7 - 甲氧基 - 3 - 羧基香豆素（7-Methoxy-3-carboxycoumarin）

7 - 甲氧基 - 3 - 羧基香豆素是香豆素类化合物的重要衍生物，因分子中同时含有荧光活性的香豆素母核、亲水性羧基（-COOH）及脂溶性甲氧基（-OCH₃），兼具荧光特性与结构修饰潜力，在化学、生物医学等领域应用广泛。

一、基本理化信息

二、分子结构与关键官能团作用

其分子结构以香豆素母核（α,β- 不饱和内酯环）为核心，在 7 位引入甲氧基（-OCH₃）、3 位引入羧基（-COOH），两个官能团的存在赋予其独特性质：

• 7 位甲氧基：作为电子给体，通过共轭效应增强香豆素母核的电子云密度，提升荧光量子产率（相较于无甲氧基的 3 - 羧基香豆素，荧光更强、更稳定），同时降低分子极性，改善在有机溶剂中的溶解性。

• 3 位羧基：是核心反应活性位点，可通过酯化、酰胺化等反应转化为酯、酰胺、酰氯等衍生物（如琥珀酰亚胺酯，即 NHS 酯），为后续与生物分子（如蛋白质、多肽）偶联提供可能；同时羧基的亲水性可调节分子在水相体系中的分散性。

三、主要制备方法

目前合成 7 - 甲氧基 - 3 - 羧基香豆素主要采用Knoevenagel 缩合反应，以邻甲氧基苯酚（愈创木酚甲醚）为起始原料，具体路线如下：

1. 原料准备：将邻甲氧基苯酚与丙二酸二乙酯（或丙二酸）按 1:1.2~1.5 的摩尔比混合，加入哌啶（或六氢吡啶）作为催化剂（催化酚羟基与酯基的缩合），乙醇为溶剂。

2. 加热反应：将反应体系回流加热 4~6 小时，期间邻甲氧基苯酚的酚羟基与丙二酸二乙酯的 α- 氢发生缩合，形成香豆素母核，同时保留酯基。

3. 水解与纯化：反应结束后，冷却体系并加入浓盐酸，将酯基水解为羧基；过滤得到粗产品，再通过乙醇重结晶或硅胶柱层析（洗脱剂：乙酸乙酯 - 石油醚）纯化，得到高纯度目标产物。

四、应用领域

1. 荧光探针与传感器开发

是构建 “识别 - 荧光响应” 型探针的核心骨架：

• 利用 3 位羧基的修饰性，偶联具有特异性识别能力的基团（如氨基硫脲、苯并噻唑等），可制备检测金属离子（如 Cu²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺）、活性氧（如 H₂O₂、・OH）或生物小分子（如半胱氨酸、葡萄糖）的荧光探针；

• 例：将其与席夫碱结构结合，可实现对 Cu²⁺的高选择性荧光 “turn-on”（荧光增强）检测，检测限可达 μmol/L 级别，适用于水环境或细胞内 Cu²⁺的监测。

2. 生物分子标记前体

3 位羧基经活化（如与 N - 羟基琥珀酰亚胺反应生成 NHS 酯）后，可与含伯胺（-NH₂）的生物分子（如蛋白质、抗体、多肽）形成稳定酰胺键，实现荧光标记：

• 标记后的生物分子可用于免疫荧光成像（如细胞内抗原定位）、蛋白质定量检测（如 Western Blot 荧光显影）、流式细胞分析等实验。

3. 药物化学中间体

香豆素类化合物本身具有抗炎、抗菌、抗肿瘤等生物活性，7 - 甲氧基 - 3 - 羧基香豆素可作为合成这类活性药物的中间体：

• 通过对 3 位羧基、7 位甲氧基的进一步修饰（如引入氨基、杂环、糖基），可调节化合物的水溶性、靶向性及生物活性，用于开发抗肿瘤或抗炎候选药物。

4. 材料化学领域

可作为荧光单体或添加剂，用于制备荧光高分子材料（如荧光树脂、荧光纤维），或掺杂到薄膜、涂料中，赋予材料荧光识别、防伪等功能。

五、保存与使用注意事项

1. 保存条件：

• 需在室温、避光、干燥环境下密封保存（因光照可能导致香豆素母核氧化，影响荧光性能；潮湿环境可能使羧基发生部分水解或结块）；

• 长期保存建议置于 0~4℃冰箱，避免高温（超过 80℃）导致分子分解。

2. 使用注意：

• 操作时需避免直接接触皮肤和吸入粉尘，建议佩戴手套、护目镜，在通风橱内进行；

• 用于生物实验时，需确保产品纯度（如 HPLC 纯度≥98%），避免杂质影响生物分子标记效率或荧光检测结果；

• 进行羧基活化反应（如制备 NHS 酯）时，需使用无水有机溶剂（如无水 DMF、二氯甲烷），避免水分导致活化剂失效。