[發明專利]非對稱9-(N-叔丁基氧羰基-2-吡咯基)-10-五元雜環基蒽化合物及其應用

在審

• 申請號: 201911366647.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111423426A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王仁杰;蒲守智;梁云飛;劉剛
• 申請（專利權）人: 江西科技師范大學
• 主分類號: C07D409/10
• 分類號: C07D409/10;C07D405/10;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 南昌大牛知識產權代理事務所(普通合伙) 36135
• 代理人: 喻莎

本發明屬于聚集誘導發光材料和細胞染料領域，涉及一種非對稱9?(N?叔丁基氧羰基?2?吡咯基)?10?五元雜環基蒽化合物的合成方法，本發明目的在于提供一種非對稱型9?(N?叔丁基氧羰基?2?吡咯基)?10?五元雜環基蒽熒光化合物及其制備方法和應用。本發明提供的化合物中9?(N?叔丁基氧羰基?2?吡咯基)?10?(噻吩?2?基)蒽(BPTA)(即式I中X為S)和9?(N?叔丁基氧羰基?2?吡咯基)?10?(呋喃?2?基)蒽(BPFA)(即式I中X為O)具有顯著的AIE特性，且能夠對生物細胞進行染色，可作為細胞標記物；并且本發明提供的化合物制備方法簡單，成本低。

技術領域

本發明屬于聚集誘導發光材料和細胞染料領域，是非對稱9-(N- 叔丁基氧羰基-2-吡咯基)-10-五元雜環基蒽化合物的合成方法及其細胞染色中的應用。

背景技術

熒光是近十年來引起廣泛關注的一種重要發光現象。熒光分子以其高靈敏度、非侵入性和良好的時空分辨率，成為成像、傳感、生物過程監測、光電器件、有機發光二極管等領域的理想選擇。然而，大多數熒光材料本身都具有疏水性，這阻礙了熒光材料在環境、水質監測和生物系統中的實際應用。不幸的是，絕大多數發光材料在稀溶液中是發射的，而在固態或濃溶液中則是弱熒光甚至無發射的，這一現象名為聚集誘導熒光淬滅現象(ACQ)。這一現象已成為有機發光團特別是在顯微成像和生物傳感方面應用的一大障礙。令人鼓舞的是， Tang和Park在2001年和2002年分別報道了一些抗ACQ材料，并將其命名為聚集誘導熒光(AIE)和聚集誘導熒光增強(AIEE)材料。這類材料這濃溶液和固態時，展現出強熒光，而在稀溶液中，卻不發光。大多AIE材料都是基于噻咯、四苯基乙烯(TPE)、二苯乙烯基蒽(DSA)、三苯胺和氰基取代的二芳基乙烯衍生物結構設計合成，以分子內運動受限機理(RIR)作為AIE現象發生的機理。蒽作為一類重要的π- 共軛分子,蒽衍生物在構建有機發光材料具有獨特的屬性，也是最早被開發用于作為有機發光二極管的材料之一。但是，與傳統熒光材料相同，蒽也受ACQ效應影響，所以以蒽為核心，設計合成出具有AIE 性質的蒽核材料是很有必要的。

發明內容

在先前的工作中，設計合成了4種對稱型的9,10-二雜環蒽(DHA) 化合物，即9,10-二噻吩基蒽(DTA)、9,10-二呋喃蒽(DFA)、9,10- 二-(N-叔丁基氧羰基-吡啶-2-基)蒽(DBPA)和9,10-二(1H-吡啶 -2-基)蒽(DPA)。除DBPA外，這三種DHA衍生物具有典型的聚集誘導發光(AIE)特性。研究我們發現影響DHA系列AIE分子的AIE性質的影響因素由雜環的扭曲構型、位阻和堆積特性。其中特別以DBPA分子的ACQ現象最引起我們的注意。根據X射線單晶衍射圖譜所分析出的結構特點，我們發現造成其ACQ的原因是在雜環N原子處造成了較大的位阻，這使得DBPA的扭轉構型在溶液中幾乎不可能發生構象平面化。但是，在四種物質中，DBPA具有最大的熒光量子產率(Φ_f＝0.860)。我們試圖通過更換DBPA中的一個N-叔丁基氧羰基-吡啶-2-基，來改進DBPA的ACQ性質，并保留DBPA中N-叔丁基氧羰基-吡啶-2-基對DHA 系列分子的熒光量子產率的影響。我們設計出了9-(N-叔丁基氧羰基 -2-吡咯基)-10-(噻吩-2-基)蒽(BPTA)和9-(N-叔丁基氧羰基-2- 吡咯基)-10-(呋喃-2-基)蒽(BPFA)兩種物質。并對其固體，液體，單晶三態的紫外熒光性質進行了測試，同時還對其細胞成像技術上的應用進行了測試。

有鑒于此，本發明目的在于提供一種非對稱型9-(N-叔丁基氧羰基-2-吡咯基)-10-五元雜環基蒽熒光化合物及其制備方法和應用。本發明提供的化合物中9-(N-叔丁基氧羰基-2-吡咯基)-10-(噻吩-2-基)蒽(BPTA)(即式I中X為S)和9-(N-叔丁基氧羰基-2-吡咯基)-10-(呋喃-2-基)蒽(BPFA)(即式I中X為O)具有顯著的AIE 特性，且能夠對生物細胞進行染色，可作為細胞標記物；并且本發明提供的化合物制備方法簡單，成本低。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：