新型荧光核苷类似物的合成及其性质研究

发布时间：2017-12-04 20:26

  本文关键词：新型荧光核苷类似物的合成及其性质研究

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【摘要】：荧光核苷类似物,其光物理性质能够随着微环境条件的变化而发生规律性的改变,因而被广泛应用于核酸的结构与功能的研究中。这类具有特殊光物理性质的核苷类似物,其结构与天然核苷类似,在插入核酸序列后,对母体的结构和功能影响较小,能够替代天然核苷发挥正常的细胞功能。根据荧光核苷的设计要求,本文设计合成了两个新型荧光核苷类似物,噻吩[2,3-d]尿苷类似物和噻唑[5,4-d]尿苷类似物,以及5-(4-甲苯)尿苷类似物和5-(4-甲氧基苯)尿苷类似物。利用紫外和荧光光谱技术,本文对四个荧光核苷类似物在不同溶剂(水、甲醇、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯和二氧六环)、不同pH和不同黏度条件下的光物理性质进行了研究,以验证其是否具备对微环境变化的敏感性。同时,本文设计了六种合成方案,探索了5-(2-吡咯)尿苷类似物的合成方法。目前的研究结果表明,5-(2-吡咯)尿苷类似物不稳定,较难得到纯的目标产物,其合成工作有待于进一步研究。以1,4-二硫-2,5-二醇和氰乙酸甲酯为原料,经两步反应,合成得到噻吩[2,3-d]尿嘧啶。此碱基与1-乙酰氧基-2,3,5-三苯甲酰氧基-1-β-D-呋喃核糖反应,经过醇解,得到终产物噻吩[2,3-d]尿苷类似物,其发射峰位于340 nm左右,且对溶剂极性和溶液黏度的变化敏感。以异氰基乙酸乙酯和异硫氰酰甲酸乙酯为原料,经三步反应,合成了噻唑[5,4-d]尿嘧啶。此碱基与1-乙酰氧基-2,3,5-三苯甲酰氧基-1-β-D-呋喃核糖反应,经过醇解反应,得到终产物噻唑[5,4-d]尿苷类似物。噻唑[5,4-d]尿苷类似物的五元噻唑环上的氮原子增强了溶剂化效应,使其具备了更理想的光物理性质,其紫外和荧光光谱均表现出对溶剂极性、溶液pH和溶液黏度变化的敏感性。对溴甲苯/对溴甲氧基苯和硼酸三甲酯在给定的条件下,合成得到了相应的硼酸化合物,该化合物与5-碘尿苷经Suzuki反应获得终产物5-(4-甲苯)尿苷类似物和5-(4-甲氧基苯)尿苷类似物。5-(4-甲苯)尿苷类似物的结构中由于缺少杂原子,因而其光物理特性比较单一,仅表现出对pH变化的敏感性。由于氧原子的存在5-(4-甲氧基苯)尿苷类似物具备非常理想的性能,对溶剂极性、溶液pH和溶液黏度的变化均具备敏感性。荧光猝灭的实验结果表明,四个荧光核苷类似物的荧光强度受相邻核苷酸的影响较小,表明它们在插入核酸序列后,能够保持其原有的光物理性质,发挥荧光探针的功能。通过四个荧光核苷类似物的光物理性质之间的对比,本文证实了电负性强的原子能够增强荧光核苷类似物对环境变化的敏感度,使其具备更加理想的光物理性质,更符合荧光探针的特征。总之,本文合成的噻唑[5,4-d]尿苷类似物和5-(4-甲氧基苯)尿苷类似物的光物理性质最为理想,与各环境条件的变化之间有着较好的相关性,具备对环境变化敏感的特性,符合荧光探针的要求。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.3
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本文编号：1252230