Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Синтез рН зависимых пиразол, имидазол, и изойндолон дипиринон флюорофоры с использованием Claisen-Шмидт конденсата подход

5.2K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/61944

⸱

10 июня 2021 г.

 ,  , 
1Department of Physical and Life Sciences, Nevada State College, 2Department of Humanities, Nevada State College

В этой статье

Краткое содержание

Конденсатная реакция Клейзена-Шмидта является важной методологией для генерации конъюгированных велосипедных ароматических соединений, спрягаемых на метане. Благодаря использованию базового варианта реакции алдола, ряд флуоресцентных и / или биологически соответствующих молекул могут быть доступны через в целом недорогой и оперативно простой синтетический подход.

Аннотация

Конъюгированные конъюгированные велосипедные ароматические соединения являются общими составляющими целого ряда биологически релевантных молекул, таких как порфирины, дипыриноны и фармацевтические препараты. Кроме того, ограниченное вращение этих систем часто приводит к высокой до умеренно флуоресцентных систем, как наблюдается в 3H,5H-dipyrrolo'1,2-c:2',1'-f'pyrimidin-3-ones, xanthoglows, pyrroloindolizinedione аналоги, BODIPY аналоги, и фенольные и imidazolinone кольцевых систем Зеленого флуоресцентного белка (GFP). Эта рукопись описывает недорогой и оперативно простой метод выполнения конденсата Клейзен-Шмидт для создания серии флуоресцентных рН зависимых пиразол / имидазол / изойндолон дипиринон аналогов. Хотя методология иллюстрирует синтез дипиринона аналогов, она может быть переведена для производства широкого спектра конъюгированных велосипедистических ароматических соединений. Используемая в этом методе конденсатная реакция Клейзена-Шмидта ограничена нуклеофилами и электрофилами, которые обнуляются в основных условиях (нуклеофиловая составляющая) и неоленоизуемыми альдегидами (электрофилическим компонентом). Кроме того, нуклеофильные и электрофильные реакционы должны содержать функциональные группы, которые не будут непреднамеренно реагировать с гидроксидом. Несмотря на эти ограничения, эта методология предлагает доступ к совершенно новым системам, которые могут быть использованы в качестве биологических или молекулярных зондов.

Введение

Ряд спряженных велосипедных систем, в которых два ароматических кольца соединены монометином мостом, проходят изомеризацию через вращение связи, когда возбуждаются фотоном(рисунок 1A)1,2,3,4,5. Возбужденный изомер, как правило, расслабиться до состояния земли через нелучающих процессов распада6. Если энергетический барьер для вращения связи увеличен до достаточно большой степени, можно ограничить или предотвратить фотоизомеризацию. Вместо этого, фотонический возбуждение приводит к возбужденным синглетным состоянием, которое часто расслабляется через флуоресценцию, а не нелучающий распад(рисунок 1B). Ограничение фотоизомеризации чаще всего достигается механически ограничивающим вращением связей путем привязывания двух ароматических кольцевых систем ковалентными связями, тем самым запирая молекулу в определенном изомеристом состоянии. Этот подход был использован для создания нескольких различных флуоресцентных трициклических дипирринон и дипиролеметан аналоги, такие как: 3H,5H-dipyrrolo-1,2-c:2',1'-f'pyrimidin-3-ones (1), xanthoglows (2)6,7, пирролоиндолизиндион аналоги (3)8, и BODIPYаналоги 9 (4, Рисунок 2), в котором пирролидин и / или пиррол кольцо системы привязаны с метиленом, карбонилом, или бор дифторо связующихся. Как правило, 1-4 обладают ΦF > 0,7 предполагая, что эти системы очень эффективны, как фторфор единиц.

