[发明专利]一种直线型π-拓展的氧杂蒽染料及其制备方法

说明书

一种直线型π‑拓展的氧杂蒽染料，其发射波长位于深红及近红外区，结构通式如下：式中Ar为苯环、吡啶环、喹啉环或者萘环，R为H、甲氧基、氨基、氰基或三氟甲基，R’为甲基或乙基；所述直线型π‑拓展的氧杂蒽染料的制备方法是，先通过邻位为氨基的芳香环首先预组装于氧杂蒽染料的C‑6位置，然后芳香环上氨基亲核取代氧杂蒽C‑7上氢原子形成C‑N键，从而合成直线型π‑拓展的氧杂蒽类荧光染料。本发明的优点是：该方法制备的一系列染料均具有较好的膜透性，可以用于细胞成像；该制备方法简便，制备过程中无需高温高压，不需要使用极易燃、易爆的化学药品，危险系数低，也不需要昂贵的金属进行催化反应，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及光学传感成像检测技术中的分子荧光染料的制备，特别是一种直线型π-拓展的氧杂蒽染料及其制备方法。

背景技术

近年来，荧光成像因其具有高的时空分辨率已成为非侵入性的监测目标物和生理活动的一种有力的技术手段。因此荧光成像在生物学、临床诊断、药物发现等不同的领域都具有较大的应用价值。而荧光探针因其具有高灵敏性和操作简便等优势已经成为生物成像技术一种重要的工具。然而由于荧光探针自身性能的多样性，导致不同探针具有不同的性能，并不是所有的荧光探针都可以应用于生物成像，适合生物检测领域应用的荧光染料应该具备如下的基本要素：1)吸收和发射波长长，尽量处于650nm-900nm；2)量子产率高；3)具有较好的水溶性和脂溶性；4)具有较高的稳定性；5)对生物体无毒或者毒性很小。

目前，已经有大量的荧光探针被用于目标物的检测，然而大部分的探针的吸收和发射处于紫外-可见区域，而在这一波长范围内生物分子(如血红蛋白)具有较强的吸收和自发荧光，这一自发荧光会与探针的荧光产生干扰和交叉，从而限制了荧光探针在生物体中的应用。同时发射光谱在紫外-可见光谱区域的染料，其荧光组织穿透力差，从而将染料的成像应用局限于表皮结构或者小体型动物。而吸收和发射波长处于深红或者近红外(650-900nm)的染料对生物具有最小的光损伤、深的组织穿透性以及最小的来自生物分子的干扰，因而是一种比较理想的生物标记物或者检测的荧光团。

氧杂蒽类染料具有摩尔吸光系数大、荧光量子产率高、光稳定性好、生物兼容性好等优势，常被用于测定量子效率的基准物质，但是这种染料的吸收和发射波长较短，因此为了拓展氧杂蒽染料在生物体中的应用，需要拓展染料的波长，使其波长位于深红或者近红外区域。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题，提供一种直线型π-拓展的氧杂蒽染料及其制备方法，该制备方法通过亲核取代芳环上氢原子制备发射波长位于深红及近红外的π-拓展的氧杂蒽荧光染料，所制备的一系列染料均具有较好的膜透性，可以用于细胞成像；该制备方法简便，制备过程中无需高温高压，不需要使用极易燃、易爆的化学药品，危险系数低，也不需要昂贵的金属进行催化反应，易于推广使用。

本发明的技术方案：

一种直线型π-拓展的氧杂蒽染料，其发射波长位于深红及近红外区，结构通式如下：

式中Ar为苯环、吡啶环、喹啉环或者萘环，R为H、甲氧基、氨基、氰基或三氟甲基，R’为甲基或乙基。

一种所述直线型π-拓展的氧杂蒽染料的制备方法，制备流程如下所示：

具体制备步骤如下：

1)将邻氯硝基苯5与对甲氧基苯酚6溶于DMF中，加入缚酸剂Na₂CO₃进行加热反应并通氮气保护，加热温度为100℃，反应时间为10h，反应完成后倾倒入含有二氯甲烷和冰水的混合溶液中，用二氯甲烷萃取三次，合并有机相干燥后，通过柱层析分离提纯产物，所用洗脱剂为体积比为20-10:1的石油醚-乙酸乙酯混合液，得到白色中间产物7；