一類新型鹵代bodipy熒光化合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法。采用7，12?二鹵代?2?醛基三聚茚和2，6?二碘代BODIPY在對甲苯磺酸和哌啶催化作用下發(fā)生Knoevenagel縮合反應(yīng)合成。該制備方法具有反應(yīng)步驟簡單、反應(yīng)條件溫和、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、產(chǎn)率高，具有普遍適應(yīng)性。對BODIPY體系進(jìn)行溴化或碘化可得到三重態(tài)光敏劑，促進(jìn)系間竄躍效率，提高單線態(tài)氧產(chǎn)生能力，進(jìn)而用于光動力治療和光催化反應(yīng)體系中。
【專利說明】
一類新型鹵代BOD IPY熒光化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)化合物合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類新型鹵代B0DIPY熒光化合物 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氟硼絡(luò)合二吡咯(簡稱B0DIPY)衍生物是一類良好的光敏染料，它是由二吡咯亞甲 基與三氟化硼形成的復(fù)合物。該染料分子具有較高的光熱穩(wěn)定性，可以避免染料自身在熒 光分析過程中受激發(fā)光的照射、溫度的升高或檢測環(huán)境的改變而導(dǎo)致染料結(jié)構(gòu)迅速降解， 保證了光譜分析信號的穩(wěn)定性。此外，B0DIPY類熒光染料具有摩爾吸光系數(shù)較高、熒光量子 產(chǎn)率高、熒光信號對溶劑極性和pH不敏感、熒光光譜峰窄、熒光壽命長、適中的氧化還原電 勢、可忽略的三重態(tài)等優(yōu)點(diǎn)；而且B0DIPY熒光分子母核相對穩(wěn)定且具有一定化學(xué)活性，結(jié)構(gòu) 易于修飾，吸收和發(fā)射波長可調(diào)變至近紅外區(qū)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，B0DIPY類熒光染料越來越受 到人們的關(guān)注。
[0003] 光動力療法PDT是利用光動力效應(yīng)進(jìn)行疾病診斷和治療的一種新技術(shù)，對某些癌 癥的治療效果不亞于手術(shù)、化療或放療，其具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：1)治療時(shí)間短;2)可 與手術(shù)、放療和化療同時(shí)應(yīng)用;3)主要破壞癌細(xì)胞，不損傷正常細(xì)胞;4)可作多療程，不會產(chǎn) 生耐藥性。其基本原理是通過向患者體內(nèi)注射對腫瘤細(xì)胞等生物活性組織有親和作用的光 敏劑，利用腫瘤細(xì)胞對光敏劑的選擇性攝入和潴留作用，在一定時(shí)間內(nèi)，光敏劑會選擇性地 富集于病灶區(qū)，然后以特定波長的激光照射病灶區(qū)，光敏劑吸收光能后由基態(tài)躍迀至激發(fā) 態(tài)，而激發(fā)態(tài)的光敏劑又把能量傳遞給周圍的氧，產(chǎn)生活性很強(qiáng)的單線態(tài)氧或超氧陰離子 自由基、羥基、過氧化氫等其它活性氧物質(zhì)(reactive oxygen species，R0S)，進(jìn)而與相鄰 的生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，破壞脂質(zhì)、蛋白、核酸等生物分子的活性， 引起細(xì)胞器的嚴(yán)重?fù)p傷和功能障礙，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的死亡，達(dá)到治療目的。
[0004] 已有文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)，帶有重原子(例如:溴原子、碘原子）的B0DIPY染料分子在細(xì)胞 內(nèi)受光激發(fā)時(shí)更有利于單線態(tài)氧的產(chǎn)生，這對于光動力疾病治療領(lǐng)域的研究具有重要的意 義。相比而言，B0DIPY熒光染料被認(rèn)為是具有較高光穩(wěn)定性的優(yōu)良染料，通過將溴、碘原子 引入B0DIPY的共輒中心，達(dá)到引入重原子效應(yīng)的目的，這類化合物相對于過渡金屬配合物 來說，分子結(jié)構(gòu)易于修飾并可實(shí)現(xiàn)吸收波長從綠光向近紅外光的靈活調(diào)控且更經(jīng)濟(jì)環(huán)保。 所合成的B0DIPY類熒光化合物具有作為光敏劑應(yīng)用于TOT的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一類新型鹵代 B0DIPY熒光化合物。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述新型鹵代B0DIPY熒光化合物的制備 方法。