Также можно ограничить фотоизомеризацию с помощью других средств, помимо ковалентной связи систем кольца. Например, кольца фенольных и имидазолинонов(рисунок 2)зеленого флуоресцентного белка (GFP) ограничиваются вращением белковой среды; ограничительная настройка увеличивает квантовую доходность на три порядка величины по сравнению с той же единицей хромофора в свободном растворе10. Считается, что белок эшафот GFP обеспечивает вращательное барьер через стерические и электростатические эффекты11. Недавно наша группа в сотрудничестве с группой Odoh в Университете Невады, Рено обнаружил другую систему флюорофора, которая несет структурное сходство с дипиринон основе ксантоглоу систем (Рисунок 2)12. Эти аналоги дипиринона, однако, отличаются от системы ксантогов в том, что внутримолекулярные водородные связи, а не ковалентные связи, сдерживают фотоизомеризацию и приводят к флуоресцентной велосипедной системе. Кроме того, пиразол, имидазол и изойндолон дипиринон аналоги могут водородной связи в протонированных и депротонированных состояний; депротонация приводит к смещению красных волн возбуждения и выбросов, что, вероятно, объясняется изменением электронного характера системы. Хотя водородные связи, как сообщается, увеличение квантовой урожайности, хотяограниченное вращение 13,14,15,16, мы не знаем о какой-либо другой флюорофорной системы, в которой ограниченная изомеризация служит режимом флуоресценции как в протонированных и депротонированных состояний молекулы. Таким образом, эти рН зависимых дипиринон фторфоры уникальны в этом отношении.

В этом видео мы сосредоточимся на синтезе и химической характеристике аналоговой серии флуоресцентных дипиринонов. В частности, особое внимание уделяется методологии конденсации Клейзен-Шмидт, которая использовалась для построения полной серии флуоресцентных аналогов. Эта реакция опирается на генерацию базового опосредованного винилогоя энолета, который атакует группу альдегидов, чтобы произвести алкоголь, который впоследствии подвергается ликвидации. Для аналоговой серии дипиринона пирролинон/изойндолон преобразуется в энолат для облегчения нападения на группу альдегидов, прикрепленную к пиразолу или имидазоловому кольцу(рисунок 3); после ликвидации образуется полностью конъюгированный велосипедная система, соединенная метан-мостом. Примечательно, что вся серия аналогов дипиринона может быть построена из легкодоступных коммерческих материалов и может быть произведена в одной последовательности реакции одного горшка, как правило, в умеренных и высоких урожаев (доходность варьируется от примерно 50-95%). Поскольку большинство аналогов дипиринона имеют высококристаллическую природу, для получения аналитически чистых образцов требуется очень мало очистки вне стандартных условий работы. Следовательно, эта система флюорофора требует лишь нескольких шагов для доступа из легкодоступных коммерческих материалов и может быть синтезирована, очищена и подготовлена для аналитических или биологических исследований в относительно короткие сроки.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Общая процедура синтеза дипыринона Аналоги 16-25

  1. Растворите пирролинон/изойндолон (1,00 ммоль) и соответствующий пиразол/имидазол альдегид (1,00 ммоль) в 5,0 мл этанола в колбе круглого дна.
  2. Добавьте в колбу в одну порцию aqueous KOH (24,0 ммоль, 10 м, 2,40 мл).
  3. Перемешать и рефлюкс смеси до завершения реакции подтверждается TLC (см. таблицу 1 для списка времени реакции). TLC eluent 10% метанола в дихлорметане был использован и аналоги были замечены обладают RF значения в или вокруг диапазона от 0,62 до 0,86. Нанесите достаточное количество вакуумной смазки или используйте рукав PTFE на межфазной основе стеклянных суставов, чтобы предотвратить стекло конденсатор и колбу круглого дна от захвата при высоких температурах и основных условиях.
  4. Разрешить реакционной смеси остыть до комнатной температуры и испарять летучие веществ под пониженным давлением с помощью роторного испарителя.
  5. Охладить реакционной смеси до 0 градусов по Цельсию с помощью ледяной ванны.
  6. О нейтрализовать оставшуюся масляниную смесь, добавив уксусную кислоту (30,0 ммоль, 1,70 мл) в одну порцию.
  7. Очистить полученный материал продукта с помощью вакуумной фильтрации (см. Шаг 2а, для соединений: 17, 18, 20-22, 24 и 25) или использовать жидко-жидкую экстракцию / колонку хроматографии (см. Шаг 2b, для соединений: 16, 19, и 23).

