[发明专利]一类含偶氮苯基的两亲性BODIPY衍生物及制备方法

说明书

本发明涉及一类含偶氮苯基的两亲性BODIPY衍生物及制备方法；将4,4’‑二溴乙烷偶氮苯与1,7‑二(4‑羟基苯基)‑3,5‑二(4‑丙炔氧基)氮杂亚甲基二吡咯反应得到含偶氮苯基基团的氮杂亚甲基二吡咯；含偶氮苯基基团的氮杂亚甲基二吡咯在三氟化硼乙醚作用下反应得到含偶氮苯基基团的BODIPY母核；含偶氮苯基基团的BODIPY母核结构通过click反应引入含亲水链R的苯甲酰胺，获得目含偶氮苯基基团的两亲性Aza‑BODIPY染料，结构式如下；该系列分子首次引入具有光响应的偶氮苯基基团，首次完成自组装过程进行控制，更具有温和的性质、低成本的特点，为实现生命系统的体外模拟提供了新思路。

技术领域

本发明涉及染料技术领域，特别是涉及一类含偶氮苯基的两亲性BODIPY衍生物及制备方法。

背景技术

1968年首次被合成并报道[Liebigs.Ann.Chem.1968,718,208-223]的氟硼二吡咯甲川(4,4-Difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-dipyrromethene,difluoro-bora-dipyrromethenes,BODIPY)染料是近二三十年才发展起来的。该类染料具有吸收和发射波长较长、光稳定性好、半峰宽窄、量子产率高、摩尔消光系数大等特点而被科学界广泛的研究[Chem.Rev.2007,107,4891-4932]。染料的结构如下：

其核心结构是左右两个吡咯环，中间是硼氮六元杂环。三个环呈非常好的共轭平面结构，与硼原子相连的两个氟原子位于BODIPY染料核心平面的两侧。该母体结构具有8个取代位，其中R₁-R₃、R₅-R₇是吡咯上的取代位，也是较常见的取代位，R₈来自于合成BODIPY的醛、酰氯等底物。R₁-R₈可以是不同基团，其常见的取代基团有烷基，烯基，炔基，芳基，卤素等。4位F原子也可以由炔基，芳基等基团取代。

Aza-BODIPY是BODIPY的meso-位置的碳原子被氮原子取代，从而使其紫外可见吸收光谱红移100nm左右，因而具有更高的研究应用的价值和潜力[Lu P.,PolymerChemistry,2021,12(3):327–348.]。由于降低了背景光源的吸收、光的散射性以及提高了对生物样品检测的敏感度，因而在生物检测方面具有优秀的应用潜能。但是Aza-BODIPY衍生物仍然有一些化学性质方面的缺陷，包括水溶性差不利于生物方面的应用，发射波长在近红外区等，因此为了扩大研究应用范围，需要在母核的基础上引入不同性质的官能基团，近年来，研究工作者向母核的不同位置引入不同长度或数量的亲水和疏水取代基团从而调节分子的吸收和发射波长，最终达到调节控制超分子自组装过程的目的，进一步扩展了该染料在生命科学，荧光探针，离子识别方面，纳米材料制备等领域广泛的应用。两亲性染料的超分子聚集体由于其具有一定的水溶性，故在生物医学等方面具有广阔的应用前景，如:光热治疗肿瘤等等。在Aza-BODIPY基础结构上的1、7位置引入十二烷氧基，在3、5位置引入三氧亲水链，制备得到具有高光热转化效率的两亲性Aza-BODIPY染料，通过近红外(NIR)激光调制的形态转化，可以同时实现长时间的血液循环和肿瘤深度穿透[Yuan C.,ACS Nano2020,14,3640-3650.]。两亲性Aza-BODIPY染料自组装过程大多是在温度、时间等途径的控制下进行的，在实际应用过程中对温度与时间的要求较为严格，成本高。

本发明在Aza-BODIPY基础结构上在1、7位上引入具有光响应的偶氮苯基使得其在紫外光照射下能够实现光场诱导超分子聚集，同时利用碘化亚铜催化的Click反应在Aza-BODIPY的3、5位上分别引入含亲水链的苯甲酰胺基团增强分子水溶性。该系列分子首次在Aza-BODIPY染料中引入具有光响应的偶氮苯基基团，首次通过光场对Aza-BODIPY染料的自组装过程进行控制，与现有的Aza-BODIPY染料自组装途径相比，更具有温和的性质、低成本的特点，为实现生命系统的体外模拟提供了新思路。

发明内容