Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Syntese av pH-avhengige pyrazoler, Imidazole og Isoindolone Dipyrrinon fluoroforer ved hjelp av en Claisen-Schmidt-kondenseringstilnærming

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-kondensreaksjonen er en viktig metodikk for generering av methinebrode konjugerte tosykliske aromatiske forbindelser. Ved å bruke en basemediert variant av aldolreaksjonen, kan en rekke fluorescerende og/eller biologisk relevante molekyler nås gjennom en generelt billig og operasjonelt enkel syntetisk tilnærming.

Abstract

Methine-brolagte konjugerte tosykliske aromatiske forbindelser er vanlige bestanddeler av en rekke biologisk relevante molekyler som porfyriner, dipyrrinoner og legemidler. I tillegg resulterer begrenset rotasjon av disse systemene ofte i svært til moderat fluorescerende systemer som observert i 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones, xanthoglows, pyrroloindolizinedione analoger, BODIPY analoger, og fenoliske og imidazolinone ring systemer av Grønn Fluorescent Protein (GFP). Dette manuskriptet beskriver en billig og operasjonelt enkel metode for å utføre en Claisen-Schmidt-kondens for å generere en rekke fluorescerende pH-avhengige pyrazol/imidazol/isoindolone dipyrrinonanaloger. Mens metodikken illustrerer syntesen av dipyrrinonanaloger, kan den oversettes til å produsere et bredt spekter av konjugære tosykliske aromatiske forbindelser. Claisen-Schmidt-kondensreaksjonen som brukes i denne metoden er begrenset i omfang til nukleofiler og elektrofile som er enolizable under grunnleggende forhold (nukleofil komponent) og ikke-enolizable aldehyder (elektrofil komponent). I tillegg må både nukleofile og elektrofile reaktanter inneholde funksjonelle grupper som ikke utilsiktet vil reagere med hydroksid. Til tross for disse begrensningene gir denne metodikken tilgang til helt nye systemer som kan brukes som biologiske eller molekylære sonder.

Introduction

En rekke konjugulerte tosykliske systemer, der to aromatiske ringer er forbundet med en monometinbro, gjennomgår isomerisering via bindingsrotasjon, når de er begeistret for en foton (Figur 1A)1,2,3,4,5. Den begeistrede isomeren vil generelt slappe av til bakken tilstand gjennom ikke-utstrålende forfallsprosesser6. Hvis energibarrieren for bindingsrotasjon økes i stor nok grad, er det mulig å begrense eller forhindre fotoisomerisering. I stedet resulterer fotonisk eksitasjon i en spent singlet tilstand som ofte slapper av via fluorescens i stedet for ikke-strålingsforfall (Figur 1B). Begrensning av fotoisomerisering oppnås oftest ved mekanisk begrensning av bindingsrotasjon gjennom tethering av de to aromatiske ringsystemene ved kovalente koblinger, og dermed låse molekylet i en bestemt isomerisk tilstand. Denne tilnærmingen har blitt brukt til å lage flere forskjellige fluoresccent trisykliske dipyrrinon- og dipyrrolemethane-analoger som: 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones (1), xanthoglows (2)6,7, pyrroloindolizinedione analoger (3)8og BODIPY analoger9 (4, figur 2) der pyrrolidin- og/eller pyrrolringsystemene er bundet med metylen, karbonyl, eller bor difluoro linkers. Vanligvis har 1-4 ΦF > 0,7 som antyder at disse systemene er svært effektive som fluoroforenheter.

Det er også mulig å begrense fotoisomerisering på andre måter enn å koble ringsystemene sammen. For eksempel er fenol- og imidazolinoneringene (figur 2) av grønt fluorescerende protein (GFP) begrenset til rotasjon av proteinmiljøet; den restriktive innstillingen øker kvanteutbyttet med tre størrelsesordener i forhold til samme kromoforenhet i fri løsning10. Det antas at proteinstillaset til GFP gir en rotasjonsbarriere gjennom steriske og elektrostatiske effekter11. Nylig oppdaget vår gruppe i samarbeid med Odoh-gruppen ved Universitetet i Nevada, Reno et annet fluoroforsystem som bærer strukturell likhet med de dipyrrinone-baserte xanthoglow-systemene (Figur 2)12. Disse dipyrrinonanalogene skiller seg imidlertid fra xanthoglow-systemet ved at intramolekylære hydrogenbindinger, i stedet for kovalente bindinger, avskrekker fotoisomerisering og resulterer i et fluorescerende bisyklisk system. Videre kan pyrazol-, imidazol- og isoindolone dipyrrinonanalogene hydrogenbinding i protonerte og deprotonerte tilstander; deprotonasjon resulterer i rødforskyvning av både eksitasjons- og utslippsbølgelengdene, sannsynligvis på grunn av en endring i systemets elektroniske natur. Mens hydrogenbinding har blitt rapportert å øke kvanteutbyttet gjennom begrenset rotasjon13,14,15,16, er vi ikke klar over noe annet fluoroforsystem der begrenset isomerisering fungerer som en modus for fluorescens i både protonerte og deprotonerte tilstander av molekylet. Derfor er disse pH-avhengige dipyrrinonfluoreorene unike i så måte.

