[發明專利]一種偶聯雙BODIPY類熒光染料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110138883.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112898328A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 徐海軍;王怡;李鵬飛;趙越;蔡正春
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06;C09B57/00;A61K41/00;G01N21/64
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本發明涉及一種偶聯雙BODIPY類熒光染料及其制備方法，?78℃條件下，通過FeCl₃/CH₃NO₂催化作用，在BODIPY單體的β位形成C?C共價鍵，一步法合成得到偶聯雙BODIPY類熒光染料。該制備方法反應步驟簡單、反應條件溫和、產率高。該熒光染料相較于BODIPY單體化合物，其吸收和發射波長發生顯著紅移，溶解性良好，在溶劑中發射很強的紅色熒光，斯托克斯位移增加至60nm以上，在紅外/近紅外區生物熒光成像以及光動力學療法領域有廣泛的潛在應用前景。

技術領域

本發明屬于有機化合物合成、功能性熒光染料和精細化工技術領域，具體涉及一種偶聯雙BODIPY類熒光染料及其制備方法。

背景技術

近紅外熒光染料的吸收和發射波長為650-1100nm，對生物體一些組分而言，在可見光區自身有較高的吸收和散射，而且存在一定的自熒光干擾，在近紅外范圍內測試吸收較少，能夠大大降低背景干擾、熒光與光散射，可以提高生物檢測的靈敏度和選擇性。由于其可以廣泛應用在細胞成像、光動力療法、熒光探針、光學成像、熒光傳感器、太陽能電池等方面，因此成為了近年來的研究焦點。到目前為止，偶氮染料、醌染料、酞菁染料等近紅外染料已被廣泛研究和應用，但是其結構缺陷會導致性質不理想，如光穩定性差、熒光量子產率低、對溶劑極性及環境pH敏感等，限制了其應用和發展。而近幾十年來發展起來的近紅外BODIPY染料彌補了原有染料的缺陷，以其優異的光物理特性受到研究者的青睞。

氟硼二吡咯類(Boron-dipyrromethene，簡稱BODIPY)染料是一類性能優異的熒光材料，具有良好的光物理和光化學性質，如高熒光量子產率、大的摩爾消光系數、良好的光熱穩定性和生物相容性，BODIPY類染料被認為是生物相關的熒光成像領域最有前途的候選染料之一。但BODIPY染料的可見吸收和發射波長集中在500nm附近，限制了其在生物領域的應用。BODIPY母體3，5位的甲基具有一定的化學活性，可與不同的芳醛通過Knoevenagel縮合反應生成芳基乙烯基形成擴展的共軛體系，達到吸收和發射波長紅移的目的，但該反應通常存在著反應溫度高、產率低等問題；而通過修飾BODIPY母體結構2，6位來擴大共軛結構大多數都需要先引入鹵素，然后進行鈀催化的交叉偶聯，存在著合成步驟多、難度大等問題，限制了其在生物醫學等領域的應用。因此需要一種簡單高效的合成方法，直接在BODIPY母體的β位形成C-C共價鍵，得到長吸收/發射波長、光物理性質優良的新型熒光染料。盡管有文獻報道了C-C共價鍵直接偶聯的雙BODIPY衍生物的合成，但存在著產物多、產率低等問題[J.Am.Chem.Soc.2011，133，8633-8645]。因此，發現出新的高效合成方方法具有重要的意義。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種偶聯雙BODIPY類熒光染料。本發明的另一目的是提供一種上述的偶聯雙BODIPY類熒光染料的制備方法。

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

本發明的一種偶聯雙BODIPY類熒光染料及其制備方法，其特征在于，其結構通式如下：

一種偶聯雙BODIPY類熒光染料衍生物的制備方法，步驟如下：

1)在無水無氧條件下，在圓底燒瓶中加入干燥的二氯甲烷和單BODIPY衍生物，反應體系溫度降至-78℃，用進樣器逐滴加入含有FeCl₃的硝基甲烷(CH₃NO₂)溶液，反應10～30分鐘；其中，BODIPY衍生物和FeCl₃的摩爾比為1∶4～8。

2)將反應物升至室溫，加入飽和碳酸氫鈉溶液淬滅反應，分離有機層，水洗、無水硫酸鈉干燥、減壓蒸餾除去有機溶劑，殘留物經硅膠柱層析分離提純，洗脫劑二氯甲烷∶石油醚＝1∶1，得到黑綠色固體產物。

具體化學反應式如下：