[发明专利]一种双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法，采用BODIPY衍生物与7‑(N，N‑二乙基胺基)‑3‑甲醛‑香豆素为原料在对甲苯磺酸和哌啶催化作用下发生Knoevenagel缩合反应合成。该制备方法反应步骤简单、反应条件温和、选择性较好。该荧光染料具有光致分子内电荷转移(ICT)效应，电子吸收光谱及发射光谱都在730nm以上，并具有高的摩尔消光系数、大的斯托克斯位移和良好的光稳定性等优异的光物理性能。最大荧光发射波长达到780nm以上，在生物标记、荧光探针、有机光伏材料等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机化合物合成、功能性荧光染料和精细化工技术领域，具体涉及一种双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法。

背景技术

氟硼二吡咯甲川荧光染料(BODIPY)是一种多功能染料，具有化学稳定、大的摩尔消光系数和高荧光量子产率等优点，吸引了包括在荧光标记、荧光探针、有机电致发光器件、生物技术和太阳能电池等领域的科研工作者的密切关注。近年来，对BODIPY染料的研究倾向于合成长波长的近红外荧光染料，因为近红外光在传播过程中受到的干扰小、对物质透过性好，特别是在近红外光谱区，生物分子自身的吸收和荧光最小，可以避免生物体散射光以及自荧光对检测结果造成的偏差，散射干扰也大为减少，且对组织细胞渗透性强，因此设计并合成长波长BODIPY染料具有十分重要的意义。BODIPY分子母体3，5位的甲基具有一定的化学活性，可与芳香醛发生Knoevenagel缩合反应，因此引入不同类型的共轭乙烯基，与BODIPY主体形成较大的共轭体系不仅可以保持BODIPY刚性，还可以扩展π共轭体系及增加分子的平面性，导致吸收光谱和发射光谱移向更长波长，为设计合成BODIPY类近红外荧光染料提供了基础。

香豆素又名1，2-苯并吡喃酮、邻羟基肉桂酸内酯、邻氧萘酮等，是香豆素类染料的基本骨架。香豆素类化合物广泛分布于高等植物中，因具有许多生理活性而广受重视，如抗菌、抗凝血、降压、降糖等作用，特别是某些衍生物具有抗HIV活性和抗肿瘤活性。并且香豆素类染料是一类双键旋转受阻抑的肉桂酸内酯类化合物，具有荧光量子产率高和Stokes位移大，色光鲜艳，荧光强烈等特点。因此，香豆素类衍生物也是医药学、有机荧光染料研究中的一类重要中间体。

基于BODIPY类荧光染料母体的易修饰性和香豆素类衍生物的优异光物理性质和生物活性，通过Knoevenagel缩合一步反应合成一种香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料，避免了大多数近红外氟硼二吡咯类染料合成步骤多、催化剂昂贵、难度大等问题。另外，鉴于近红外荧光染料在细胞定位、细胞靶向载药和肿瘤细胞光动力杀伤等领域的重要的意义，因此合成新型的具有生物活性的近红外荧光有机染料分子在细胞的荧光成像领域具有重要的科学意义和应用价值。

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双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法。

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：

本发明的一种双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法，其特征在于该近红外荧光染料具有如下结构式(I)：

一种双香豆素共轭BODIPY类近红外荧光染料及其制备方法，步骤如下：

(1)在配备有Dean-stark装置的圆底烧瓶中加入1，3，5，7-四甲基-8-(2，4，6-三甲基苯基)氟硼二吡咯、7-(N，N-二乙基胺基)-3-甲醛-香豆素和对甲苯磺酸，然后溶解于20～25mL甲苯和1.5～2mL哌啶中，反应混合物加热到110～120℃回流，反应时间6～8小时。其中，1，3，5，7-四甲基-8-(2，4，6-三甲基苯基)氟硼二吡咯、对甲苯磺酸与7-(N，N-二乙基胺基)-3-甲醛-香豆素的摩尔比为1∶0.5∶2.0～3.0。