專利名稱：具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及芴類衍生物，特別是一種具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物，該化合物可作為多光子吸收染料在多光子熒光顯微鏡中的應用。
背景技術：
由于傳統(tǒng)的光學顯微鏡受到光波衍射的限制，致使它無法提供無限的放大能力，并且其成像方式依舊是停留在平面成像。傳統(tǒng)上，熒光染色的樣品系由熒光顯微鏡觀測，但由于景深的關系使得熒光顯微鏡僅能夠觀測某一斷層，以致拍得的熒光影像常顯得一團模糊，無法區(qū)分染色的部位到底位于何處，這個難題直到共焦掃描顯微鏡發(fā)明后才得以解決。
以傳統(tǒng)顯微鏡對樣品作觀測，當其偏離焦平面時，會產(chǎn)生散焦的情況，對焦平面所產(chǎn)生的影像造成干擾，而此時像中心的強度亦會隨著降低，但經(jīng)共焦顯微鏡所取得影像的強度隨散焦距離的變化則比傳統(tǒng)顯微鏡劇烈得多。也因此共焦掃描顯微鏡僅對在聚焦面上形成清晰的影像，若我們逐步移動聚焦面，則可取得觀測樣品其深淺有序的斷面，將這些斷面的影像經(jīng)由計算機處理，即可重組出相對應的三度空間影像。
但在實際運用上，共焦成像常受限于樣品的吸收與散射，致使穿透深度與信噪比深受影響。1990年，美國康乃爾大學的Watt W.Webb等人首次將雙光子激發(fā)與共焦激光掃描熒光顯微鏡相結合，使雙光子技術在三維成像中的應用得到了極大的突破(參考文獻[1]Denk W，Strickler J.H.，Webb W.W.Science，1990，24873-76)。與通常的熒光顯微鏡相比，多光子熒光顯微術是一種將熒光物質(zhì)非線性激發(fā)的顯微技術。在傳統(tǒng)的熒光顯微術中，熒光分子每次吸收一個光子，通常為紫外或可見光，以達到激發(fā)態(tài)，這樣的過程稱作單光子激發(fā)。在多光子激發(fā)中，樣品同時吸收兩個或多個能量較低的光子以達到激發(fā)態(tài)，而同時吸收多個波長較長光子的幾率依賴于染料分子的多光子吸收截面的大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物，該衍生物在多光子熒光顯微鏡上應用，應具有較大的多光子吸收截面。
本發(fā)明的具體技術解決方案如下一種對稱型芴類衍生物，其特征在于該衍生物具有下述通式 其中R代表C2～C12直鏈或支鏈的烷基；D代表含有胺基的基團，所述的胺基的基團如下所示 本發(fā)明具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物的具體合成步驟如下(1)二溴芴是經(jīng)過芴環(huán)的烷基化反應和溴化反應制得，其反應式為 (2)含有胺基的基團通過商業(yè)獲得。
(3)最終化合物的生成是通過烏爾曼縮合反應制得，其反應式為
本發(fā)明的技術效果本發(fā)明芴類衍生物，在普通溶劑中，如正己烷、氯仿、四氫呋喃、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺等的溶解性能好，便于使用。


圖1是9，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴在N，N-二甲基甲酰胺溶液中的吸收光譜圖。
圖2是9，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-咔唑)芴在N，N-二甲基甲酰胺溶液中的吸收光譜圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但它們不應限定本發(fā)明的保護范圍。
實施例19，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成<1>步驟19，9-二(2-乙基己基)芴的合成將芴(34克，0.205mol)，氫氧化鉀(56克，1.0mol)，碘化鉀(3.4克，0.02mol)加入到150ml DMSO中，攪拌溶解，然后逐滴加入(2-乙基己基)溴(96ml，103.5克，0.536mol)，使溫度恢復到室溫，攪拌24小時。反應結束后將混合物倒入水中，分離、洗滌、干燥后濃縮，然后減壓下蒸餾得到粗產(chǎn)物。在硅膠上柱狀層析進一步提純得到9，9-二(2-乙基己基)芴，74.4克，產(chǎn)率93％。
<2>步驟22，7-二溴-9，9-二(2-乙基己基)芴的合成將上述步驟<1>中制備的9，9-二(2-乙基己基)芴(18.35克，0.047mol)，碘(0.12克，0.47mmol)加入到170ml二氯甲烷中，攪拌。將溴(5.18ml，0.1mol)溶到20ml二氯甲烷中，然后加入到反應混合物中，在室溫下攪拌反應20小時。反應結束后，將重量百分比為15％的亞硫酸氫鈉水溶液加入到混合物中，攪拌30分鐘，分離有機層，洗滌干燥，過濾濃縮，減壓蒸餾得到2，7-二溴-9，9-二(2-乙基己基)芴，21.4克，產(chǎn)率83％。
<3>步驟39，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成將上述<2>步驟中制備的2，7-二溴-9，9-二(2-乙基己基)芴(5.48g，0.01mol)溶到25-30ml的1，2二氯苯中，在室溫溫度下加入碳酸鉀(13.75g，0.1mol)，碘化鉀(3.83g，0.023mol)，銅(2.68g，0.042mol)，碘化銅(2.0g，0.105mol)，18-冠醚-6(1.27g，0.0048mol)，溶液變?yōu)槌壬?，然后加入二苯?8.48g，0.05mol)，在氮氣保護下180℃反應2天。反應結束后冷卻到室溫，減壓、蒸餾、分離、洗滌、干燥、濃縮。粗產(chǎn)物在硅膠上柱狀層析進一步提純得到9，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴，3.34克，產(chǎn)率46％。
實施例29，9-二乙基-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成<1>步驟19，9-二乙基芴的合成步驟同例1中的步驟1，不同的是將(2-乙基己基)溴改為溴乙烷(40ml，58.4克，0.536mol)，得到9，9-二乙基芴，43.26克，產(chǎn)率95％。
<2>步驟22，7-二溴-9，9-二乙基芴的合成步驟同例1中的步驟2，不同的是將9，9-二(2-乙基己基)芴改為9，9-二乙基芴(10.44克，0.047mol)，得到2，7-二溴-9，9-二乙基芴，15.2克，產(chǎn)率85％。
