[发明专利]一种香豆素类荧光探针及其合成与应用

说明书

本发明公开了一种式(I)所示的香豆素骨架化合物，属有机荧光探针领域。本发明所述的香豆素骨架化合物具有红光发射和大斯托克斯位移特征，可作为荧光探针标记阿尔兹海默症(AD)关键病理多肽β‑淀粉样蛋白(Aβ)，具有灵敏度高、选择性好、信噪比高成像特点，能够选择性识别Aβ_1‑42，并且能够通过血脑屏障实现活体水平Aβ成像。本发明还提供所述香豆素骨架化合物的制备方法、中间体化合物，以及所述香豆素骨架化合物的应用。

技术领域

本发明属有机荧光探针领域，具体涉及一种含香豆素结构的有机小分子荧光探针的设计及其制备方法，及其作为荧光探针在以Aβ多肽为关键病理蛋白的神经系统疾病发病机制、诊断和相关药物研发中的应用。

背景技术

阿尔兹海默症(AD)的病理特征之一是β-淀粉样蛋白(Aβ)在细胞外沉积成老年斑。根据2019世界阿尔兹海默病报告数据显示，全球有超过5000万痴呆患者，到2050年，这一数字将增加到1.52亿。关于AD确切发病机制目前尚未阐明，而Aβ级联假说是最为热门的假说之一。因此，针对脑内Aβ高效的早期诊断将可能成为有效诊断AD的重要策略。所谓Aβ指含DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA全长或部分氨基酸序列的多肽或多肽聚集体，AD患者脑内的Aβ主要为Aβ_1-40和Aβ_1-42(全长序列DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA)，其中Aβ_1-42更易聚集，具有明显的毒性，因此选择性识别Aβ_1-42可以提高AD诊断的准确性。

随着新技术的发展，荧光成像逐渐成为有效识别脑内Aβ的新兴研究领域。过去十年科学家们发展了很多荧光探针用于体内外标记Aβ。硫黄素T(ThT)于1959年首次引入，已成为体外选择性染色和鉴定淀粉样纤维广泛使用的“金标准”；2005年Swager等人设计了具有经典推拉电子结构的荧光探针NIAD-4[Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，5452-5456]，被认为是Aβ荧光探针领域的一个里程碑；2019年朱为宏课题组基于DCM-N分子设计合成了第一个识别活体小鼠中Aβ斑块的聚集诱导发光荧光(AIE)探针QM-FN-SO₃[J.Am.Chem.Soc.2019，141，3171-3177]；近年来，哈佛医学院冉崇昭课题组发现一些姜黄素衍生物可以作为探针用于识别Aβ靶标蛋白。过去十年用于体内外标记Aβ斑块的荧光探针研究取得了很大的进展，当前面临的主要问题是如何进一步提高选择性和灵敏度。

香豆素具有荧光量子产率高、对人体和环境毒性小、光稳定性好、斯托克斯位移和吸收系数大等优点，被广泛应用于荧光探针的荧光团。基于香豆素结构的探针已广泛用于检测活性硫和生物硫物种、活性氮物种、离子、细胞内理化性质等。然而，到目前为止，关于香豆素类Aβ荧光探针的文献鲜见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种灵敏度高、选择性好、信噪比高，能够快速且高效识别高毒性Aβ_1-42，并能实现活体成像的香豆素骨架化合物作为荧光探针。

为了实现本发明的目的，一方面，本发明提供了一种香豆素骨架化合物，其具有如下式(I)所示的结构：

一方面，本发明还提供上述式(I)所示香豆素骨架化合物的制备方法，该制备方法包括：式3化合物与氰乙酸甲酯在碱的存在下于有机溶剂中反应得到式(I)化合物，

在一些实施例，所述碱为催化量的；所述催化量是指碱的用量小于式3化合物的当量，通常为式3化合物用量的1％～50％。

在一些实施例，所述碱选自哌啶、三乙胺、DMAP。

在一些实施例中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、氯仿、二氯甲烷。