2. Процедурная очистка

  1. через вакуумную фильтрацию
    1. Fit Хирш воронки на боковой руке колбу с помощью установленного резинового адаптера.
    2. Нанесите кусок круглой фильтровальной бумаги на воронку Хирша и слегка влажную с помощью деионизированной воды, чтобы обеспечить присоединение к воронке.
    3. Подключите вакуумный источник к боковой руке колбы и убедитесь, что есть достаточный вакуумный уплотнение, убедившись, что ни одна из стеклянной посуды может быть разолена в вакууме.
    4. Налейте колбу, содержащую кристаллизованный продукт, на вакуумный фильтр и дайте фильтровать. Промыть кристаллы 10 мл ледяной деионизированной воды.
    5. Разрешить фильтрованные кристаллы продолжать высыхать на верхней части фильтровальной бумаги, в то же время подключен к вакууму источника, после фильтрации всех жидкостей.
    6. Соберите фильтрованные кристаллы и поместите в колбу с круглым дном 25 мл.
    7. Прикрепите колбу круглого дна к обмятому стеклянному суставу/вакуумной линии адаптера. Закрепить стеклянный совместный союз с клипом кек.
    8. К ребристому концу стекла адаптер высокой вакуумной линии, приложите вакуумную линию, которая направлена на высокий вакуумный насос и адекватно охладить вакуумную ловушку (с помощью жидкости, такой как жидкий азот или сухой лед / ацетон), чтобы конденсировать любые летучие материалы, которые могут испаряться из кристаллического материала. Включите высокий вакуумный насос, чтобы обеспечить полное испарение любых следов оставшегося растворителя из кристаллов.
    9. Дайте кристаллам высохнуть под высоким вакуумом минимум на 1 ч. Удалите колбу круглого дна из вакуумной линии/адаптера, выключите высокий вакуумный насос и очистите вакуумную ловушку.
  2. Процедурная очистка с помощью колонки хроматографии
    1. Разбавить уксусную кислоту обработанным содержанием реакционной смеси (от шага 1.6) 10 мл деионизированной воды и перейти в сепараторную воронку. Добавьте 10 мл дихлорметана в сепараторную воронку. Аккуратно встряхните и вывемите сепараторную воронку, чтобы отделить два слоя.
    2. Извлекайте акевый слой с помощью последующих частей дихлорметана (3 х 5 мл). Комбинат органических фракций и сухой с использованием ангидроуса Na2SO4. Декант и удалить все летучие веществ под пониженным давлением с помощью роторного испарителя.
    3. Разбавить остатки, полученные из шага 2.2.2. с 5 мл CH2Cl2. Выполните хроматографию флеш-колонки с использованием примерно 75 г кремнезема. Улит образец с раствором 10% метанола в дихлорметане.
    4. Удалите собранные фракции растворителя под пониженным давлением с помощью роторного испарителя. Передача твердых остатков в 25 мл круглой нижней колбы с использованием примерно 10 мл CH2Cl2. Удалите растворитель под пониженным давлением с помощью роторного испарителя.
    5. Высушите оставшиеся твердые остатки в условиях высокого вакуума, как это было описано ранее в шагах 2.1.7 - 2.1.9.