[0006] 技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 本發(fā)明的新型鹵代B0DIPY熒光化合物，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0009] 式中，R為Br或I。
[0010] 一種制備上述一類新型鹵代B0DIPY熒光化合物及其制備方法，步驟如下：
[0011 ] 1)在配備有Dean-stark裝置的圓底燒瓶中加入2，6-二碘代B0DIPY、7，12-二鹵代 2-醛基三聚茚和對甲苯磺酸，然后溶于25mL甲苯和2mL哌啶，混合物加熱到140°C回流，TLC 檢測原料反應(yīng)完全。其中，鹵代三聚茚甲醛、對甲苯磺酸和B0DIPY衍生物的摩爾比為1:1:1。
[0012] 2)將反應(yīng)物冷至室溫，減壓除去有機(jī)溶劑，殘留物經(jīng)硅膠柱層析，得到目標(biāo)產(chǎn)物， 暗紅色固體。
[0013] 具體化學(xué)反應(yīng)式如下：
[0015] 上述步驟⑴中，鹵代三聚茚甲醛、對甲苯磺酸與碘代B0DIPY的摩爾比為1:1:1。
[0016] 上述步驟(1)中，加入的甲苯和哌啶的用量分別是25mL和2mL。
[0017] 上述步驟(1)中，催化劑為對甲苯磺酸和哌啶。
[0018] 上述步驟(2)中，柱層析分離洗脫劑為石油醚:二氯甲烷= 7:3~1:1。
[0019] 本發(fā)明的有益效果
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種新型鹵代B0DIPY熒光化合物及其制備方法具有的 優(yōu)點(diǎn)有：（1)利用鹵代三聚茚基團(tuán)對碘代B0DIPY染料的3-位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，使得該熒光染料 的吸收和發(fā)射波長紅移至600nm以上；（2)摩爾消光系數(shù)高、熒光發(fā)射光譜窄及溶解性好； (3)該制備方法具有操作簡便經(jīng)濟(jì)、反應(yīng)選擇性好、得率較高、污染少等優(yōu)點(diǎn)，使其很容易在 細(xì)胞成像、光動力療法等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021] 圖1是化合物A的紫外-可見吸收光譜圖；
[0022] 圖2是化合物A的熒光發(fā)射光譜圖；
[0023] 圖3是化合物B的紫外-可見吸收光譜圖；
[0024] 圖4是化合物B的熒光發(fā)射光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0026] 用1H-NMR、UV-Vis譜及ESI MASS表征并證實(shí)近紅外B0DIPY類熒光染料的結(jié)構(gòu)。檢 測所用儀器為:Bruker ARX600型核磁共振儀(TMS為內(nèi)標(biāo)，氘代氯仿為溶劑），島津UV-3100 型紫外-可見分光光度計(jì)（掃描范圍300~900nm，光路狹縫2nm)，美國Thermo ELECTRON CORPORATION質(zhì)譜工作站，焚光光譜用美國Amico Bowman Series 2Luminescence Spectrometer 測試。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 圓底燒瓶中配備有分水器，將2,6-二碘代肋01?￥(123.611^，0.20111111〇1)，7，12-二 溴-2 -醛基三聚諱(0.13 8 g，0.2mmo 1)和對甲苯磺酸(40mg)溶于2 5mL甲苯和2mL哌啶，混合物 加熱到140°C回流，收集溶劑直到蒸干。