[发明专利]2,8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及探针材料领域，特别涉及2,8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

双光子吸收具有良好的三维空间选择性、高穿透深度以及长波激发短波发射等优点。因此，双光子吸收材料作为荧光探针在高分辨生物荧光成像领域具有重要的应用前景。

自从1931年Goppert-Mayer首次从理论上研究了双光子吸收现象的存在，人们便开始对双光子吸收材料进行了深入而广泛的研究。早期人们研究的双光子吸收材料主要为无机矿物晶体，但无机材料在吸收效率及响应速度等方面存在着诸多缺陷，因此，人们对有机双光子吸收材料的关注不断加深。提高有机双光子吸收材料的方法主要有以下几点：(1)提高中心共轭桥的平面刚性及尺寸；(2)增加π-共轭体系的分子链长度；(3)分子两端对称连接具有给电子或吸电子的基团，增强分子内电荷转移效率，从而提升荧光量子产率；(4)体系形成较大的π-共轭离域平面，从而提高双光子吸收截面值。

二苯并噻吩具有刚性平面联苯结构，在母体2，8位对称连接乙烯基吡啶基团，会进一步增大二苯并噻吩衍生物的平面共轭体系，提高分子内电子转移效率，增长分子链长度，进而增大分子的双光子吸收截面及荧光量子产率。同时，对合成的产物进行RI盐化反应，形成的二苯并噻吩阳离子衍生物能够与细胞中核酸DNA的碱基对相互作用，增强了荧光探针的生物相容性，达到选择性标记与探示的作用。而已报道的多数双光子荧光探针由于存在着合成工艺繁琐，效率低，选择性标记能力不佳等缺陷，限制了材料在高分辨荧光成像领域的应用。

所以一种能够避免上述缺点的、解决现有双光子荧光探针普遍存在的合成工艺繁琐，效率低，选择性标记能力不佳等问题的荧光探针材料和制备方法是十分具有实用价值的。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够避免上述缺点的、解决现有双光子荧光探针普遍存在的合成工艺繁琐，效率低，选择性标记能力不佳等问题2,8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种2，8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物，其特征在于，所述的衍生物的结构式如下：

其中，R为CH3、C2H5、C4H9或C6H13。

本发明另一方面提供了一种制备上述的2，8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：按质量百分比称取1～2％的2,8-二溴二苯并噻吩，1～2％的4-乙烯基吡啶，0.2～0.6％的三邻甲苯基膦，0.02～0.06％的醋酸钯、37～40％的N,N-二甲基甲酰胺和56～59％的三乙胺，混合均匀，得到第一混合物；

步骤(2)：将所述的第一混合物加入高压反应釜腔内，密封所述的高压反应釜腔，用高纯氮气流置换掉腔内空气，调节釜内压强至3～4MPa，升温至110～120℃，搅拌反应39～40h，得到含有大量中间产物析出的第二混合物；

步骤(3)：将所述的第二混合物抽滤后，得到滤饼，用甲醇洗涤并干燥所述的滤饼，得到干燥滤饼；

步骤(4)：按质量百分比称取46～49％的所述干燥滤饼，34～37％的丙酮以及16～18％的RI反应，在反应温度为75～85℃条件下冷凝回流34～36h；反应结束后将反应液真空抽滤，收集上层滤饼，得到所述的2,8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物。

较佳地，步骤(4)中，所述的RI为CH3I、C2H5I、C4H9I或C6H13I。

较佳地，步骤(1)中，按质量百分比称取1.5％的2,8-二溴二苯并噻吩，1.5％的4-乙烯基吡啶，0.5％的三邻甲苯基膦，0.05％的醋酸钯，38.5％的N,N-二甲基甲酰胺和57.95％的三乙胺。

较佳地，步骤(2)中，调节釜内压强至3.5MPa。

较佳地，步骤(2)中，升温至115℃，搅拌反应39.5h。

较佳地，步骤(4)中,按质量百分比称取47％的滤饼，36％的丙酮和17％的RI。

较佳地，步骤(4)中，反应温度为80℃。

较佳地，步骤(4)中，冷凝回流35h。

本发明第三方面提供了一种上述的2，8-二(4-乙烯基吡啶)-二苯并噻吩阳离子衍生物作为双光子荧光探针材料在高分辨生物荧光成像领域的应用。

本发明包含以下有益效果：