一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法，采用BODIPY衍生物与4

【技术实现步骤摘要】
一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法


[0001]本专利技术属于精细有机合成和功能性荧光染料领域，具体涉及一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近几十年来，有机荧光染料在材料、生物、医学、太阳能利用等方面取得许多突破性的进展，已成为有机化学中的一个重要研究领域。有机荧光染料通常都具有较强的吸收和荧光量子产率等特点，氟硼二吡咯(Boron
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dipyrromethene，简称BODIPY)由于其优良的性能而得到广泛关注，BODIPY是由中间一个氮硼六元杂环和左右两侧的吡咯五元环组成，具有良好的共轭平面性。在母体平面的两侧各有一个氟原子直接与硼原子相连，构成了一个完整的结构单元，可根据不同的目的引入多种基团进行修饰从而提高各方面的性能。
[0003]近年来，对BODIPY类化合物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，散射干扰也极大减少，且对组织细胞渗透性强。因此，近红外染料在生物检测领域具有无与伦比的优势。与传统荧光染料相比，如荧光素和罗丹明等，BODIPY类化合物具有较高摩尔吸光系数、荧光量子产率和荧光寿命、荧光信号对溶剂极性和pH不敏感、在可见光区域有强吸收、较好的光热稳定性等性质。而且，BODIPY分子具有一定的化学活性，可对其结构和性能进行调节。特别是，BODIPY母核3，5位及8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，形成较大的芳环共轭体系，从而使得该类化合物的电子吸收和发射波长发生明显红移。因此，可利用芳基醛基对BODIPY
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3，5位和8位的修饰制备BODIPY类衍生物。
[0004]目前大多数近红外氟硼二吡咯类染料合成步骤多、难度大、溶解性差，限制了其在生物、环境、医学等领域的进一步应用。三苯胺及其衍生物具有较好的给电子性、较低的离子化电位、较好的溶解性与无定形成膜性、较强的荧光性能与光稳定性，且具有优良电荷传输能力，因此三苯胺及其衍生物在有机电致发光二极管(OLEDs)、有机太阳能电池、场效应晶体管、双光子荧光材料等领城有着广泛的应用。4
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二苯胺基苯甲醛中由于甲酰基活性极高，可以发生很多化学反应，使得4
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二苯胺基苯甲醛在合成上述系列功能材料发挥着重要作用。因此，可通过Knoevenagel缩合反应将3、5、8位上带有甲基的BODIPY衍生物与4
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二苯胺基苯甲醛反应形成共轭双键，合成一类结构新颖、制备方法简单、性能优良的星型BODIPY近红外荧光染料。然而，目前还没有研究报道此类化类化合物。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种星型BODIPY近红外荧光染料。本专利技术的另一目的是提供一种上述的星型BODIPY近红外荧光染料的制备方法。
[0006]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法，其特征在于，其结构式如下式(I)所示：
[0008][0009]一种星型BODIPY近红外荧光染料衍生物的制备方法，步骤如下：
[0010]1)在无水条件下，在圆底烧瓶中加入1，3，5，7，8
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五甲基
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氟硼二吡咯、4
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二苯胺基苯甲醛和新干燥的对甲苯磺酸，并配备Dean
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Stark装置，然后加入20～30mL甲苯溶解，并加入1～1.5mL哌啶作催化剂，搅拌加热到回流8～10小时；其中，1，3，5，7，8
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五甲基
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氟硼二吡咯和4
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二苯胺基苯甲醛的摩尔比为1∶3～4。
[0011]2)将反应物冷至室温，用二氯甲烷稀释、盐水洗、分离，有机层用无水硫酸钠干燥、减压蒸馏除去有机溶剂，残留物经硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为二氯甲烷和石油醚，得到星型BODIPY近红外荧光染料衍生物。
[0012]具体化学反应式如下：
[0013][0014]上述步骤(1)中，1，3，5，7，8
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五甲基
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氟硼二吡咯与4
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二苯胺基苯甲醛的摩尔比为1∶3～4。
[0015]上述步骤(1)中，加入的甲苯和哌啶的用量分别是20～30mL和1～1.5mL。
[0016]上述步骤(1)中，1，3，5，7，8
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五甲基
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氟硼二吡咯、对甲苯磺酸与4
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二苯胺基苯甲醛摩尔比为1∶0.6∶3.0～4.0。。
[0017]上述步骤(2)中，硅胶柱层析分离洗脱剂为二氯甲烷和石油醚(V1∶V2＝2∶3)。
[0018]本专利技术的有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术的一种星型BODIPY近红外荧光染料及其制备方法具有的优点有：(1)制备方法简便易行，通过一步缩合反应在BODIPY衍生物的3、5位及8位引入4
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二苯胺基苯乙烯基，形成D
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A
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D分子结构；(2)该类化合物在有机溶剂中溶解性好，且对氧气和湿度不敏感，具有很好的环境稳定性宽，在300～800nm范围内均有吸收，吸收范围广。(3)该
荧光染料具有窄的近红外区吸收峰、高的摩尔吸光系数和良好的光稳定性，使得其在太阳能电池、荧光标记和生物成像等领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0020]图1是星型BODIPY近红外荧光染料(I)的高分辨质谱图；
[0021]图2是星型BODIPY近红外荧光染料(I)的紫外
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可见吸收光谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合具体附图对本专利技术做进一步的说明。
[0023]用1H
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NMR、HRMS、UV
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Vis谱表征并证实星型BODIPY近红外荧光染料的结构。检测所用仪器为：Bruker ARX600型核磁共振仪(TMS为内标，氘代DMSO为溶剂)，美国ThermoELECTRON CORPORATION高分辨质谱工作站、岛津UV
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3100型紫外
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可见分光光度计(扫描范围200～900nm)。
[0024]实施例1
[0025]在配备有Dean
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Stark装置圆底烧瓶中，将BODIPY衍生物(50mg，0.19mmol)，4
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甲酰基三苯胺(136mg，0.5mmol)和新干燥的对甲苯磺酸(43mg)溶于25mL甲苯和1mL哌啶，混合物加热回流8小时，冷至室温，用二氯甲烷稀释、盐水洗，有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸除有机溶剂，残余物经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星型BODIPY近红外荧光染料，其特征在于，其结构式如式(I)所示：2.权利要求1所述一种星型BODIPY近红外荧光染料的制备方法，其特征在于其由如下步骤实现：在无水条件下，将1，3，5，7，8
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五甲基
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氟硼二吡咯与4
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二苯胺基苯甲醛按摩尔比1∶3.0～4.0加入到干燥甲苯中，再加入对甲苯磺酸和哌啶，搅拌并加热回流8～10小时，结束反应，冷却至室温，经二氯甲烷稀释、水洗、分离、干燥，减压蒸馏除去有机溶剂，残留物经硅胶层析柱进行分离提纯，洗脱剂为二氯甲烷和石油醚，得到星型BODIPY...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海军，卫婷，宗轩莱，蔡正春，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：