基本介紹
基本信息,編號系統,物性數據,化學性質,毒理學數據,生態學數據,分子結構數據,計算化學數據,性質與穩定性,貯存方法,安全信息,染料,
基本信息
英文名稱：squaric acid；3,4-dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione
英文同義詞：Squaric；2-dione;NSC 624671；SQUARC ACID；SQUARIC ACID；QUADRATIC ACID；TIMTEC-BB SBB007891；DIKETOCYCLOBUTENEDIOL；SQUARICACIDDIBUTYLESTERS；
分子式：C4H2O4
分子量：114.06
中文同義詞：方酸；方形酸；方企戲愉型酸；四方酸；3,4-二羥基-3-環丁烯-1,2-二酮；3,4-二羥基-3-環丁烯-1,2-二酮/方酸；;3,4-二羥基-3-環丁烯-1,2-二酮(99%)；3,4-二羥基-3-環丁烯-1,2-二酮, 98+%；
編號系統
CAS號：2892-51-5
MDL號：MFCD00001334
EINECS號：220-761-4
RTECS號：GU1800000
BRN號：774275
PubChem號：24847567
物性數據
性狀：白色試籃射到米黃色結晶性粉末
相對密度（20℃，4℃）：1.82
熔點（ºC）：293
氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol)：-1345.4
氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol) ：-514.5
閃點（ºC）：190
晶相相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol)：-1261.7
晶相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol)：-598.2
溶解性：可溶於水
化學性質
白色到米黃色粒狀晶體，具強酸性，其pKl=1.5；pK2=3.5。與三氯化鐵水溶液產生深紫色。可被溴及高錳酸鉀氧化，與苯肼無反應。性質與羧酸相似，可與鹼成鹽，可生成酯、醯氯、醯胺及混合酸酐。可作為醯化試劑，與富電活化芳環進行醯化反應。與含活潑雙鍵、活潑甲基反應，生成具特殊性能的新化合物。用1,1,2,2-四氟-3,3,4,4-四氯環丁烷或全氯-1,3-丁二烯為原料製取。
毒理學數據
試驗方法：皮下
攝拘循微入劑量： 368 mg/kg/92W
測試對象：齧齒動物-鼠
毒性整乘狼員類型：瘤
毒性作用： 腫瘤
測試對象：齧齒動物-鼠
毒性整乘狼員類型：瘤
毒性作用： 腫瘤
生態學數據
該物質對環境可能有危害，對水體應給予特別注意。
分子結構數據
1、摩爾折射率：21.48
2、摩爾體積（cm/mol）：47.2
3、等張比容（90.2K）：185.0
4、表面張力（dyne/cm）：235.7
5、極化率（10cm）：8.51
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:-0.7
2.氫鍵擔檔供體數量:2
3.氫鍵受體數量:4
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:2
6.拓撲分子極性表面積74.6
7.重原子數量:8
8.表面電荷:0
9.複雜度:178
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
性質與穩定性
遵茅炒嫌照規定使用和儲存則不會分解。
貯存方法
密閉於陰涼乾燥環境中。
安全信息
危險運輸編碼：UN3261
危險品標誌：刺激
安全標識：S26S36
危險標識：R43R36/37/38
危險品標誌：Xi
危險類別碼：36/37/38-43
安全說明：26-36-37/39
危險品運輸編號：3261
WGK Germany：3
RTECS號：GU1800000
Hazard Note：Irritant
HazardClass：8
PackingGroup：II
海關編碼：29144090
染料
方酸菁染料分為對稱型方酸菁（部分結構見圖1）。
不對稱型方酸菁（部分結構見圖2）。
Z1=Z2為對稱型的方酸菁染料，它的合成是一步反應，通常用正丁醇和甲苯以1：1的體積比例作溶劑，在鹼催化下，由一倍當量的方酸和兩倍當量的含富電子基團的物質，例如帶有活性甲基的吲哚，取代吲哚的雜環季銨鹽，酚類，吡硌和芳胺，在共沸回流條件下反應得到。對稱型方酸菁的溶解性相對較差。Z1≠Z2是不對稱方酸菁染料，不對稱方酸菁染料通過方酸與等量的不同富電子基團縮合而成。其主要合成路徑有兩種，一種是方酸與等量的含氮雜環鎓鹽或者芳胺縮合，另一種是，首先由方酸與等摩爾當量的親核試劑反應形成半方酸中間體，然後與另一等摩爾當量的不同結構的季胺鹽反應得到不對稱擔禁樂幾方酸菁染料。摩爾吸收的係數與方酸菁染料結構的共軛程度有關，共軛越大，摩爾吸收係數越小，最大吸收波長紅移。
1方酸菁染料在蛋白質標記成像中的套用
分子成像方法已迅速成為生物學研究、藥物開發和臨床診斷的有力工具。其中螢光成像方法具有靈敏度、選擇性和易用性，並且可以用於可視化目標生物分子。然而，對於在體內的組織或細胞成像，螢光染料的吸收和發射最大值在近紅外區域是優選的，因為該波長區域生物分子干擾最小，自發螢光低，並且良好的組織穿透力，對細胞具有低光毒性。
