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CAS:1263166-91-1,endo-BCN-O-PNB的应用

2026-02-04 [12]

exo-BCN-O-PNB 是一种功能化的有机小分子,结合了 exo-构型双环壬炔(BCN)基团 和 对硝基苯甲酸酯(PNB)保护基团,通过氧桥连接形成。其分子式为 C₁₇H₁₇NO₅,分子量 315.32,通常呈现为白色至类白色固体,纯度≥95%。

一、化学结构与特性

  1. exo-BCN 基团

    • 高张力环炔结构:无需金属催化剂即可与叠氮基团(-N₃)发生应变促进的叠氮-炔烃环加成反应(SPAAC),生成稳定的三唑环。

    • 反应优势:反应条件温和、特异性强、速率快,避免铜离子毒性,适合生物体系应用。

  2. PNB 保护基团

    • 光敏特性:在特定波长光照(如紫外光)或化学条件下(如碱性环境、还原剂)可裂解,释放游离的 BCN 基团或羟基。

    • 功能:保护活性基团,降低非特异性副反应风险,实现反应时空可控性。

  3. 氧桥连接设计

    • 保证 BCN 与 PNB 基团的结构独立性,同时通过柔性链段优化空间适配性,提升反应效率。

二、物理性质

  • 溶解性:易溶于 DMSO、氯仿、甲醇等有机溶剂,微溶于水。

  • 稳定性:对水分敏感,需在干燥、避光条件下保存。

  • 储存条件:-20℃ 以下冰冻、干燥、避光,避免反复冻融。

三、核心应用

  1. 生物分子标记与偶联

    • 标记对象:蛋白质、核酸、多肽等生物活性分子。

    • 方法:通过 SPAAC 反应与叠氮基团标记的分子结合,实现稳定共价连接。

  2. 药物递送系统

    • 载体设计:作为连接子将药物分子与靶向配体(如抗体、多肽)偶联。

    • 光控释放:通过光照精准调控药物释放时间与位置,实现靶向递送与精准治疗。

  3. PROTAC 分子合成

    • 作用:作为蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)的连接子,诱导目标蛋白经泛素-蛋白酶体途径降解。

    • 优势:为药物研发提供新策略,拓宽疾病治疗应用。

  4. 材料表面功能化

    • 修饰对象:纳米颗粒、水凝胶、芯片等材料表面。

    • 目的:赋予生物相容性及光响应特性,用于生物传感器开发或组织工程支架构建。

四、特点

  1. 高效生物正交反应:BCN 基团实现无铜点击化学,避免金属毒性,反应速率快、产物明确。

  2. 时空可控性:PNB 基团的光敏特性支持反应在特定时间与位置激活,降低副反应风险。

  3. 多功能整合:结合标记、偶联、药物递送与材料修饰功能,满足复杂生物医学需求。

  4. 操作简便:SPAAC 反应无需复杂条件,简化纯化流程,兼容多种实验体系。

五、使用注意事项

  1. 储存与取用:避免频繁解冻,现配现用,保持干燥避光。

  2. 反应条件优化:需根据目标分子叠氮密度、pH、温度等条件调整反应参数。

  3. 纯化与验证:反应后需通过凝胶过滤、透析等方法去除未反应染料,并通过光谱或质谱验证标记效率。

  4. 安全防护:操作时佩戴防护手套、护目镜,避免吸入粉尘或接触皮肤。

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