儿萘酚硼烷的用途及毒理

简介

儿萘酚硼烷主要被用作香料，药物以及化工原料的中间体，广泛应用在荧光探针以及荧光增强剂上[1]。此外，儿萘酚硼烷也用于合成医药、农药和橡胶助剂，在农药行业主要用于合成稻田除草剂呱草丹,是一种选择性的非激素型硫代氨基甲酸醋类除草剂，非常具有发展前景[2]。

图1儿萘酚硼烷的结构式。

合成

图2儿萘酚硼烷的合成路线[3]。

制备B2Cat3（0.09克）和PhSiH3（0.102克）在氘代四氢呋喃（约1毫升）中的溶液。还制备了B2Cat3（0.09克）、PhSiH3（0.102克）和HBCat（0.058克）在氘四氢呋喃（约1毫升）中的第二溶液。将两种溶液加热至约50摄氏度约17.5小时，然后通过11B NMR进行分析。在种溶液（即不添加HBCat的溶液）中，大约54%（+/估计10%）的B2Cat3已转化为HBCat。在第二种溶液（添加HBCat制备的溶液）中，约81%（+/估计10%）的B2Cat3已转化为HBCat。这些结果有力地支持了HBCat促进B2Cat3转化为HBCat的结论。两种溶液的进一步加热产生了大量的儿萘酚硼烷目标化合物。合成路线如图2所示。

图3儿萘酚硼烷的合成路线[4]。

由硼酸盐2和乙硼烷气体在甲苯中制备邻苯二酚硼烷所有溶剂（如甲苯、正庚烷、四氢萘、二苯醚等）遵循的程序基本相同，使用四甘醇作为溶剂遵循的程序具有代表性。将配备有隔膜入口、搅拌棒和气体起泡器的烘箱干燥RB烧瓶热组装并在氮气流下冷却至室温。气体起泡器连接到乙硼烷生成装置，如其他地方所述。向烧瓶中加入硼酸盐2（17.31 g，50 mmol）在干甲苯（30 ml）中的溶液，并将反应混合物保持在90℃。（浴温度）。如其他地方所述产生的二硼烷气体（40 mmol，过量）（Brown，H.C.Organic Synthesis via Boranes；Aldrich Chemical Co.，Inc.；Milwaukee，Wis.，1997；Vol.1，Kanth，J.V.B.；Brown，H C.script in preparation）在4小时内缓慢进入反应混合物。11B NMR检查显示，除了少量未反应的硼酸盐2（14%）之外，儿茶酚硼烷以86%的产率清洁形成。儿萘酚硼烷，产率86%。合成路线如图3所示。

功能

基于儿萘酚硼烷小分子和其它的纳米材料的比色和荧光传感器，由于其高的灵敏度、选择性好、使用事操作简便、信号的重现性好和检测装置简单等特征，儿萘酚硼烷所以被认为是良好的分子荧光探针原料。分子性化学荧光探针的分析物范围广，如：PH 的化学检测、离子、小分子、生物大分子以及生物组织和生物活体中等[5]。而儿萘酚硼烷类物质具有结构多样性的特点，所以在分子荧光探针方面具有广泛的应用。研究者成功开发了一种基于儿萘酚硼烷衍生物的Ag+比率式荧光传感器，在其它阳离子存在的情况下，对Ag+显示出发光蓝移 76 nm的现象[6-7]。另外，也有其他科研人员利用儿萘酚硼烷合成了一种快速检测水溶液中Hg2+的浓度。有趣的是，当在溶液中再引入Hg2+时，溶液的发光又恢复到以前的荧光，这表明 Hg2+的识别是可逆的。

毒性

儿萘酚硼烷急性暴露对早期斑马鱼胚胎（< 48 hpf）具有致畸效应。显微成像结果表明，儿萘酚硼烷诱导斑马鱼胚胎躯干前段弯曲和尾部畸形，如尾部缺失、尾部组织萎缩；组织切片和 HE染色实验表明，胚胎尾部组织肌细胞排列松散，细胞边缘模糊，细胞核扩散，肌丝消失[8]；在基因水平上，胚胎早期尾部发育相关基因 marksa、marksb、supt5h异常表达。儿萘酚硼烷急性暴露诱导 P53 凋亡通路基因 apaf1、baxa、bcl2、casp3a 和 tp53基因表达水平显著上调，表明儿萘酚硼烷可能通过 P53 细胞凋亡途径诱导斑马鱼胚胎尾部畸形。儿萘酚硼烷急性暴露对斑马鱼胚胎产生神经毒性[9-10]。体视显微镜下统计分析，发现 MA 抑制 24 hpf 斑马鱼胚胎自主性抽搐；在基因水平上，100 μg/L 儿萘酚硼烷显著抑制 24 hpf 胚胎神经系统发育相关基因bdnf-v2、gap43、hand2、nkx2.2a-v1、neurog、shha 和 syn2a 的表达，其 m RNA 表达普遍下调2倍以上。表明儿萘酚硼烷可能抑制24 hpf胚胎神经系统发育，特别是抑制神经元生长发育和突触形成[11]。

参考文献

[1] F. Li, S. Thiele, H.-A. Klok, Polymethylene Brushes via Surface-Initiated C1 Polyhomologation, J. Am. Chem. Soc. 143(47) (2021) 19873-19880.

[2] K. Kimura, S. Murano, T. Kurahashi, S. Matsubara, Catalytic Aerobic Oxidation of Alkenes with Ferric Boroperoxo Porphyrin Complex; Reduction of Oxygen by Iron Porphyrin, Bull. Chem. Soc. Jpn. 94(10) (2021) 2493-2497.

[3] T. Itabashi, K. Arashiba, H. Tanaka, K. Yoshizawa, Y. Nishibayashi, Hydroboration and Hydrosilylation of a Molybdenum-Nitride Complex Bearing a PNP-Type Pincer Ligand, Organometallics 41(4) (2022) 366-373.

[4] C.R. Aversa-Fleener, D.K. Chang, A.L. Liberman-Martin, Carbodiphosphorane-Catalyzed Hydroboration of Ketones and Imines, Organometallics 40(24) (2021) 4050-4054.

[5] A. Kassymbek, D.G. Gusev, A. Dmitrienko, M. Pilkington, G.I. Nikonov, An Isolable Gallium-Substituted Nitrilimine and its Reactivity with B-H, Si-H and B-B Bonds, Chem. - Eur. J. 28(4) (2022) e202103455.

[6] J.A. Cabeza, J.M. Fernandez-Colinas, J. Garcia-Alvarez, P. Garcia-Alvarez, C.J. Laglera-Gandara, M. Ramos-Martin, Dipyrromethane-Based PGeP Pincer Germyl Rhodium Complexes, Chem. - Eur. J. 28(45) (2022) e202200847.

[7] K. Kim, U.-I. Kim, H.T. Bang, Method for preparation of pyrrolo[2,3-b]pyridine derivative, ST Pharm Co., Ltd., S. Korea . 2022, p. 24pp.

[8] L. Wu, J. Zhang, C. Ren, Method for preparing arylboronate or alkylboronate under mild condition, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Peop. Rep. China . 2022, p. 29pp.

[9] Z. Zhu, G.-Q. Jin, J. Wu, X. Ying, C. Zhao, J.-L. Zhang, J. Tang, Highly symmetric Ln(III) boron-containing macrocycles as bright fluorophores for living cell imaging, Inorg. Chem. Front. 9(19) (2022) 5048-5054.

[10] M.R. Smith, C-H functionalizations enabled by boron reagents and transition metal complexes, American Chemical Society, 2022, p. No pp. given.