[发明专利]一种长波长BODIPY类荧光染料衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，具体涉及一种长波长近红外BODIPY类荧光分子 及其制备方法。

背景技术

氟化硼络和二吡咯甲川荧光染料(BODIPY)是一类性质优良的荧光染料，它是由二吡咯 亚甲基与三氟化硼形成的复合物。该类染料具有光稳定性好、半峰宽窄、量子产率高、摩尔消 光系数大且母体结构易修饰等特点而被科学界广泛的研究。

近年来，对BODIPY染料的研究倾向于合成长波长的BODIPY染料，因为染料的吸收和 发射波长较长、光穿透力强、背景干扰小，可以很好地应用于生物分析和生物成像。为了使 BODIPY的电子吸收及荧光发射波长发生显著红移，通常最简易方法就是在BODIPY的3、5 引入共轭的芳环基团。

三聚茚(truxene)是一个三重对称性平面刚性的稠环芳烃，具有大的刚性共轭结构和较高的 光、热稳定性，且是一类结构易修饰的有机光电材料。噻吩是优良的共轭连接基团，噻吩基团 的引入可以增大三聚茚分子共轭体系，使其电子吸收向长波方向移动。相比结构类似的含有苯 环的分子，含噻吩环的分子的最大吸收波长更大，更容易得到吸收，是生物医学光谱窗口区域 的新材料。此外，噻吩也是优良的给电子单元，被广泛的应用在有机光电等领域。另外，带有 重原子(例如：溴原子)的BODIPY染料分子在细胞内受光激发时更有利于单线态氧的产生，这 对于光动力疾病治疗领域的研究具有重要的意义。因此，在本发明中，通过Suzuki、Sonogashira 以及溴代反应，在三聚茚上引入噻吩基团和溴原子，并使用Knoevenagel缩合反应将带有不同 取代基的三聚茚基团稼接到BDOIPY上，设计并合成了结构新颖、性能优良、制备方法简单的 长波长BODIPY类荧光染料。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种长波长BODIPY类荧 光染料衍生物。本发明的另一目的是提供一种上述的长波长BODIPY类荧光染料衍生物的制 备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种长波长BODIPY类荧光染料衍生物及其制备方法，其特征在于，其结构通式 如下：

式中，

一种长波长BODIPY荧光染料衍生物的制备方法，步骤如下：

1)在配备有Dean-Stark装置的圆底烧瓶中加入BODIPY衍生物、醛基三聚茚衍生物和 对甲苯磺酸，然后溶于25mL甲苯和2mL哌啶，混合物加热到140℃回流，TCL检测原料反 应完全。其中，三聚茚甲醛、对甲苯磺酸和BODIPY衍生物的摩尔比为1∶1∶1。

2)将反应物冷至室温，减压蒸馏除去有机溶剂，残留物经硅胶柱层析分离，洗脱离剂为 二氯甲烷-石油醚，得到红色固体产物。

具体化学反应式如下：

上述步骤(1)中，三聚茚甲醛衍生物、对甲苯磺酸与BODIPY衍生物的摩尔比为1∶1∶1。

上述步骤(1)中，加入的甲苯和哌啶的用量分别是25mL和2mL。

上述步骤(1)中，催化剂为对甲苯磺酸和哌啶。

上述步骤(2)中，柱层析分离洗脱剂为石油醚∶二氯甲烷＝4∶1～1∶1。

本发明的有益效果

与现有技术相比，本发明的一种长波长BODIPY类荧光染料衍生物及其制备方法具有的优点有： (1)制备方法简便易行，不需要多步反应就可以得到长波长的BODIPY类衍生物，对氧气和湿 度不敏感，可以保证产物依然具有BODIPY类化合物固有的可加工性和环境稳定性。(2)该 类化合物在有机溶剂溶解性好。(3)该荧光染料的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱窄、光稳 定性好，在细胞成像、激光染料、有机光伏电池材料等领域具有良好的潜在应用前景。

附图说明

图1是化合物a的紫外-可见吸收光谱图；

图2是化合物a的荧光发射光谱图；

图3是化合物b的紫外-可见吸收光谱图；

图4是化合物b的荧光发射光谱图。

图5是化合物c的紫外-可见吸收光谱图；

图6是化合物c的荧光发射光谱图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明做进一步的说明。