I denne videoen fokuserer vi på syntese og kjemisk karakterisering av den fluorescerende dipyrrinon analoge serien. Spesielt er det lagt vekt på Claisen-Schmidt kondenseringsmetodikk som ble brukt til å konstruere hele serien av fluorescerende analoger. Denne reaksjonen er avhengig av genereringen av en basemediert vinylogøs enolert ion som angriper en aldehydgruppe, for å produsere en alkohol som senere gjennomgår eliminering. For dipyrrinonanalogserien konverteres en pyrrolinon/isoindolone til en enolate for å lette et angrep på en aldehydgruppe festet til en pyrazol- eller imidazolring (Figur 3); etter eliminering dannes et fullt konjugert tosyklisk system, forbundet med en methinebro. Det er bemerkelsesverdig at hele serien av dipyrrinonanaloger kan konstrueres av lett tilgjengelige kommersielle materialer og kan produseres i en enkelt en-pott reaksjonssekvens vanligvis i moderate til høye utbytter (utbyttet varierer fra ca. 50-95%). Siden de fleste dipyrrinonanalogene er svært krystallinske i naturen, er det nødvendig med svært lite rensing utenfor standard arbeidsforhold for å produsere analytisk rene prøver. Følgelig krever dette fluoroforsystemet bare noen få trinn for å få tilgang til fra lett tilgjengelige kommersielle materialer og kan syntetiseres, renses og tilberedes for analytiske eller biologiske studier på relativt kort tid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Generell prosedyre for syntese av dipyrrinonanaloger 16-25

  1. Løs opp pyrrolinon/isoindolone (1,00 mmol) og tilsvarende pyrazol/imidazol aldehyd (1,00 mmol) i 5,0 ml etanol i en rundbunnsflaske.
  2. Tilsett vandig KOH (24,0 mmol, 10 M, 2,40 ml) i kolben i en del.
  3. Rør og refluks blandingen til reaksjonsfullføringen er bekreftet av TLC (se tabell 1 for en liste over reaksjonstider). En TLC-eluens på 10% metanol i dichlorometan ble brukt og analogene har blitt observert å ha Rf-verdier i eller rundt området 0,62 til 0,86. Påfør tilstrekkelig mengde vakuumfett eller bruk en PTFE-hylse ved interfasen av glassfuger for å forhindre at kondensatorens glass og rundbunnsflasken griper under høye temperaturer og grunnleggende forhold.
  4. La reaksjonsblandingen avkjøles til romtemperatur og fordampe volatiler under redusert trykk ved hjelp av en roterende fordamper.
  5. Avkjøl reaksjonsblandingen til 0 °C ved hjelp av et isbad.
  6. Nøytraliser den gjenværende oljeholdige blandingen ved å tilsette eddiksyre (30,0 mmol, 1,70 ml) i en del.
  7. Rens det resulterende produktmaterialet ved hjelp av vakuumfiltrering (se trinn 2a, for forbindelser: 17, 18, 20-22, 24 og 25) eller bruk væskevæskeekstraksjon/kolonnekromatografi (se trinn 2b, for forbindelser: 16, 19og 23).