2方酸菁染料在腫瘤標記診斷和治療中的套用
在腫瘤病灶的螢光成像的檢測中，可以將近紅外螢光染料修飾到識別腫瘤細胞的特異性的受體的靶標分子上。當套用於腫瘤的診斷和治療時，修飾過的近紅外探針進入體內會靶向性的選擇腫瘤所在的組織或者細胞。常見的靶向分子有抗體，葉酸和一些多肽分子等。憑藉它的特異性，大大提高了螢光檢測的靈敏度。如果能夠在癌症的早期就可以檢測出癌細胞，將是非常有利於治療。然而能夠從正常細胞中辨識出癌細胞並有選擇地殺死癌細胞，仍然是科學技術發展的主要目標。一些方酸菁染料已被證實可以作為PDT（Photodynamic Therapy）的光敏劑。PDT是利用光動力效應進行疾病診斷和治療的一種新技術。基本原理是在一個敏化劑的激發下產生毒性物質和活性氧的產生。其過程是，在特定波長的激發光的照射下使組織吸收的光敏劑受到激發，而光敏劑又把能量傳遞給周圍的氧，生成活性很強的單態氧，單態氧和相鄰的生物大分子發生氧化反應，產生細胞毒性作用，從而破壞細胞的正常功能並引起細胞死亡。
方酸染料作為光敏劑有如下的優點：
①增加吸收的性質；
②改良敏化劑三重激發態的量子產率和單線態氧的產生；
③方酸菁染料可以表現出雙光子吸收；
④方酸菁提高細胞藥代動力學。
方酸菁染料的光動力窗（600-850nm）具有強的吸收，使這些染料非常適合致敏劑。
方酸在生物上面的套用的主要限制是親核試劑攻擊四圓環會使其方酸的光物理特性損失。在水性環境中方酸染料的聚合也是一個嚴重的問題。這些問題可以通過使用合適的基於載體的藥物遞送系統，其不僅提高了敏化劑的生物利用度，也提供了必要的保護。
2.氫鍵供體數量:2
3.氫鍵受體數量:4
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量:2
6.拓撲分子極性表面積74.6
7.重原子數量:8
8.表面電荷:0
9.複雜度:178
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
性質與穩定性
遵照規定使用和儲存則不會分解。
貯存方法
密閉於陰涼乾燥環境中。
安全信息
危險運輸編碼：UN3261
危險品標誌：刺激
安全標識：S26S36
危險標識：R43R36/37/38
危險品標誌：Xi
危險類別碼：36/37/38-43
安全說明：26-36-37/39
危險品運輸編號：3261
WGK Germany：3
RTECS號：GU1800000
Hazard Note：Irritant
HazardClass：8
PackingGroup：II
海關編碼：29144090
染料
方酸菁染料分為對稱型方酸菁（部分結構見圖1）。
不對稱型方酸菁（部分結構見圖2）。
Z1=Z2為對稱型的方酸菁染料，它的合成是一步反應，通常用正丁醇和甲苯以1：1的體積比例作溶劑，在鹼催化下，由一倍當量的方酸和兩倍當量的含富電子基團的物質，例如帶有活性甲基的吲哚，取代吲哚的雜環季銨鹽，酚類，吡硌和芳胺，在共沸回流條件下反應得到。對稱型方酸菁的溶解性相對較差。Z1≠Z2是不對稱方酸菁染料，不對稱方酸菁染料通過方酸與等量的不同富電子基團縮合而成。其主要合成路徑有兩種，一種是方酸與等量的含氮雜環鎓鹽或者芳胺縮合，另一種是，首先由方酸與等摩爾當量的親核試劑反應形成半方酸中間體，然後與另一等摩爾當量的不同結構的季胺鹽反應得到不對稱方酸菁染料。摩爾吸收的係數與方酸菁染料結構的共軛程度有關，共軛越大，摩爾吸收係數越小，最大吸收波長紅移。
1方酸菁染料在蛋白質標記成像中的套用
分子成像方法已迅速成為生物學研究、藥物開發和臨床診斷的有力工具。其中螢光成像方法具有靈敏度、選擇性和易用性，並且可以用於可視化目標生物分子。然而，對於在體內的組織或細胞成像，螢光染料的吸收和發射最大值在近紅外區域是優選的，因為該波長區域生物分子干擾最小，自發螢光低，並且良好的組織穿透力，對細胞具有低光毒性。
2方酸菁染料在腫瘤標記診斷和治療中的套用
在腫瘤病灶的螢光成像的檢測中，可以將近紅外螢光染料修飾到識別腫瘤細胞的特異性的受體的靶標分子上。當套用於腫瘤的診斷和治療時，修飾過的近紅外探針進入體內會靶向性的選擇腫瘤所在的組織或者細胞。常見的靶向分子有抗體，葉酸和一些多肽分子等。憑藉它的特異性，大大提高了螢光檢測的靈敏度。如果能夠在癌症的早期就可以檢測出癌細胞，將是非常有利於治療。然而能夠從正常細胞中辨識出癌細胞並有選擇地殺死癌細胞，仍然是科學技術發展的主要目標。一些方酸菁染料已被證實可以作為PDT（Photodynamic Therapy）的光敏劑。PDT是利用光動力效應進行疾病診斷和治療的一種新技術。基本原理是在一個敏化劑的激發下產生毒性物質和活性氧的產生。其過程是，在特定波長的激發光的照射下使組織吸收的光敏劑受到激發，而光敏劑又把能量傳遞給周圍的氧，生成活性很強的單態氧，單態氧和相鄰的生物大分子發生氧化反應，產生細胞毒性作用，從而破壞細胞的正常功能並引起細胞死亡。
方酸染料作為光敏劑有如下的優點：
①增加吸收的性質；
②改良敏化劑三重激發態的量子產率和單線態氧的產生；
③方酸菁染料可以表現出雙光子吸收；
④方酸菁提高細胞藥代動力學。
方酸菁染料的光動力窗（600-850nm）具有強的吸收，使這些染料非常適合致敏劑。
方酸在生物上面的套用的主要限制是親核試劑攻擊四圓環會使其方酸的光物理特性損失。在水性環境中方酸染料的聚合也是一個嚴重的問題。這些問題可以通過使用合適的基於載體的藥物遞送系統，其不僅提高了敏化劑的生物利用度，也提供了必要的保護。