3. Приобретение абсорбции молара и UV/VispK Исследования для аналогов 16-25

  1. Создание сложных фондовых решений для УФ/Vis Spectrophotometry для аналогов 16 - 25.
    1. Взвесите 10 ммоль выбранного аналога дипиринона(16 - 25)и добавьте его в объемную колбу объемом 10 мл.
    2. Добавьте DMSO к отметке 10,0 мл на большой колбе.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если соединение не растворяется полностью, нагреть колбу с помощью тепловой пушки и агитировать колбу по мере необходимости, чтобы полностью растворить соединение.
  2. Сделать фосфат буферных солевые растворы (PBS) на различных уровнях рН. Аналоги характеризовались буферами PBS, начиная с рН от примерно 4 до 15.
    1. Используя 1 л объемного цилиндра, создайте 1 л раствора pbs, разбавляя 100 мл PBS (x100) в 900 мл деионизированной воды.
    2. Перенесите 50 мл подготовленного биржевого раствора PBS (шаг 3.2.1) на стакан 100 мл и добавьте магнитный батончик. Затем с помощью откалиброванного рН-метра для мониторинга изменений в рН, титратировать буфер PBS либо с aqueous 1.0 M NaOH (для получения буферов с рН > 7,0) или 1,0 МХЛ (для получения буферов с рН < 7,0).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для получения данных, которые приводит к четко определенной кривой титрования, мы рекомендуем генерировать буферы рН с шагом 0,1 рН единиц в пределах ± 0,5 от ожидаемой точки перегиба и приращения 0,5 за пределами ожидаемой точки перегиба.
  3. Приобретайте спектры абсорбции моляров для аналогов 16 - 25 в решениях PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH (pH 14.0).
    1. Подготовьте "пустой" с помощью чистого и сухого кварцевого cuvette затем добавить 2,0 мл либо PBS фондовый раствор (pH 7.0) или aqueous 1.0 M NaOH в кювет с помощью 100 - 1000 йл микропипюты.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, чтобы целостность пустого процесса получения данных решения, чтобы убедиться, что Есть нет пузырьков воздуха в растворе cuvette и тщательно протрите стороны тюветта с салфеткой Ким, чтобы предотвратить рассеяние света в результате пыли или мусора на внешней стороне кювета. Если пузырьки сохраняются, осторожно и неоднократно нажмите на кювет на бумажном полотенце, уложенном на твердой поверхности.
    2. Используя спектрофотометр UV/Vis, заготовь выбранный раствор для диапазона 200 - 800 нм.
    3. Во второй чистый и сухой кварцевый кювет добавить 2,00 мл либо PBS (рН 7,0) или 1,0 М НаОХ (рН 14), а затем 10 йл аналога дипиринона (16 - 25) фондовый раствор (см. шаг 3.1) с 5-50 йл микропипетта. Поместите крышку на кювет и хорошо встряхните в дополнение к инвертирования кювет.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, чтобы целостность процесса сбора данных решения образца, чтобы убедиться, что Есть нет пузырьков воздуха в растворе cuvette и тщательно протрите стороны тюветта с салфеткой Ким, чтобы предотвратить рассеяние света в результате пыли или мусора на внешней стороне кювета. Если пузырьки сохраняются, осторожно и неоднократно нажмите на кювет на бумажном полотенце, уложенном на твердой поверхности.
    4. Используя спектрофотометр UV/Vis, приобретите спектр поглощения для аналогового раствора дипиринона для диапазона 200 - 800 нм.