2. Prosedyre rensing

  1. via vakuumfiltrering
    1. Monter en Hirsch-trakt på en sidearmsflaske med en montert gummiadapter.
    2. Påfør et stykke rundt filterpapir på Hirsch-trakten og lett vått ved hjelp av deionisert vann for å tillate overholdelse av trakten.
    3. Koble en vakuumkilde til sidearmen på kolben og sørg for at det er tilstrekkelig vakuumforsegling ved å sørge for at ingen av glassene kan trekkes fra hverandre under vakuum.
    4. Hell kolben som inneholder det krystalliserte produktet over vakuumfilteret, og la det filtrere. Skyll krystallene med 10 ml iskaldt deionisert vann.
    5. La de filtrerte krystallene fortsette å tørke på toppen av filterpapiret, mens de fortsatt er koblet til vakuumkilden, etter filtrering av alle væsker.
    6. Samle de filtrerte krystallene og legg dem i en 25 ml rundbunnsflaske.
    7. Fest den runde bunnflasken til en fritted jordet glassledd/vakuumledningsadapter. Fest glassleddforbindelsen med en keckklips.
    8. Til den ribbete enden av adapteren for høyvakuumledning i glass, fest en vakuumledning som føres til en høyvakuumpumpe og avkjøl en vakuumfelle tilstrekkelig (ved hjelp av kjølevæske som flytende nitrogen eller tørris/aceton) for å kondensere eventuelle flyktige materialer som kan fordampe fra det krystallinske materialet. Slå på høyvakuumpumpen for å sikre fullstendig fordampning av eventuelle spormengder av gjenværende løsningsmiddel fra krystallene.
    9. La krystallene tørke under høyt vakuum i minst 1 time. Fjern rundbunnsflasken fra vakuumledningen/adapteren, slå av høyvakuumpumpen og rengjør vakuumfellen.
  2. Prosedyrerensing via kolonnekromatografi
    1. Fortynn det eddiksyrebehandlede reaksjonsblandingsinnholdet (fra trinn 1,6) med 10 ml deionisert vann og overfør til en separatorisk trakt. Tilsett 10 ml dichloromethane i separatortrakten. Rist forsiktig og luft separatortrakten for å skille de to lagene.
    2. Trekk ut det vandige laget ved hjelp av etterfølgende deler av dichloromethane (3 x 5 ml). Kombiner organiske fraksjoner og tørk ved hjelp av vannfri Na2SO4. Dekanter og fjern alle flyktige stoffer under redusert trykk ved hjelp av en roterende fordamper.
    3. Fortynn restene som er oppnådd fra trinn 2.2.2. med 5 ml AV CH2Cl2. Utfør blitskolonnekromatografi ved hjelp av ca. 75 g silikagel. Elute prøven med en løsning på 10% metanol i dichloromethane.
    4. Fjern de oppsamlede fraksjonene av løsningsmiddel under redusert trykk ved hjelp av en roterende fordamper. Overfør de faste rester til en 25 ml rundbunnsflaske med ca. 10 ml CH2Cl2. Fjern løsningsmidlet under redusert trykk ved hjelp av en roterende fordamper.
    5. Tørk de resterende faste rester under høyt vakuum som tidligere beskrevet i trinn 2.1.7 - 2.1.9.