將反應(yīng)物濃縮，硅膠柱層析，洗脫劑為（石油醚： CH2Cl2=l:l)，得到暗紅色固體A^G.OmgJS.SS^OaEsi-MSicalcd for C62H8iBBr2F212N21296 · 58589，found: 1296 · 15051 (M+); 4 NMR: (600MHz，CDC13)δ8 · 36(d，J = 8.40Hz，lH)，8.26(d，J=16.80Hz，lH)，8.22(d，J = 8.40Hz，lH)，8.17(d，J = 8.40Hz，lH)， 7· 79(t，J= 16 ·80Hz，2H)，7 ·60-7· 58(m，3H)，7.54-7.51 (m，2H)，7.00(s，2H)，3 ·03-2·91(ι?， 6H)，2.74(s，3H)，2.38(s，3H)，2.23-2.09(m，12H)，1.50(s，3H)，1.43(s，3H)，0.24-0.21(m， 18!〇;群-￥18:315]1111，33611111，36611111，60511111(圖1)$111188；[011呢￥6161^1:11:62911111(圖2) 0
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 圓底燒瓶中配備有分水器，將2，6-二碘代B0DIPY(185.4mg，0.30mmol)，7，12-二 碘-2-醛基三聚茚（237.7mg，0.30mmol)和對甲苯磺酸(50mg)溶于25mL甲苯和2mL哌啶，混合 物加熱到140°C回流，收集溶劑直到蒸干。將反應(yīng)物濃縮，硅膠柱層析，洗脫劑為(石油醚： 〇1 2(：12 = 7:3)，得到暗紅色固體8(62.011^，14.86%)<^8卜]\^:。&1。(1€(^〇6211618卩214吣 ： 1390.10751，found :1390.10938(1+)5? 匪 R: (600MHz，CDCl3)S8.35(d，J = 8.40Hz，lH)， 8.26(d，J=16.20Hz，lH)，8.10(d，J = 8.40Hz，lH)，8.05(d，J = 8.40Hz，lH)，7.79-7.71(m， 6H)，7·57(s，1H)，7.00(s，2H)，3.01-2.89(m，6H)，2.73(s，3H)，2.38(s，3H)，2.23-2.08(m， 12!1)，1.50(8,3!〇，1.43(8,3!〇,0.24-〇.20(111，18!〇 ;群118:31811111，60511111(圖3)$11^881〇11 Wavelength :628nm(圖4) 〇
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通式如下： 式中，R為Br或I。2. 權(quán)利要求1所述一類新型鹵代B 0 DIP Y熒光化合物及其制備方法，其特征在于：以7， 12-二鹵代-2-醛基三聚茚和2,6_二碘代BODIPY為原料，在對甲苯磺酸和哌啶的催化作用下 生成目標(biāo)物，步驟如下： 1) 在無水條件下，在配備有Dean-Stark裝置的圓底燒瓶中加入碘代BODIPY、鹵代三聚 茚甲醛和對甲苯磺酸，然后溶于25mL甲苯和2mL哌啶，混合物加熱到140 °C回流，TLC檢測反 應(yīng)原料點(diǎn)消失，除去有機(jī)溶劑。其中，鹵代三聚茚甲醛、對甲苯磺酸和碘代BODIPY衍生物的 摩爾比為1:1:1。 2) 將反應(yīng)物冷至室溫，減壓蒸干溶劑，硅膠柱層析，得到暗紅色固體產(chǎn)物。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于， 步驟1)中，需要配備有Dean-Stark裝置。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于， 步驟1)中，7，12-二鹵代2-醛基三聚茚、對甲苯磺酸和2，6_二碘代BODIPY衍生物的摩爾比為5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于， 步驟1)中，催化劑為重結(jié)晶過的對甲苯磺酸。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于， 步驟1)中，甲苯和哌啶的用量分別是25mL和2mL。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一類新型鹵代BODIPY熒光化合物及其制備方法，其特征在于， 步驟2)中，柱層析分離洗脫劑為石油醚:二氯甲烷= 7:3~1:1。
【文檔編號】C09K11/06GK105949227SQ201610316736
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】徐海軍, 孫丹, 郭穎欣, 杜麗婷, 徐徐, 黃超伯, 徐莉
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)