    5. К тому же cuvette добавьте еще 10 МКЛ аналогового раствора дипиринона и повторите шаги 3.3.3 и 3.3.4.
    6. Повторите шаг 3.3.5 до тех пор, пока в общей сложности 50 йл дипиринона аналогового решения запасов был добавлен в cuvette для того, чтобы приобрести по крайней мере пять возбудимых точек длины волны данных. Повторите шаги 3.3.1 - 3.3.6 до тех пор, пока все фондовые решения 16 - 25 не будут получены в обоих PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH.
  4. Получить значения абсорбции моляров для 16 - 25 в PBS (рН 7.0) и 1.0 M NaOH с использованием наилучшего линейного регрессивного анализа.
    1. Используя программу графиков, такую как GraphPad Prism 7, навеяйте измеренную абсорбаность (y-axis) против аналоговой концентрации дипиринона (x-axis). Создайте наиболее подходящий линейный регрессионный анализ для пяти построенных точек. Следует соблюдать линейные отношения, а статистический анализ должен показывать значение R2 ≥ 0,98.
    2. Повторите шаг 3.4.1 для аналогов 16 - 25 в PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH.
    3. Рассчитайте абсорбцию моляров для 16 - 25 в PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH, используя экстраполированную значение склона из наиболее точной линейной кривой.
  5. Определите значения PK 16 - 25 исследований с использованием УФ/vis спектрофотометрии
    1. В чистый и сухой кварцевый кювет перенесите 1900 мкл буфера PBS на выбранный уровень рН (подготовленный в шаге 3.2) с помощью микропипетта 100 - 1000 МКЛ.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Мы заметили при хранении, что белый осадок может образовываться в некоторых буферах. Для обеспечения того, чтобы буфер был полностью однородным и если какой-либо осадок виден, используйте фильтрацию гравитации, чтобы удалить любые осадки непосредственно перед использованием. Смотрите заметку после шага 3.3.1.
    2. Используя спектрофотометр UV/Vis, заготовье выбранного буферного решения PBS для диапазона 200 - 800 нм.
    3. Во второй чистый и сухой кварцевый кювет перенесите 1900 мкл выбранного буфера PBS, затем добавьте 100 мкл выбранного аналогового раствора, используя микропипюту 5-50 МКЛ. Поместите крышку на кювет и хорошо встряхните в дополнение к инвертирования кювет.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Смотрите предыдущую заметку после шага 3.3.3.
    4. Используя спектрофотометр UV/Vis, приобретите спектр поглощения для аналога дипиринона для диапазона от 200 до 800 нм.
    5. Повторите шаги 3.5.1 - 3.5.4 для 16 - 25 в каждом из буферов PBS, генерируемых в шаге 3.2.
  6. Определите значения pKдля 16 - 25, используя наиболее подходящую зигмоидную функцию установки кривой.
    1. Используя программу графикирования, на графике измеренное поглощение против длины волны (нм) для 16 - 25 на различных уровнях рН.
    2. Выберите длину волны между 380-415 нм, где при более низких уровнях рН (< 7,0) абсорбанс мал (0-0,1 единицы), а при большем рН (> 12,0) абсорбание значительно больше (0,8-1,0 единицы). Участок поглощения на выбранной длине волны против рН.
    3. Используя функцию сигмоидной кривой, создайте наиболее хорошо подгонку кривой для каждого из аналогов 16 - 25. Сообщите об экстраполированных рН на полувых росте кривой. Это сообщенное значениеpK.