<3>步驟39，9-二乙基-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成步驟同例1中的步驟3，不同的是將2，7-二溴-9，9-二(2-乙基己基)芴改為2，7-二溴-9，9-二乙基芴(3.8g，0.01mol)，反應在175℃進行，得到9，9-二乙基-2，7-二(N，N-二苯胺)芴，2.67克，產(chǎn)率48％。
實施例39，9-二(十二烷基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成<1>步驟19，9-二(十二烷基)芴的合成步驟同例1中的步驟1，不同的是將(2-乙基己基)溴改為十二烷基溴(130ml，133.6克，0.536mol)，得到9，9-二(十二烷基)芴，104克，產(chǎn)率90％。
<2>步驟22，7-二溴-9，9-二(十二烷基)芴的合成步驟同例1中的步驟2，不同的是將9，9-二(2-乙基己基)芴改為9，9-二(十二烷基)芴(23.62克，0.047mol)，得到2，7-二溴-9，9-二(十二烷基)芴，25.46克，產(chǎn)率82％。
<3>步驟39，9-二(十二烷基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴的合成步驟同例1中的步驟3，不同的是將2，7-二溴-9，9-二(2-乙基己基)芴改為2，7-二溴-9，9-二(十二烷基)芴(6.60g，0.01mol)，反應在185℃進行，得到9，9-二(十二烷基)-2，7-二(N，N-二苯胺)芴，3.77克，產(chǎn)率45％。
實施例49，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(N，N-咔唑)芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為N-咔唑(8.36g，0.05mol)。產(chǎn)率45％。
實施例59，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(二甲胺)芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為二甲胺(2.25g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例69，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(二乙胺)芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為二乙胺(3.66g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例79，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(二丁胺)芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為二丁胺(6.46g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例89，9-二(2-乙基己基)-2，7-二(吡咯烷基)芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為吡咯烷(3.56g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例99，9-二(2-乙基己基)-2，7-二[甲基(羥乙基)胺]芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為甲基(羥乙基)胺(3.76g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例10
9，9-二(2-乙基己基)-2，7-二[乙基(羥乙基)胺]芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為乙基(羥乙基)胺(4.46g，0.05mol)。產(chǎn)率53％。
實施例119，9-二(2-乙基己基)-2，7-二[N-苯基-1-萘胺]芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為N-苯基-1-萘胺(10.96g，0.05mol)。產(chǎn)率44％。
實施例129，9-二(2-乙基己基)-2，7-二[4-甲氧基二苯胺]芴的合成步驟同例1，不同的是將步驟3中的二苯胺改為4-甲氧基二苯胺(9.96g，0.05mol)。產(chǎn)率46％。
實施例13三光子吸收截面的測量根據(jù)三光子吸收的理論考慮，三光子吸收介質(zhì)的非線性透過率可以寫為T′=I(z)I0=1/(1+2γzI02)---(1)]]>這里I0為入射光強，I(z)為透射光強，z為樣品的厚度，γ為三光子吸收系數(shù)，單位為cm3/W2。三光子吸收系數(shù)γ與溶液樣品的濃度d0(M/L)的關系為γ＝σ3NAd0×10-3(2)這里σ3為三光子吸收截面，單位為cm6/W2，NA為阿弗加德羅常數(shù)。在另外一些文獻中，三光子吸收截面又被定義為σ3’＝σ3(hv)2(3)這里hv為激發(fā)光束的光子能量，σ3’單位為cm6s2。在本實驗中，光源為調(diào)Q Nd:YAG脈沖激光系統(tǒng)，輸出激光波長為1064nm，脈寬38ps，重復頻率為10Hz，測量結果見下表實施例序號濃度三光子吸收系數(shù)三光子吸收截面溶劑(M/L)γ(cm3/W2) σ3’(cm6s2)1 0.0281.24×10-200.26×10-76DMF4 0.0281.19×10-200.25×10-76DMF盡管對本發(fā)明已經(jīng)作了詳細的說明并引證了一些具體實施例，但對本領域熟練技術人員來說，不離開本發(fā)明的精神和范圍，很顯然仍可以作各種變化和修正，仍應屬本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物，其特征在于該衍生物具有下述通式 其中R代表C2～C12直鏈或支鏈的烷基；D代表含有胺基的基團。
2.根據(jù)權利要求1所述的對稱型芴類衍生物，其特征在于所述的胺基的基團D可選擇如下任意一種
全文摘要
本發(fā)明涉及對稱型芴類衍生物，特別是一種具有多光子吸收的對稱型芴類衍生物，其通式為(Ⅰ)其中R代表C
文檔編號C07D209/00GK1580037SQ20041001842
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月18日 優(yōu)先權日2004年5月18日
發(fā)明者馬文波, 吳誼群, 顧冬紅, 干福熹 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所