一类基于三苯胺的光热小分子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及新型、高效的光热剂，具体涉及一类基于三苯胺的光热小分子及其制备方法和应用。为治愈细菌感染和恶性肿瘤，本发明专利技术提供一类含有噻吩并噻吩和茚满的三苯胺类有机小分子，该光热分子以4‑硼酸频哪酯‑4',4”‑二甲基三苯胺为原料与4‑溴‑6‑甲酰基噻吩并[3,4‑b]噻吩‑2‑乙酸乙酯或4‑甲酰基‑6‑溴噻吩并[3,4‑b]噻吩‑2‑乙酸乙酯发生Suzuki偶联反应，再与茚满类衍生物发生Knoevenagel缩合反应得到。所采用的制备方法操作简单，反应条件温和，产率较高。该类光热分子的光热性能优异，无细胞毒性，对大肠杆菌和Hela细胞具有良好的杀伤效果，在光热抗菌和抗肿瘤方面具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一类基于三苯胺的光热小分子及其制备方法和应用
本专利技术涉及新型、高效的光热剂，具体涉及一类基于三苯胺的光热小分子及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，由于抗生素的乱用和滥用导致“超级细菌”的出现和传播。所谓“超级细菌”是指这些细菌对于目前的抗生素具有多重耐药的特性，这对于临床创伤感染的治疗增添了很大的难度。耐多重抗生素的超级细菌的爆发性流行尽管只是有潜在的可能，但其可怕之处却引起了世界各国的恐慌。因此发展新的抗感染策略迫在眉睫。大肠杆菌是导致畜禽感染的主要致病菌之一。由乳腺致病性大肠杆菌和禽致病性大肠杆菌引起的奶牛乳腺炎、禽大肠杆菌病的发病率呈逐年上升趋势，给世界范围内畜禽相关的蛋奶肉生产造成重大经济损失。抗生素治疗是防治畜禽源致病性大肠杆菌的重要手段。多药耐药大肠杆菌的出现和广泛传播，使抗菌药物的治疗效果越来越差。随着超级耐药菌的产生，治疗过程中不得不超剂量使用或多种抗生素联合使用；而抗菌药物的大剂量广泛使用造成细菌耐药谱增宽、动物性产品药物残留、对环境和人类健康造成污染和损害。癌症作为全球第二大死亡原因，其死亡例数和发病例数逐年上升。据世界卫生组织估计，在未来二十年中，全球癌症例数可能会增加60％，防控形势不可松懈。2020年全球新发癌症病例1929万例，其中中国新发癌症457万人，占全球23.7％。由于中国是世界第一人口大国，癌症新发人数远超世界其他国家；由于中国癌症患病人数多，癌症死亡人数位居全球第一。光热疗法(PTT)利用光热剂的光热效应，可以从光中收集能量并将能量转化为热，从而提高周围环境的温度并触发细菌和癌细胞的死亡。PTT是一种高效且非侵入性的疗法，能够有效消除细菌感染和癌细胞。因此，专利技术新型抗菌和抗肿瘤制剂治愈细菌感染和恶性肿瘤对减少疾病发生和改善人类生活环境具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类含有噻吩并噻吩和茚满的三苯胺类有机小分子，所采用的制备方法操作简单，反应条件温和，产率较高。该系列三苯胺类有机小分子是一种无细胞毒性且具有良好的光热性能，其对大肠杆菌和Hela细胞具有良好的杀伤效果，在光热抗菌和抗肿瘤治疗方面有较高的应用价值。为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一类基于三苯胺的光热小分子，含有噻吩并噻吩和茚满，具体为MTTI-1、MTTI-2、MTTI-3、MTTI-4；其中MTTI-1的结构式为：MTTI-2的结构式为：MTTI-3的结构式为：MTTI-4的结构式为：一类基于三苯胺的光热小分子的制备方法，包括以下步骤：步骤1，在氮气保护下，取4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-溴-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2CO3和超干的1,4-二氧六环混合，再加入催化剂[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物，之后避光反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，猝灭反应，之后将溶剂旋干，用水和有机溶剂萃取，收集有机相干燥，旋除溶剂，经柱色谱分离得红色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；当所述光热小分子为MTTI-1时，制备方法还包括以下步骤：步骤2，取4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-茚满二酮混合，抽真空通氮气，之后加入氯仿和哌啶反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，稀释反应液，萃取、收集、干燥有机相，旋除溶剂，经柱色谱分离得墨绿色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1,3-二氧基-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；当所述光热小分子为MTTI-2时，制备方法还包括以下步骤：步骤3，取4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和3-(二氰基亚甲基)靛酮混合，抽真空通氮气，之后加入氯仿和吡啶反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，稀释反应液，萃取、收集、干燥有机相，旋除溶剂，经柱色谱分离得暗红色固体(Z)-4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1-(二氰亚甲基)-3-氧代-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；当所述光热小分子为MTTI-3时，制备方法还包括以下步骤：步骤4，取4-甲酰基-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-双(二氰基亚甲基)茚满混合，抽真空通氮气，之后加入乙酸酐，回流反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，将反应液倒入无水乙醇中，沉淀出黑色固体，抽滤，用乙醇将固体彻底洗干净后在真空下干燥，得黑色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1,3-双(二氰亚甲基)-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；当所述光热小分子为MTTI-4时，制备方法包括以下步骤：步骤5，在氮气保护下，取4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-甲酰基-6-溴噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2CO3和超干的1,4-二氧六环，再加入催化剂[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物，之后避光反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，猝灭反应，之后将溶剂旋干，用水和有机溶剂萃取，收集有机相，干燥，旋除溶剂，经柱色谱分离得红色固体4-甲酰基-6-(4-(二-对甲苯基胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；步骤6，取4-甲酰基-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-双(二氰基亚甲基)茚满混合，抽真空通氮气，之后加入乙酸酐，回流反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，将反应液倒入无水乙醇中，沉淀出黑色固体，抽滤，用乙醇将固体彻底洗干净后在真空下干燥，得黑色固体4-((1,3-双(二氰亚甲基)-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；进一步，所述步骤1中4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-溴-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2CO3和[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物的摩尔比为1～3:1:2～5:0.05～0.1；所述超干的1,4-二氧六环的用量为0.62mmol4-溴-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯使用5～20mL超干的1,4-二氧六环；所述避光反应的温度为80～100℃，时间为12～20h；所述猝灭反应用氟化钾溶液；所述萃取的有机溶剂为二氯甲烷，萃取次数为1～5次；所述有机相干燥用无水硫酸钠；所述柱色谱分离的展开剂为二氯甲烷:石油醚的体积比为1～3:1。进一步，所述步骤2中4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、1,3-茚满二酮、哌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类基于三苯胺的光热小分子，其特征在于：所述光热小分子含有噻吩并噻吩和茚满，具体为MTTI-1、MTTI-2、MTTI-3、MTTI-4；/n其中MTTI-1的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一类基于三苯胺的光热小分子，其特征在于：所述光热小分子含有噻吩并噻吩和茚满，具体为MTTI-1、MTTI-2、MTTI-3、MTTI-4；
其中MTTI-1的结构式为：



