P., Schwartz, U. M. A directed synthesis of the chlorin system. Liebigs Annalen der Chemie. (6), 1228-1253 (1985).
  31. Uddin, M. I., Thirumalairajan, S., Crawford, S. M., Cameron, T. S., Thompson, A. Improved synthetic route to C-ring ester-functionalized prodigiosenes. Synlett. (17), 2561-2564 (2010).
  32. Brower, J. O., Lightner, D. A., McDonagh, A. F. Aromatic congeners of bilirubin: synthesis, stereochemistry, glucuronidation and hepatic transport. Tetrahedron. 57 (37), 7813-7827 (2001).
  33. Clift, M. D., Thomson, R. J. Development of a Merged Conjugate Addition/Oxidative Coupling Sequence. Application to the Enantioselective Total Synthesis of Metacycloprodigiosin and Prodigiosin R1. Journal of the American Chemical Society. 131 (40), 14579-14583 (2009).
  34. Brower, J. O., Lightner, D. A., McDonagh, A. F. Synthesis of a New Lipophilic Bilirubin. Conformation, Transhepatic Transport and Glucuronidation. Tetrahedron. 56 (40), 7869-7883 (2000).

Tags

Kemi Problem 172 Claisen-Schmidt Kondensation Fotoisomerisering pH-afhængig fluorescens fluorophore dipyrrinon pyrazol imidazol og isoindolone
Syntese af pH-afhængig Pyrazol, Imidazol og Isoindolone Dipyrrinone Fluorophores ved hjælp af en Claisen-Schmidt kondensationsmetode
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Benson, N., Davis, A., Woydziak, Z.… More

Benson, N., Davis, A., Woydziak, Z. R. Synthesis of pH Dependent Pyrazole, Imidazole, and Isoindolone Dipyrrinone Fluorophores using a Claisen-Schmidt Condensation Approach. J. Vis. Exp. (172), e61944, doi:10.3791/61944 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter