[发明专利]一种新型荧光染料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种新型荧光染料及其制备方法和应用，所述荧光染料它具有如下式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的结构式，式(Ⅰ)所示的结构示如下：等；式(Ⅱ)所示的结构式如下：等；本发明的荧光染料具有所用原料易得，合成方法简单，反应条件容易控制等优点，并且产物分子不仅在溶液中具有很高的量子产率，固体状态发光在近红外区也有较高的量子产率。

技术领域

本发明属于燃料技术材料领域，尤其是涉及一种新型荧光染料及其制备方法与应用。

背景技术

Bodipy(氟硼荧染料，或者是氟硼二吡咯)是近二十几年才发展起来的一类光物理化学性能优异的荧光染料分子，具有窄的吸收峰和发射峰、较高的摩尔吸光系数、较高的荧光量子产率、较好的光稳定性以及化学稳定性。但是传统的BODIPY荧光染料在应用上有一定的缺陷，比如它们的斯托克斯(Stokes)位移比较小，易荧光淬灭等，且现有的Bodipy荧光染料，其成像效果还不太明显，且毒性偏高。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新型荧光染料；该荧光染料以bodipy为基础进行结构修饰，在第一步的二羰基系列化合物取代bodipy氯位之后，第二步的成环反应使新生成的系列化合物发光进一步红移，从而成为良好的近红外荧光染料；本发明得到的一系列近红外荧光染料，不仅在乙腈、甲醇等有机溶剂中具有较高的量子产率，而且在固体状态下，发光位置进一步红移，化合物1、化合物2、化合物3可达到630nm左右，量子产率分别为13.31％、11.61％、10.54％；而化合物1a、化合物2a、化合物3a可达到730nm左右，尤其是化合物1a，拥有22.38％的固体量子产率且最大发光位置在733nm；这些性质都使得该化合物尤为适合生物成像；而细胞成像及小鼠成像也进一步证实，该系列化合物的生物成像效果明显且毒性低。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述新型荧光染料的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题是提供上述新型荧光染料的应用。

为解决上述第一个技术问题，发明采用如下的技术方案：

一种新型的的荧光染料，它具有如下式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的结构式，其中，式(Ⅰ)所示的结构示如下：

式(Ⅱ)所示的结构式如下：

为解决上述第二个技术问题，本发明上述一种新型荧光染料的制备方法，包括以下步骤：

1)式(I)所示化合物的合成

①化合物(1)的合成：将0.8-1.5摩尔当量Bodipy-Cl2溶于乙腈中，通入氮气，室温下搅拌，然后加入0.8-1.5摩尔当量1,3-双(4-甲氧基苯)-1,3-丙二酮，3-5摩尔当量NaH，继续反应4-8h；然后加入二氯甲烷90-150mL，蒸馏水50-100mL，反复萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤旋干，残留物进行层析柱得到化合物1；

②化合物2的合成：将0.8-1.5摩尔当量Bodipy-Cl₂溶于乙腈中，通入氮气，室温下搅拌，然后加入0.8-1.5摩尔当量二苯甲酰甲烷，3-5摩尔当量NaH，继续反应4-10h；然后加入二氯甲烷90-150mL，蒸馏水50-100mL，反复萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤旋干，残留物进行层析柱得到化合物2；

③化合物3的合成：将0.8-1.5摩尔当量Bodipy-Cl2溶于乙腈置中，通入氮气，室温下搅拌，然后加入0.8-1.5摩尔当量1,3-双(4-氯苯)-1,3-丙二酮，3-5摩尔当量NaH，继续反应4-10h；然后加入二氯甲烷90-150mL，蒸馏水50-100mL，反复萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤旋干，残留物进行层析柱得到化合物3；