4. Квантовая доходность Приобретение и флуоресценция исследований

  1. Создание флуоресценции исследования фондовых решений для дипидринон аналогов 16 - 18 и 20 - 25.
    1. Используя аналоговое решение для акций дипыринона, созданное в шаге 3.1, выполните разбавление раствора запаса, добавив 10 МКЛ раствора запаса в 1 мл объемной колбы с использованием микропипетта 2 - 20 МКЛ, затем добавьте буфер PBS (pH 7.0) к отметке 1 мл. Поместите крышку на объемную колбу и хорошо перемешайте, инвертировать и встряхивая колбу. Это разбавленное решение запасов будет использоваться для генерации спектров флуоресценции и будет называться флуоресцентным решением.
    2. Повторите шаг 4.1.1 для аналогов 16 - 18 и 20 - 25.
  2. Приобретайте спектры флуоресценции при различных концентрациях, для аналогов 16 - 18 и 20 - 25. Для всех аналогов, кроме 18, приобрести пять спектров для каждого аналога в решениях рН 7 и 14 в концентрациях: 19,96, 39,84, 59,64, 79,37 и 99,01 нМ. Для аналогового 18 приобрети пять спектров в растворе рН 7 при концентрациях: 49,75, 99,01, 147,8, 196,1 и 243,9 нм. В растворе рН 14 приобрети пять спектров для аналогового 18 в концентрациях: 99.01, 196.1, 291.3, 384.6, 476.2 nM.
    1. В прозрачный четырехсторонний кварцевый кювет добавьте 3,00 мл PBS (pH 7.0) или 1.0 NaOH с помощью микропипетта 100 -1000 йЛ в трех 1000 йл шагом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Смотрите примечание после шага 3.3.1.
    2. Используя флюорометр и флюорометр программы FluorEssence, приобрести спектр выбросов для выбранного решения и пометить это как решение "пустой".
    3. К тому же кюветту добавьте 6 МКЛ раствора флуоресценции для выбранного аналога дипиринона (Часть 4.1) с помощью микропипетта 0,5-10 МЛ. Поместите крышку на кювет и хорошо перемешать, инвертирование и осторожно встряхивая кювет.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Смотрите примечание после шага 3.3.3.
    4. Используя флюорометр, приобретите спектр излучения для выбранного раствора соединения,используя абс в качестве восклицательный длины волны. Интенсивность возбуждения измерялась в диапазоне 200 нм, начиная с 15 нм за пределами длины волны возбуждения (обычно для возвращения к исходной линии требуется диапазон 200 нм для возвращения к исходной точке интенсивности флуоресценции).
    5. Повторите шаги 4.2.3 - 4.2.4 до тех пор, пока в общей сложности 30 МКЛ флуоресценции фондового раствора был добавлен в cuvette.
    6. Повторите шаги 4.2.1 - 4.2.5 для аналогов 16 - 25 в PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Концентрации cuvette были изменены для аналоговых 18 и данные были получены с использованием: 2,0 мл PBS с пятью последовательными 10 йл шагом флуоресценции запас раствор для нейтрального (протонированный 18)раствор и 2,0 мл 1,0 М NaOH с пятью 20 йл приращения добавленного раствора соединения для базового (депротонированного 18) решение.
  3. Определить квантовую доходность с помощью метода Williams, A. T. et al.17
    1. Используя программу электронной таблицы (т.е. Microsoft Excel), импортируют данные (точки данных интенсивности выбросов) для спектра выбросов для одного аналога дипиринона (взятого либо в PBS (pH 7.0) или 1.0 M NaOH) на различных уровнях концентрации.
    2. Импортируют точки данных из спектров выбросов для "пустого" раствора (шаги 4.2.1 - 4.2.2) и вычитают "пустые" точки данных интенсивности выбросов из точек данных интенсивности выбросов, на соответствующих длинах волн, приобретенных на различных уровнях концентрации.
    3. Перенесите "пустые" исправленные точки данных интенсивности выбросов в программу графиков, такую как GraphPad Prism 7, и эмиссию участка против длины волны. Рассчитайте область под кривой для каждой из кривых, полученных на различных уровнях концентрации аналога дипиринона.
    4. Следуя методике, изложенной Уильямсом, A. T. et al, вычислите экстраполированную ценность поглощения для каждого из различных уровней концентрации аналога дипиринона. Это достигается путем умножения расчетного значения абсорбции моляра (из наиболее пригодного линейного регрессионного анализа, см. шаг 3.4) по каждой концентрации аналога дипиринона, используемого в шагах 4.2.3-4.2.5.
    5. Используя программу графиков, такую как GraphPad Prism 7, создайте сюжет экстраполированного поглощения аналога (x-axis) по расчетной области под каждой кривой концентрации (шаг 4.3.4) для длины волны излучения, соответствующей наибольшему значению выбросов. Следует соблюдать линейные отношения с r2 ≥ 0,96.
    6. Выполните шаги, аналогичные 3,1-3,4 и 4,1-4,3,5 для хинина в 0,5 МХ2SO4 (ΦF 0,55)18 и антрацена в этаноле (ΦF 0,27)18,19 дляполучения данных по стандартам.
    7. Получить значения квантовой доходности для 16 - 25 в PBS (рН 7,0) и 1,0 М НаОХ с помощью экстраполированных склонов, полученных из шагов 4.3.5 и 4.3.6 в следующем уравнении:
      Φx No Φ(Градх/ Градул)(η2х/ η2шт.)
      гдеΦ-й представляет собой квантовую доходность стандарта, Φx представляет собой квантовую доходность неизвестного, Град является наклоном наилучшей линейной подгонки, а η является рефракционным индексом используемого растворителя (коэффициент рефракционного индекса был рассчитан с использованием η и 1,36 для этанола и η и 1,35 для 0,5 МХ2SO4).
    8. Сообщите о квантовых урожаях для 16 - 18 и 20 - 25 в PBS (pH 7.0) и 1.0 M NaOH как среднее значение Φx, полученное для хинина и антрацена.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Конденсатная реакция Клейзена-Шмидта предоставила доступ к аналогам дипиринона(16-25, рисунок 4) с использованием процедурыодного горшка, описанной в разделе протокола (см. шаг 1). Аналоги 16-25 были все генерируется конденсации пирролинона 9, бромуаиноиндолон 10, или изойндолон 11 с 1 H-имидазол-2-carboxaldehyde (12), 1H-имидазол-5-карбоксалдехайд ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Подход к конденсации Клейзен-Шмидт обеспечивает довольно надежное средство генерации пиразола, имидазола и изойндолона дипиринона флюорофоров с помощью относительно упрощенного в эксплуатации протокола. Хотя синтез флуоресцентных аналогов дипиринона был в центре внимания этого исследования, следует отметить, что аналогичные условия могут быть применены для доступа к другим велосипедным метан-связанных кольцевых систем, таких какдипириноны 23,24,