MTTI-2的结构式为：



MTTI-3的结构式为：



MTTI-4的结构式为：





2.如权利要求1所述的一类基于三苯胺的光热小分子的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，在氮气保护下，取4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-溴-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2CO3和超干的1,4-二氧六环混合，再加入催化剂[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物，之后避光反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，猝灭反应，之后将溶剂旋干，用水和有机溶剂萃取，收集有机相干燥，旋除溶剂，经柱色谱分离得红色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；
当所述光热小分子为MTTI-1时，制备方法还包括以下步骤：
步骤2，取4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-茚满二酮混合，抽真空通氮气，之后加入氯仿和哌啶反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，稀释反应液，萃取、收集、干燥有机相，旋除溶剂，经柱色谱分离得墨绿色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1,3-二氧基-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；
当所述光热小分子为MTTI-2时，制备方法还包括以下步骤：
步骤3，取4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和3-(二氰基亚甲基)靛酮混合，抽真空通氮气，之后加入氯仿和吡啶反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，稀释反应液，萃取、收集、干燥有机相，旋除溶剂，经柱色谱分离得暗红色固体(Z)-4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1-(二氰亚甲基)-3-氧代-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；
当所述光热小分子为MTTI-3时，制备方法还包括以下步骤：
步骤4，取4-甲酰基-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-双(二氰基亚甲基)茚满混合，抽真空通氮气，之后加入乙酸酐，回流反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，将反应液倒入无水乙醇中，沉淀出黑色固体，抽滤，用乙醇将固体彻底洗干净后在真空下干燥，得黑色固体4-(4-(二对甲苯胺基)苯基)-6-((1,3-双(二氰亚甲基)-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；
当所述光热小分子为MTTI-4时，制备方法包括以下步骤：
步骤5，在氮气保护下，取4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-甲酰基-6-溴噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2CO3和超干的1,4-二氧六环，再加入催化剂[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物，之后避光反应，反应结束后，待反应液冷却至室温，猝灭反应，之后将溶剂旋干，用水和有机溶剂萃取，收集有机相，干燥，旋除溶剂，经柱色谱分离得红色固体4-甲酰基-6-(4-(二-对甲苯基胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯；
步骤6，取4-甲酰基-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯和1,3-双(二氰基亚甲基)茚满混合，抽真空通氮气，之后加入乙酸酐，回流反应，反应完成后，待反应液冷却至室温，将反应液倒入无水乙醇中，沉淀出黑色固体，抽滤，用乙醇将固体彻底洗干净后在真空下干燥，得黑色固体4-((1,3-双(二氰亚甲基)-1,3-二氢-2H-茚-2-亚基)甲基)-6-(4-(二对甲苯胺基)苯基)噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯。


3.根据权利要求2所述的一类基于三苯胺的光热小分子的制备方法，其特征在于：所述步骤1中4-硼酸频哪酯-4',4”-二甲基三苯胺、4-溴-6-甲酰基噻吩并[3,4-b]噻吩-2-乙酸乙酯、Cs2...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯丽恒，秦涛，靳慧琴，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14