[发明专利]一种近红外碳罗丹明荧光染料及其合成方法

权利要求书

1.一种近红外碳罗丹明荧光染料的合成方法，所述近红外碳罗丹明荧光染料，结构式如下：

，其中，R₁为C1-C10的直链烷基或支链烷基或苄基；R₂为C1-C10的直链或支链烷基或芳基或取代芳基或杂芳基；R₃为H或甲基；R₄为H或C1-C10的直链或支链烷基或羧基或酯基或烷氧基或芳基或取代芳基；阴离子X^-为F^-或Cl^-或Br^-或I^-或ClO₄^-或SO₄^2-或CH₃COO^-或PO₄^3-；其特征在于：所述合成方法包括如下步骤：

第一步， 2,7-二硝基蒽-9,10-二酮的合成

冰浴下，将蒽酮溶于发烟硝酸中搅拌反应2小时，然后升至25℃，继续反应2小时后，将反应液倒入冰醋酸中，静置12h后析出亮黄色固体，过滤，收集固体并用冰醋酸重结晶得到2,7-二硝基蒽-9,10-二酮的中间体1；

其中：蒽酮、发烟硝酸、冰醋酸的质量比为1:9:20；

第二步，2,7-二氨基蒽-9,10-二酮的合成

将氢氧化钠溶于水中，再加入硫化钠搅拌溶解制得还原剂；将2,7-二硝基蒽-9,10-二酮加入无水乙醇中制得悬浮液，然后将还原剂加入该悬浮液，100℃加热搅拌12小时，冷却后过滤得到2,7-二氨基蒽-9,10-二酮的中间体2；

其中：2,7-二硝基蒽-9,10-二酮、氢氧化钠、硫化钠的摩尔比为1:10.7:4.5；氢氧化钠与水的质量比为1:37；2,7-二硝基蒽-9,10-二酮 和乙醇的质量比为1:30；

第三步，2,7-双（二烷基氨基）蒽-9,10-二酮的合成

将2,7-二氨基蒽-9,10-二酮溶于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入氢化钠，搅拌30分钟后加入卤代烃，升温至90℃搅拌12小时，冷却后，将反应液倒入水中，乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，干燥浓缩后用柱层析分离得到2,7-双（二烷基氨基）蒽-9,10-二酮的中间体3，流动相为二氯甲烷；

其中2,7-二氨基蒽-9,10-二酮、氢化钠、卤代烃的摩尔比为1:5:5；

2,7-二氨基蒽-9,10-二酮与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:20；

第四步，中间体4的合成

将2,7-双（二烷基氨基）蒽-9,10-二酮溶于无水四氢呋喃中，滴加格氏试剂， 25℃反应30分钟；停止反应后将反应液倒入水中，二氯甲烷萃取3次，合并有机相，干燥浓缩后用柱层析分离，得到浅黄色固体化合物的中间体4；

其中2,7-双（二烷基氨基）蒽-9,10-二酮与格氏试剂的摩尔比为1:3；2,7-双（二烷基氨基）蒽-9,10-二酮与无水四氢呋喃的质量比为1:88；

第五步，中间体5的合成

将中间体4溶于干燥的N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入氢化钠，25℃搅拌30分钟后加入碘甲烷，反应4小时，反应结束后将反应液倒入水中，乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，干燥浓缩后用柱层析分离，得到浅黄色固体化合物的中间体5；

其中，中间体4、氢化钠、碘甲烷的摩尔比为1:3:3；中间体4与溶剂N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:30；

第六步，近红外碳罗丹明荧光染料的合成

在氮气保护、-78℃条件下，将正丁基锂滴加到溶解有卤代芳烃的无水四氢呋喃中，维持温度搅拌反应1小时，然后滴加入含有中间体4或者中间体5的无水四氢呋喃溶液，恢复至25℃反应2小时后，用酸溶液将反应溶液酸化，反应溶液变为蓝绿色，用二氯甲烷萃取3次，合并有机相，干燥浓缩，得到近红外碳罗丹明荧光染料的粗产品；

其中，中间体4或者中间体5、卤代芳烃、正丁基锂的摩尔比为1：10：5；卤代芳烃与四氢呋喃的质量比为1：88；

第七步，近红外碳罗丹明荧光染料的提纯

将第六步中得到的近红外碳罗丹明荧光染料粗产品用乙醚和乙醇混合溶剂结晶后得到近红外碳罗丹明荧光染料的纯品。

2.根据权利要求1所述的一种近红外碳罗丹明荧光染料的合成方法，其特征在于：第三步中所述的卤代烃为溴代烷烃或者碘代烷烃。