3. Molar absorptivitetsanskaffelse og UV / Vis pKen studie for analoger 16-25

  1. Lag sammensatte lagerløsninger for UV/ Vis spektrofotometri for analoger 16 - 25.
    1. Vei ut 10 μmol av den valgte dipyrrinonanalogen (16 - 25) og legg den til en 10 ml volumetrisk kolbe.
    2. Legg DMSO til 10,0 ml-merket på den volumetriske kolben.
      MERK: Hvis forbindelsen ikke oppløses helt, varme kolben med en varmepistol og rør kolben etter behov for å løse opp forbindelsen helt.
  2. Lag fosfatbufrede saltvannsløsninger (PBS) på ulike pH-nivåer. Analogene ble karakterisert i PBS-buffere som varierte i pH fra ca. 4 til 15.
    1. Bruk en 1 L volumetrisk sylinder, lag 1 L PBS lagerløsning ved å fortynne 100 ml PBS (x100) i 900 ml deionisert vann.
    2. Overfør 50 ml av den klargjorte PBS-lagerløsningen (trinn 3.2.1) til et 100 ml beger og tilsett en magnetisk rørestang. Deretter bruker du en kalibrert pH-måler til å overvåke endringer i pH, titerer du PBS-bufferen med enten vandig 1,0 M NaOH (for å oppnå buffere med pH-> 7,0) eller 1,0 M HCl (for å oppnå buffere med pH-< 7,0).
      MERK: For å innhente data som resulterer i en veldefinert titreringskurve, anbefaler vi at du genererer pH-buffere i trinn på 0,1 pH-enheter innenfor ± 0,5 av det forventede punktet av bøyning og trinn på 0,5 utenfor det forventede punktet av bøyning.
  3. Anskaffe molar absorptivity spektra for analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH (pH 14.0) løsninger.
    1. Forbered en "blank" ved hjelp av en ren og tørr kvarts cuvette og tilsett deretter 2,0 ml enten PBS-lagerløsning (pH 7.0) eller vandig 1,0 M NaOH til cuvette ved hjelp av en 100 - 1000 μL mikropipette.
      MERK: Det er viktig for integriteten til den blanke løsningsdatainnsamlingsprosessen for å sikre at det ikke er luftbobler i cuvetteløsningen og å tørke sidene av cuvette grundig med en Kim-klut for å forhindre lysspredning som følge av støv eller rusk på utsiden av cuvette. Hvis boblene vedvarer, trykker du forsiktig og gjentatte ganger på cuvette på et papirhåndkle lagt på en hard overflate.
    2. Bruk uv/vis spektrofotometer, tøm den valgte løsningen for en rekkevidde på 200 -800 nm.
    3. I en annen ren og tørr kvarts cuvette legge 2,00 ml av enten PBS (pH 7.0) eller 1.0 M NaOH (pH 14) etterfulgt av 10 μL av dipyrrinon analog (16 - 25) lager løsning (se trinn 3.1) med en 5-50 μL mikropipette. Legg en hette på cuvette og rist godt i tillegg til å invertere cuvette.
      MERK: Det er viktig for integriteten til innsamlingsprosessen for prøveløsningsdata for å sikre at det ikke er luftbobler i cuvetteløsningen og å tørke sidene av cuvette grundig med en Kim-klut for å forhindre lysspredning som følge av støv eller rusk på utsiden av cuvette. Hvis boblene vedvarer, trykker du forsiktig og gjentatte ganger på cuvette på et papirhåndkle lagt på en hard overflate.
    4. Bruk UV/Vis-spektrofotometeret til å skaffe et absorpsjonsspekter for dipyrrinonanalogløsningen for et 200- 800 nm-område.
    5. Til samme cuvette, legg til ytterligere 10 μL av dipyrrinon analog lagerløsning og gjenta trinn 3.3.3 og 3.3.4.
    6. Gjenta trinn 3.3.5 til totalt 50 μL dipyrrinon analog lagerløsning er lagt til cuvette for å skaffe minst fem excitation bølgelengde datapunkter. Gjenta trinn 3.3.1 - 3.3.6 til alle lagerløsninger på 16 - 25 er oppnådd i både PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH.
  4. Oppnå molar absorptivitetsverdier for 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1,0 M NaOH ved hjelp av best tilpasset lineær regresjonsanalyse.
    1. Bruk et diagramprogram som GraphPad Prism 7 til å tegne den målte absorbansen (y-aksen) mot den analoge konsentrasjonen av dipyrrinon (x-akse). Opprett en lineær regresjonsanalyse som passer best for de fem inntegnede punktene. En lineær relasjon bør observeres, og statistisk analyse skal vise en R2-verdi ≥ 0,98.
    2. Gjenta trinn 3.4.1 for analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1,0 M NaOH.
    3. Beregn molar absorptivity for 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH ved hjelp av den ekstrapolerte skråningsverdien fra den beste passform lineære kurven.
  5. BestemmepK-verdien 16-25 studier ved hjelp av UV/Vis spektrofotometri
    1. Til en ren og tørr kvarts cuvette, overfør 1,900 μL av PBS-bufferen på det valgte pH-nivået (utarbeidet i trinn 3.2) ved hjelp av en 100 - 1000 μL mikropipette.
      MERK: Vi har lagt merke til ved lagring at et hvitt bunnfall kan dannes i noen av bufferne. For å sikre at bufferen er helt homogen, og hvis noe bunnfall er synlig, bruk tyngdekraftfiltrering for å fjerne eventuelle bunnfall umiddelbart før bruk. Se merknaden etter trinn 3.3.1.
    2. Bruk UV/Vis-spektrofotometeret til å tømme den valgte PBS-bufferløsningen for en rekkevidde på 200 –800 nm.
    3. I en annen ren og tørr kvarts cuvette, overfør 1900 μL av den valgte PBS-bufferen og tilsett deretter 100 μL av den valgte analoge lagerløsningen ved hjelp av en 5-50 μL mikropipette. Legg en hette på cuvette og rist godt i tillegg til å invertere cuvette.
      MERK: Se forrige merknad etter trinn 3.3.3.
    4. Bruk UV/Vis-spektrofotometeret til å skaffe absorpsjonsspekteret for dipyrrinonanalogen i et område på 200 - 800 nm.
    5. Gjenta trinn 3.5.1 - 3.5.4 for 16 - 25 i hver av PBS-bufferne som ble generert i trinn 3.2.
  6. Bestem pKen verdi for 16 - 25 ved hjelp av en best tilpasset sigmoidal kurvetilpasningsfunksjon.
    1. Ved hjelp av et grafprogram grafer du den målte absorbansen vs. bølgelengden (nm) for 16 - 25 på de forskjellige pH-nivåene.
    2. Velg en bølgelengde mellom 380-415 nm der ved lavere pH-nivåer (< 7,0) absorbans er liten (0-0,1 enheter) og ved større pH (> 12,0) absorbans er betydelig større (0,8-1,0 enheter). Plott absorbansen ved den valgte bølgelengden vs. pH.
    3. Bruk en sigmoidal kurvefunksjon til å generere en best mulig passformkurve for hver av analogene 16 - 25. Rapporter ekstrapolert pH i halv høyde på kurven. Dette er den rapporterte pK a-verdien.

