[發明專利]一類具有不同疏水鏈的水溶性BODIPY衍生物及制備方法

在審

• 申請號: 201610164103.0
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105753892A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 陳志堅;王后臣;高鋒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;C09B23/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一類具有不同疏水鏈的水溶性BODIPY衍生物及制備方法。

背景技術

BODIPY母核結構

氟硼二吡咯甲川類熒光染料(BODIPY)，其如上述結構。由于其優異的性質如較高的熒光量子產率、較高摩爾吸光系數、熒光發射峰尖銳、穩定等優點備受廣大科研人員的廣泛研究[J.Am.Chem.Soc,1994,116:7801-7806]。基于此，近年來一類具有特殊性質的BODIPY及其衍生物如雨后春筍般蓬勃發展。作為BODIPY研究的領軍人物RaymondZiessel2002-2015期間已在JACS、Angew.Chem.Int.Ed.、JournalofMaterialsChemistry、ChemicalScience、ChemComm、J.Org.Chem.、ORGANICLETTERS等雜志報道了很多種BODIPY的合成方法與表征手段[a:J.AM.CHEM.SOC.9VOL.128,NO.31,2006；b:Angew.Chem.2011,123,7979-7982；c:Org.Lett.,Vol.14,No.1,2012]。例如2014年該課題組通過分子修飾將BODIPY的3，5位的甲基和醛進行Knoevenagel反應，得到一種新型BODIPY，并將其應用于染料敏化太陽能電池中，在750nm的IPCE效率超過70％，電荷轉移效率達到5.75％[Adv.EnergyMater.2014,4,1400085]；同年，RaymondZiessel通過對BODIPY4號位的兩個氟進行取代，同時對BODIPY8號位取代基進行修飾偶聯得到了一種新型BODIPY染料，并借助于熒光、紫外等光譜手段，研究了該BODIPY分子內電荷轉移特點[Phys.Chem.Chem.Phys.,2015,17,26175--26182]。通過有目的的分子設計和分子修飾，可以得到一系列具有不同性質的BODIPY材料。為了改善BODIPY對PH的敏感度，江蘇大學程振平課題組通過對BODIPY的分子修飾，制備一種對pH具有敏感響應的BODIPY染料分子，并對其自組織性質做了一定程度的研究，通過將該BODIPY材料應用于腫瘤細胞靶向生物載藥，發現其載藥過程具有良好的可控效應[Nanoscale,2015,7,16399-16416]。密歇根科技大學的AshutoshTiwari教授通過對BODIPY3、5和8位進行親水鏈修飾，大大增加了BODIPY的水溶性，從而為研究BODIPY在生物體中的應用提供了新的研究思路[J.Mater.Chem.B,2015,3,2173–2184]。這說明，對BODIPY的基團和分子修飾是很有意義的，通過分子改性，可以擴大BODIPY的應用范圍，為其后續更深入的研究提供理論和實驗依據。

本課題組在BODIPY設計和應用中有過相關研究，通過分子改性，我們得到了水溶性良好的BODIPY染料分子，該類兩親分子在水中具有很好的聚集性質[Phys.Chem.Chem.Phys.,2015,17,9167--9172]；并將該類BODIPY分子應用于生物細胞成像，研究結果表明，本課題組合成的水溶性良好的BODIPY染料分子在細胞成像上具有良好的應用[Chem.Commun.,2015,51,12447--12450]。基于該研究基礎，為了進一步擴大BODIPY染料分子的研究領域，通過分子設計，本發明開發出了一類在4，8位具有不同疏水BODIPY的合成方法，并系統性的考查了該類分子的合成過程。將其推廣使用于制備不同疏水鏈的BODIPY衍生物，均具有很可觀的收率。

發明內容

本發明目的在于：通過分子設計，利用格氏反應、季銨化反應制備一系列具備不同疏水鏈的BODIPY衍生物。該類化合物具有良好的水溶性，并且能夠通過控制疏水鏈的種類、數目和位置，達到調控BODIPY的光譜性質的目的。所以該方法能夠為后續的BODIPY應用研究，拓寬BODIPY的種類及其研究途徑。

本發明的技術方案如下：

一類具有不同疏水鏈的水溶性BODIPY衍生物,其結構式如下：

當-OC_nH_2n+1作為BODIPY疏水鏈時，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉＝H/OC_nH_2n+1；當n值固定，且不同位置疏水鏈的n值相同時：