[发明专利]一种含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料和应用

说明书

本发明属于共轭聚合物的技术领域，具体涉及一种含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料和应用。所述含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料，具有较大的共轭平面结构，更有利于分子内的电荷转移，和传统的芳香杂环聚合物材料相比，本发明的酯基取代的芳香杂环共轭聚合物是在原有聚合物化学结构的基础上，引入两个强吸电子官能团酯基，具有更强的吸电子能力，使得其聚合物具有更低的LUMO能级，更红的吸收光谱，具有优秀的长波范围光吸收性能，所述含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料作为光热转换材料应用于光声成像领域中，能够具有更高的光热转换效率，更好的光稳定性，更优异的成像效果等优势。

技术领域

本发明属于共轭聚合物的技术领域，具体涉及一种含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料和应用。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的医学影像技术已经广泛应用于疾病的检测和预防当中，如传统的正电子发射型计算机断层显像(CT)，磁共振成像(MRI)，光学相干断层成像技术(OCT)和超声成像等。但是，这些传统成像技术或多或少存在一些尚存在的缺陷，如图像采集速率过慢，成像分辨率低等。基于此，光声成像这一新兴成像技术以其高成像分辨率，高成像对比度，成本低，成像追踪能力强等优点，成为现如今医学影像技术中的新星。

现如今，大多数光声造影剂是由无机材料制成，其中包括贵金属材料(如Au、Pd和Ag量子点等)，碳纳米材料(如：石墨烯、碳纳米管等)和一些过渡金属硫化物(如：CuS、MoS₂)，虽然这些无机材料作为外源性光声造影剂具有较好的成像效果，但是由于无机材料的生物毒性高，代谢时间过长等缺点严重影响了它们的临床应用。相比于无机材料，有机小分子燃料具有很好的生物体相容性，这对于生物体光声成像是很有利的，但是传统的有机小分子的荧光效率高，导致了光热转换效率的降低，使得成像效果变差，而共轭聚合物既包含了无机材料的优异成像效果的优点，又具有良好的生物相容性，成为了现在光声成像研究领域中理想的光声造影剂材料。

共轭聚合物(D-A)的构筑方法是现如今设计窄带隙共轭聚合物的有效策略之一，由给电子单元D、缺电子单元A构成共轭高分子，由于共轭聚合物强的分子内电子推拉效应，从而使得聚合物分子产生强的分子内电子推拉效应。

NIR-II区光声成像以其较强的成像效果是现如今光声成像领域中研究的热点，然而NIR-II区光热转换剂大部分都是无机贵金属材料。由于无机贵金属材料的毒性大，限制了它们在生物体内的应用。共轭聚合物作为一种具有高消光系数，高生物体相容性以及简便的化学修饰能力的理想型光热转换剂得到了人们的广泛关注。然而，在NIR-II具有强吸收的窄带隙共轭聚合物还相对较少。当芳香杂环受体单元与如：噻吩，稠噻吩，联噻吩，硒吩，苯并二噻吩等给体单元聚合时，由于其聚合物的LUMO能级不够低，导致聚合物吸收停留在NIR-I区间无法进行更高分辨率的NIR-II光声成像。因此，设计，合成高效的具有NIR-II强吸收的窄带隙共轭聚合物并将其应用于NIR-II光声成像当中是现如今迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料和应用。和传统的芳香杂环聚合物材料相比，本发明的含酯基取代的芳香杂环共轭骨架及其聚合物材料在原有聚合物化学结构的基础上，引入两个强吸电子官能团酯基，具有更强的吸电子能力，使得其聚合物具有更低的LUMO能级，更红的吸收光谱。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种含酯基取代的芳香杂环共轭骨架，所述酯基取代的芳香杂环共轭骨架的化学结构如下所示：

其中，A为环形共轭单元组分。

所述环形共轭单元组分A包括如下结构的一种或以上：

进一步地，所述含酯基取代的芳香杂环共轭骨架包括如下所示的化学结构式：