Synthesis of propargyl fluorescein derivatives and their use in fluorescent labeling

Odkąd w 1871 roku Adolf van Bayer otrzymał fluoresceinę, cieszy się ona niesłabnącym zainteresowaniem. Jej niepowtarzalne właściwości fluorescencyjne, już przy niewielkim stężeniu w roztworze, sprawiły, że jest chętnie stosowana w różnych dziedzinach od przemysłu aż po medycynę. Z powodzeniem wykorzystuje się jej właściwości do badania elementów strukturalnych białek i oznaczania stężenia jonów wapnia w komórkach. Pomimo to wciąż poszukuje się nowych pochodnych fluoresceiny zawierających w swych strukturach elementy, które umożliwia znakowanie leków i różnych substancji organicznych w sposób prosty i efektywny, a cały proces będzie przebiegał szybko, z dużą wydajnością i bez zanieczyszczeń. Dlatego dużą rolę w znakowaniu fluorescencyjnym zaczęła odgrywać koncepcja "Click chemistry" - zakładająca wykorzystywanie jedynie reakcji umożliwiających szybkie i wydajne łączenie ze sobą niewielkich cząsteczek, przebiegających w prosty sposób bez powstawania zbędnych produktów ubocznych lub z otrzymaniem produktów nie oddziałujących negatywnie na środowisko. Często stosowaną modyfikacją fluoresceiny jest wprowadzenie ugrupowania alkinowego do jej struktry, celem otrzymania dipropargil- bądź mnopropargilofluoresceiny, która pozwoli na przeprowadzenie znakowania zgodnie z założeniami "Click chemistry".Bazując na koncepcji "Click chemistry", w niniejszej pracy udało się opracować optymalne procesy otrzymywania propargilowych pochodnych fluoresceiny, które z powodzeniem zastosowano jako znaczniki w sztandarowej reakcji "Click" - katalizowanej miedzią reakcji cykloaddycji azydków i alkinów.

Since Adolf van Bayer synthesized fluorescein in 1871, it enjoys unceasing interest. Its unique fluorescent properties, already at low concentration in solution, have made it a substance of choice for application in various fields, ranging from industry to medicine. Its properties are successfully used to investigate structural elements of proteins and to determine the concentration of calcium ions in cells. Nevertheless, new fluorescein derivatives are still being sought for, containing structural fragments that allow simple and effective labeling of drugs and other substances, so that the whole process would proceed quickly, efficiently and without contamination. That is why the concept of "Click chemistry" started to play an important role in fluorescent labeling - it assumes using only reactions enabling fast and efficient combining of small molecules. The reactions should be easy to carry out, without creating unnecessary products or obtaining products that do not adversely affect the environment. A frequently used fluorescein modification is the introduction of an alkyne moiety into its structure to obtain dipropargyl- or mnopropargyl fluorescein, which allows labeling in accordance with the "Click chemistry" assumptions.Based on the "Click chemistry" concept, in this work we managed to develop optimal processes for obtaining propargyl fluorescein derivatives, which were successfully used as markers in the flagship "Click" reaction - copper catalyzed cycloaddition of azides and alkynes.