4. Kvanteutbytteanskaffelse og fluorescensstudier

  1. Lag fluorescensstudie lagerløsninger for dipyrrinonanaloger 16 - 18 og 20 - 25.
    1. Bruk en dipyrrinon analog lagerløsning opprettet i trinn 3.1, utfør en fortynning av lagerløsningen ved å legge til 10 μL av lagerløsningen til en 1 ml volumetrisk kolbe ved hjelp av en 2 - 20 μL mikropipette, og legg deretter PBS (pH 7.0) buffer til 1 ml-merket. Legg en hette på den volumetriske kolben og bland godt ved å snu og riste kolben. Denne fortynnede lagerløsningen vil bli brukt til å generere fluorescensspektra og vil bli referert til som fluorescensbestandsløsningen.
    2. Gjenta trinn 4.1.1 for analogene 16 - 18 og 20 - 25.
  2. Tilegne seg fluorescensutslippsspektra ved varierende konsentrasjoner, for analoger 16 - 18 og 20 - 25. For alle andre analoger enn 18kjøper du fem spektra for hver analog i løsninger av pH 7 og 14 ved konsentrasjoner på: 19,96, 39,84, 59,64, 79,37 og 99,01 nM. For analog 18, skaff fem spektra i en løsning av pH 7 ved konsentrasjoner på: 49,75, 99,01, 147,8, 196,1 og 243,9 nM. I en løsning av pH 14, anskaffe fem spektra for analog 18 i konsentrasjoner av: 99.01, 196.1, 291.3, 384.6, 476.2 nM.
    1. I en gjennomsiktig firesidig kvarts cuvette, tilsett 3,00 ml PBS (pH 7,0) eller 1,0 NaOH ved hjelp av en 100 -1000 μL mikropipette i tre trinn på 1000 μL.
      MERK: Se merknad etter trinn 3.3.1.
    2. Ved hjelp av fluorometeret og fluorometerprogrammet FluorEssence, skaff deg et utslippsspekter for den valgte løsningen og merk dette som løsningen "blank".
    3. Til samme cuvette, tilsett 6 μL fluorescens lagerløsning for den valgte dipyrrinonanalogen (del 4.1) ved hjelp av en 0,5-10 μL mikropipette. Plasser hetten på cuvette og bland godt ved å snu og forsiktig riste cuvette.
      MERK: Se merknad etter trinn 3.3.3.
    4. Bruk fluorometeret til å skaffe et utslippsspekter for den valgte sammensatte løsningen ved hjelp av λmax abs som eksitasjonsbølgelengde. Eksitasjonsintensiteten ble målt over et 200 nm-område som starter på 15 nm utover eksitasjonsbølgelengden (vanligvis er det nødvendig med et 200 nm-område for fluorescensintensiteten for å gå tilbake til baseline).
    5. Gjenta trinn 4.2.3 - 4.2.4 til totalt 30 μL fluorescens lagerløsning er lagt til cuvette.
    6. Gjenta trinn 4.2.1 - 4.2.5 for analoger 16 - 25 i PBS (pH 7.0) og 1.0 M NaOH.
      MERK: Cuvettekonsentrasjonene ble endret for analog 18 og data ble innhentet ved hjelp av: 2,0 ml PBS med fem påfølgende 10 μL trinn av fluorescensbestandsløsning for en nøytral (protonert 18) løsning og 2,0 ml 1,0 M NaOH med fem 20 μL økninger av tilsatt sammensatt lagerløsning for en grunnleggende (deprotonisert 18)løsning.
  3. Bestem kvanteutbyttet ved hjelp av metoden williams, A. T. et al.17
    1. Ved hjelp av et regnearkprogram (dvs. Microsoft Excel) importerer du dataene (datapunkter for utslippsintensitet) for utslippsspektraet for en enkelt dipyrrinoneanalog (tatt i enten PBS [pH 7.0] eller 1,0 M NaOH) på de forskjellige konsentrasjonsnivåene.
    2. Importer datapunktene fra utslippsspektraet for den "tomme" løsningen (trinn 4.2.1 - 4.2.2) og trekk fra de "blanke" utslippsintensitetsdatapunktene fra utslippsintensitetsdatapunktene, ved de tilsvarende bølgelengdene, samlet på ulike konsentrasjonsnivåer.
    3. Overfør de "tomme" korrigerte datapunktene for utslippsintensitet til et diagramprogram, for eksempel GraphPad Prism 7, og plott utslipp vs. bølgelengde. Beregn området under kurven for hver av kurvene oppnådd ved de ulike konsentrasjonsnivåene av dipyrrinonanalog.
    4. Etter teknikken skissert av Williams, A. T. et al, beregne en ekstrapolert absorbansverdi for hver av de varierende konsentrasjonsnivåene av dipyrrinon analog. Dette oppnås ved å multiplisere den beregnede molar absorpsjonsverdien (fra best tilpasset lineær regresjonsanalyse, se trinn 3.4) ved hver konsentrasjon av dipyrrinonanalog som brukes i trinn 4.2.3-4.2.5.
    5. Bruk et diagramprogram, for eksempel GraphPad Prism 7, til å lage et plott av analogens ekstrapolerte absorbans (x-akse) mot det beregnede området under hver konsentrasjonskurve (trinn 4.3.4) for utslippsbølgelengden som tilsvarer den største utslippsverdien. Et lineært forhold til r2 ≥ 0,96 bør observeres.
    6. Utfør trinn analogt med 3,1-3,4 og 4,1-4,3,5 for kinin i 0,5 M H2SO4 (ΦF = 0,55)18 og antracen i etanol (ΦF = 0,27)18,19 for å skaffe data for standarder.
    7. Oppnå kvanteutbytteverdiene for 16-25 i PBS (pH 7,0) og 1,0 M NaOH ved hjelp av de ekstrapolerte bakkene hentet fra trinn 4.3.5 og 4.3.6 i følgende ligning:
      Φx =Φm(Gradx/Gradst)(η2x/η2m)
      der Φst representerer kvanteutbyttet til standarden, representerer Φx kvanteutbyttet til det ukjente, Grad er skråningen av den beste lineære passformen, og η er brytningsindeksen til løsningsmidlet som brukes (brytningsindeksforholdet ble beregnet ved hjelp av η = 1,36 for etanol og η = 1,35 for 0,5 M H2SO4).
    8. Rapporter kvanteutbyttet for 16 - 18 og 20 - 25 i PBS (pH 7,0) og 1,0 M NaOH som et gjennomsnitt av Φx oppnådd for kinin og antracen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Claisen-Schmidt-kondensreaksjonen ga tilgang til dipyrrinonanaloger (16-25, figur 4) ved hjelp av en-pot-prosedyren som er beskrevet i protokolldelen (se trinn 1). Analoger 16-25 ble alle generert ved kondenserende pyrrolinon 9, bromoisoindolone 10eller isoindolone 11 med 1H-imidazol-2-karboksaldehyd (12), 1H-imidazole-5-karboksaldehyd (13), 1H-pyrazol-3-karboksaldehyd (14) eller 1H-pyrazol-4-karboksaldehyd (15); kombinasjonene produserte ti forskjellige analoger, inkludert en kontrollforbindelse, 19, som ikke er i stand til å danne intramolekylære hydrogenbindinger (Tabell 1). Reaksjonstider krevde vanligvis 24 timers refluks for ferdigstillelse, men i tilfelle av 20 var det bare nødvendig med 6 timer, mens det i henholdsvis 23 og 24 litt lengre ganger på henholdsvis 30 timer og 27 timer var nødvendig. Produktutbyttet varierte fra 41 % til 96 %, som vist i tabell 1, som følger tradisjonelle trender med analoge kondensreaksjoner for dirynnoner. Forbindelser 17, 18, 20-22,24 og 25, på grunn av deres svært krystallinske natur, ble alle renset ved enkle vakuumfiltreringsmetoder; bare forbindelser 16, 19og 23 krevde kromatografi for rensing.

