[发明专利]一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针及其制备方法，其化学结构式如式(I)所示，该荧光探针通过2，6‑二乙炔基噻吩BODIPY衍生物与对二甲氨基苯甲醛的缩合反应制备。本发明所述的荧光探针化合物制备过程简单、反应条件温和、纯化步骤简便，且在很窄的酸性pH范围(pH＝1.7‑3.5)表现出较高的灵敏度。该探针在结合H⁺前后颜色变化明显，可裸眼识别，可通过溶液的颜色变化定性判断环境的pH值，是一种较好的可视化pH荧光探针。该荧光探针在化学反应、环境监测、生态保护等方面对酸度的检测具有潜在应用价值。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针及其制备方法。

背景技术

氟硼二吡咯(Dipyrrom ethene Boron Difluoride，简称BODIPY)荧光物质是一类新兴的染料，具有斯托克斯位移较小、稳定性好、对酸碱不敏感、荧光量子产率较高(甚至在水中，都通常接近100％)、荧光激发和发射峰较窄，且都在可见光区(λ≥500nm)在许多有机溶剂中的溶解性较高等优点。并且可以通过对BODIPY中心骨架结构加以修饰，得到一系列具有高荧光量子产率，近红外吸收的BODIPY衍生物。

在环境分析、化学反应过程控制、生物医学等方面中，pH值的测定具有十分重要的意义。物质的物化性质及其在水溶液中的反应性能、生命体系中的许多生理过程都与其所处环境的pH值密切相关。目前，pH测定方法主要有指示剂法、pH试纸法、玻璃电极法、光学传感器法等。pH试纸的需要肉眼观测，主观性太强导致测量准确性较差。电极法虽然可以准确测量，但受到电化学干扰，易损伤，难以用于细胞方面的检测使用局限性大。相比于其他pH的测定方法，使用荧光探针法进行pH检测具有灵敏度高、选择性好等优点。尽管基于分子的荧光探针可以准确测量不同环境下pH值，但由于在强酸条件下探针分子的变质或荧光猝灭等限制，大多数荧光探针无法在强酸条件下进行探针。且绝大多数pH荧光分子探针检测范围宽，这就降低了探针的灵敏度，对于强酸性低pH范围内(pH＜4)的荧光探针鲜有报道。另外，近红外荧光探针的最大吸收波长和发射波长为600～900nm，可避免背景干扰。因此，近红外荧光检测在生物样品分析中有明显的优越性。因此，设计并合成能够在强酸条件下精确测量pH值的近红外荧光探针，尤其是比率型探针，对于环境、化学及生物研究具有重要的学术价值和实际应用意义。

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BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针及其制备方法。

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：

本发明涉及的一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针的结构如下：

本发明涉及的一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针合成路线为：

本发明涉及的一种BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针的制备过程包括以下步骤：

步骤1：在氩气保护下，将式(II)2，6-二碘代BODIPY衍生物、式(III)所示2-乙炔噻吩、CuI溶于干燥四氢呋喃与N，N-二异丙基乙胺，后迅速加入四(三苯基膦)钯，缓慢升温至60℃反应10～14小时，反应结束后减压除去有机溶剂，残余物经硅胶柱层析分离提纯得到式(VI)所示的2，6-二乙炔噻吩基BODIPY衍生物；

步骤2：在无水条件下，在配备有Dean-Stark装置的圆底烧瓶中加入式(IV)所示的2，6-二乙炔噻吩基BODIPY衍生物、式(V)所示的对二甲氨基苯甲醛和对甲苯磺酸，然后溶于甲苯，并加入少量哌啶，混合物加热到140℃回流，TLC检测反应原料点消失，反应结束后减压除去有机溶剂，残余物经硅胶柱层析分离提纯得到式(I)所示的BODIPY类酸性pH响应的近红外荧光探针。；