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторов нечего раскрывать.

Благодарности

З.Р.В. и Н.B. благодарят NIH (2P20 GM103440-14A1) за щедрое финансирование, а также Jungjae Koh и Университет Невады, Лас-Вегас за помощь в приобретении 1H и 13C NMR. Кроме того, мы хотели бы поблагодарить студентов НСК визуальных средств массовой информации, Арнольд Placencia-Флорес, Обри Джейкобс, и Алистер Купер за их помощь в съемках и анимации процессов в кинематографических части этой рукописи.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
3-этил-4-метил-3-пирролин-2-онCombi-Blocks [ 766-36-9]Желтый твердый реагент
изоиндолин-1-онАркФарм [ 480-91-1]Белый твердый реагент
5-бромизоиндолин-1-онCombi-Blocks [ 552330-86-6]Розовый твердый реактив
2-формилимидазолCombi-Blocks [ 10111-08-7 ]Белый твердый реактив
имидазол-4-карбальдегидArkPharm [ 3034-50-2]Твердый реагент
1-H-пиразол-4-карбальдегидOakwood Chemicals [ 35344-95-7]Твердый реактив
1-H-пиразол-5-карбальдегидMatrix Scientific [ 3920-50-1]Твердый реагент
Твердые гранулы KOHBeanTown Chemicals[1310-58-3]Белые твердые гранулы
Силикагель SiliflashScilicycleR12030BМелкий белый порошок
Фосфатный буферный физиологический раствор (PBS) (x10)GrowcellsMRGF-6235Бесцветная полупрозрачная жидкость
Beckman Coulter DU-800 УФ/ВИД спектрофотометр и программное обеспечениеBeckman CoulterН/ДСпектрометр и программное обеспечение
Флюоромакс-4 Спектрофлуориметр HoribaScientificН/ДСпектрометрический прибор
FluorEssence Программное обеспечение для флуоретрии V3.5Horiba ScientificН/ДПрограммное обеспечение для спектроскопии
Finnpipette II Микропипетка (размеры: 100-1,000, 20-200 и 0,5-10 &микро; L)FischerbrandN/AОборудование
Wilmad-LabGlass Ротационный испаритель (модель: WG-EV311-V-PLUS)SP SciencewareN/AОборудование
DuoSeal Вакуумный насос (Модель: 1405)WelchN/AОборудование
GraphPadПрограммноеобеспечение для анализа данных
SympHony pH Meter (Модель: Sb70P)VWRN/AОборудование

Ссылки

  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).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

pH
Синтез рН зависимых пиразол, имидазол, и изойндолон дипиринон флюорофоры с использованием Claisen-Шмидт конденсата подход
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.