De fotofysiske egenskapene til forbindelser 16-25, hentet fra å utføre trinn 3 - 4 i protokolldelen, er oppsummert i tabell 2. pKen verdi målt for hver forbindelse varierte fra 12 til > 13,5, noe som tyder på tilstrekkelig grunnleggende forhold er nødvendig for å fullstendig deprotonere hver dipyrrinon analog. På grunn av forskjellige fotofysiske egenskaper i de protonerte og deprotonerte tilstandene til hver forbindelse, ble spektra anskaffet ved hjelp av nøytrale (pH 7,0 PBS) og grunnleggende (1,0 M NaOH) løsninger på 16-25. I nøytral pH (protonert tilstand) har forbindelser 16-25 λmax abs fra 324 nm til 365 nm, som alle er blåforskjøvet med 10 til 37 nm i forhold til de deprotonerte tilstandene. Molar absorptiviteter varierer fra 15.000 til 30.000, men ser ikke ut til å avvike vesentlig blant de protonerte og deprotonerte tilstandene til en gitt analog. Analog 19 viste ingen påviselig fluorescens, men 16-18 og 20-25 avgitt lys med λmax em fra 409 - 457 nm ved nøytral pH og 443 - 482 nm ved grunnleggende pH; En lignende rødskiftende trend som den maksimale protonerte/deprotonerte absorbansbølgelengdene også observeres for utslippsbølgelengdene. ΦF varierte fra 0,01 til 0,30 i både nøytrale og grunnleggende vandige løsninger, som er betydelig lavere enn sammenlignbare xanthoglows, men forbindelser 16, 20og 25 faller i samme region med tungt brukte fluoroforer som rhodamin B (ΦF = 0,23),20 acridine orange (ΦF = Φ Φ 021 pyronin Y (ΦF = 0,22),20 og det meste av cyaninfargeserien (vanligvis ΦF = 0,12-0,28). 22

Dipyrrinonanaloger 16-25ble alle kjemisk karakterisert ved hjelp av smeltepunktanalyse, IR-spektroskopi, 1H NMR og 13 C NMR-spektroskopi og høyoppløselig massespektrometri i tillegg til UV/Vis og fluorescensspektroskopieksperimenter oppsummert i tabell 2. Kjemisk karakterisering og original 1H NMR og 13C NMR spektra finnes fra den opprinnelige litteraturkilden,12 men for enkelhets skyld, karakterisering for forbindelser 16, 20og 23, som har de største kvanteutbyttene er rapportert nedenfor:

(Z)-5-((1H-imidazol-2-yl)metylen)-3-etyl-4-metyl-1,5-dihydro-2H-pyrrol-2-en (16). Dekomponerer ved 160 °C; 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 12,3 (brs, 1H), 9,87 (s, 1H), 7,13 (apper, 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 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, 9,3; IR (tynn film) 3742, 3148, 3063, 2924, 2353, 1651, 1543, 1450, 771, 717 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Beregnet for C11H13N3ONa 226.0956, Funnet 226.0956.

(Z)-5-((1H-pyrazol-4-yl)metylen)-3-etyl-4-metyl-1,5-dihydro-2H-pyrrol-2-en (19). Dekomponerer ved 202 °C; 1 H NMR (400 MHz, 20 % CD3OD i CDCl3) δ 1H NMR (400 MHz, Kloroform-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 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 (tynn 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]+ Beregnet for C11H13N3ONa 226.0956, Funnet 226.0955.

(Z)-3-((1H-imidazol-2-yl)metylen)-5-bromoisoindolin1-one (20). Dekomponerer ved 213 °C; 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 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 (tynn film) 3742, 3240, 2314, 1682, 1543, 1520, 1435, 1312, 1080, 826, 694 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Beregnet for C12H8BrN3ONa 311.9749, Funnet 311.9752.

(Z)-3-((1H-imidazol-2-yl)metylen)isoindolin-1-en (23). Dekomponerer ved 228 °C; 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 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 (tynn film) 3741, 3201, 3086, 2361, 2322, 1682, 1543, 1520, 1119, 748, 687 cm-1; HRMS (ESI-TOF) m/z: [M+Na]+ Beregnet for C12H9N3ONa 234.0643, Funnet 234.0641.

inntreden Pyrrolinon/Isoindolone Aldehyd Avkastning (%)b Tid (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

Tabell 1. Forhold og reaksjonsutbytter for syntesen på 16-25a

reaksjoner utført på en 1 mmol skala i 5 ml EtOH. b Isolert utbytte.

sammensatt Abs. λmaks (nm) ε (M-1 cm-1) Fluor. λmaks (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) –a –a 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

Tabell 2. Fotofysiske egenskaper og pKa-verdier på 6-14 og 22 i pH 7,0 PBS-buffer og 1 M NaOH (gitt i parentes).

fluorescens var ikke påviselig for 19. b Quinine (Q = 0,55)15 og Anthracene (Q = 0,27)15,16 ble brukt som standard.

Figure 1
Figur 1: Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Claisen-Schmidt-kondenseringsmetoden gir et ganske robust middel for å generere pyrazol, imidazol og isoindolone dipyrrinonfluoreforer gjennom en relativt operasjonelt forenklet protokoll. Mens syntesen av fluorescerende dipyrrinonanaloger var fokus for denne studien, bør det bemerkes at lignende forhold kan brukes for å få tilgang til andre bisykliske metin-koblede ringsystemer som dipyrrinoner23,24,25 og pyrrole-furan adduct26 samt 3H-pyrazol-3-en-furan adducts27, isoindolone pyrrole adducts28, og 2H-Indol-2-one-pyrindine adducts29 som holder løfte som potensielle legemidler. Generelt gir den beskrevne prosedyren reaksjonsprodukter i moderate til høye utbytter, men det er viktig å merke seg at kontinuerlig overvåking av reaksjonsfremdriften er avgjørende for vellykkede resultater. I noen av våre foreløpige studier ble det funnet at oppvarming for overdreven reaksjonstid, langt utover (5 - 24 timer) fullføringen av reaksjonen, førte til nedbrytningsprodukter som kan komplisere de påfølgende rensetrinnene. Av denne grunn anbefales det sterkt at TLC-analyse utføres ved 1 t, 3 t, 6 h, 12 h og 24 h tidsmerker for å overvåke reaksjonsfremdriften og for å få en følelse av reaksjonshastigheten, samt frekvensen av produktnedbrytning.

Dipyrrinonanaloger 16-25, i protonert / nøytral tilstand, har en rekke løselighetsegenskaper i ofte brukte organiske løsningsmidler som kan være problematiske når man studerer fotofysiske, biologiske og analytiske egenskaper. Generelt hadde 16-25 variert løselighet i vann, alkoholløsemidler (metanol/etanol) og CH2Cl2, men alle hadde god løselighet i svært polare aprotiske løsningsmidler som DMF, DMSO og acetonitril. Følgelig ble alle lagerløsninger for UV/ Vis (trinn 3.1 av protokollen) og fluorescensstudier (trinn 4.1 av protokollen) og de fleste NMR-studier utført ved hjelp av DMSO eller DMSO-d6. Selv om de fleste forbindelser krevde mild oppvarming (ved hjelp av en varmepistol) for å fullstendig løse seg i DMSO, ser det ut til at 16-25når de er oppløst, forblir løselige og kan til og med fortynnes i vandige løsninger uten å utfelle. På grunn av den svært polare naturen til ionisk tilstand er analoger 16-25 i grunnleggende løsning svært vannløselige, men har liten løselighet i organiske løsningsmidler.

Mens Claisen-Schmidt-kondensreaksjonen gir tilgang til en rekke metin-koblede tosykliske aromatiske forbindelser, utover dipyrrinonanalogene som er beskrevet i, kan reaksjonsforholdene begrense hvilke typer molekyler som produseres gjennom denne metoden. Som et grunnleggende krav til reaksjonen må både en brennbar nukleofil (som en pyrrolinon eller isoindolone) og en ikke-enolizable aldehydelektrofil reagere for å muliggjøre kondensasjonen. Unnlatelse av å oppfylle dette grunnleggende kravet kan føre til manglende evne til å koble sammen ringsystemene og / eller genereringen av konkurrerende sideprodukter. I tillegg brukes betydelig grunnleggende forhold til å generere enolate nukleofil, noe som kan skape inkompatibilitet med funksjonelle grupper (dvs. estere, nitriler, halides, etc.) som er utsatt for reaksjoner med hydroksyd. I slike tilfeller er det mulig å erstatte hydroksyd med nitrogenholdige baser eller karbonat, som det er oppnådd med 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU)30, triethylamine31, piperidin32, Hünigs base33og Na2CO3 34. For å utføre en analog reaksjon valgte vi å bruke natriumhydroksid bare på grunn av tilgjengeligheten og relative utgifter. Selv om disse begrensningene kan kreve endringer i prosedyren for å få tilgang til bestemte forbindelser eller forhindre tilgang til andre helt, kan metoden som er skissert i protokollen gi et middel til å koble aromatiske ringer for mange systemer gjennom en prosedyremessig enkel og kostnadseffektiv enkelttrinnsreaksjon. Når det gjelder dipyrrinonanaloger 16-25, har Claisen-Schmidt-kondensen gjort det mulig for en av de mest tilgjengelige rutene til pH-avhengige fluoroforer beskrevet til dags dato.

Claisen-Schmidt-kondensreaksjonen har potensial til å fungere som en nøkkelreaksjon for opprettelsen av en rekke forskjellige bisykliske og trisykliske fluoroforsystemer. Selv om denne reaksjonen har vært kritisk for utviklingen av 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones (1), xanthoglows (2 ), pyrroloindolizinedione analoger (3, figur 1), og senest dipyrrinonanaloger 16-25, er det mulig å generere en rekke helt nye fluorescerende systemer gjennom sammenkobling av Claisen-Schmidt-kondensen med molekylære design for å begrense fotoisomeriske prosesser. Mer spesifikk for den aktuelle studien, vil fremtidige design av dipyrrinonanaloger sannsynligvis bli utviklet ved hjelp av denne skisserte prosedyren for å generere fluorescerende forbindelser med sterkere intramolekylær hydrogenbindingskapasitet og laverepK-verdier. Vi forventer at disse forbedrede pH-avhengige sondene vil ha høyere kvanteutbytter samtidig som visualiseringen av pH-svingninger for et bredere spekter av intracellulære hendelser kan visualiseres.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Z.R.W. og N.B. takk NIH (2P20 GM103440-14A1) for deres sjenerøse finansiering samt Jungjae Koh og University of Nevada, Las Vegas for deres hjelp til å anskaffe 1H og 13C NMR. I tillegg vil vi takke NSC visuelle mediestudenter, Arnold Placencia-Flores, Aubry Jacobs og Alistair Cooper for deres hjelp i film- og animasjonsprosessene i filmografidelene av dette manuskriptet.

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

Kjemi utgave 172 Claisen-Schmidt-kondensering fotoisomerisering pH-avhengig fluorescens fluorofor didyrrin pyrazol imidazol og isoindolone
Syntese av pH-avhengige pyrazoler, Imidazole og Isoindolone Dipyrrinon fluoroforer ved hjelp av en Claisen-Schmidt-kondenseringstilnærming
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