一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法技术

一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法，涉及材料科学领域，所得荧光染料结构通式为以下中的一种：

A new fluorescent dye synthesis method with aggregation induced luminescence

A novel method for synthesizing fluorescent dyes with aggregation-induced luminescence (AIL) phenomena relates to the field of materials science. The general formula of the structure of the fluorescent dyes obtained is one of the following:

【技术实现步骤摘要】
一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法
本专利技术涉及材料科学领域，特别是一种含四苯乙烯结构、用于合成具有聚集诱导发光现象的高性能功能化化合物(尤其是具有单线态氧产生能力的化合物)及其制备方法。
技术介绍
恶性肿瘤严重危害我国人民的生命与健康。2017年中国癌症数据统计报告指出，目前我国癌症发病率和死亡率持续上升，已经成为最主要的疾病死亡原因；中国新发癌症病例占全世界的四分之一。因此，提高癌症的早期诊断与精准诊疗水平符合当今我国的重大战略需求。分子影像学是传统的医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴学科。近年来，由于重大疾病精准诊疗的迫切需求使得分子影像技术及其相关材料领域快速发展，单光子发射计算机断层成像(SPECT)，正电子发射计算机断层成像(PET-CT)、核磁共振成像(MRI)以及光学成像等分子影像技术已经被广泛地应用于癌症的临床诊断、治疗评估以及癌症发生发展机制的研究中。肿瘤的早期诊断和精准分期、图像引导下的手术精准切除等是目前临床上提高患者治疗疗效及生存周期的挑战性难题。目前传统成像技术灵敏度和特异性、空间分辨率较低，同时存在电离辐射危害等瓶颈问题。而相比于其他分子影像技术，光学成像特别是荧光成像技术具有高灵敏度、高瞬时分辨率、价格低廉、高效低毒以及设备简便移动灵活等特点和优势。迄今为止，荧光材料包括传统有机小分子荧光染料(通常具有平面的分子结构)、荧光蛋白、无机半导体量子点、半导体共轭高分子以及“聚集诱导发光”(Aggregation-InducedEmission；简称AIE)材料等被大量应用于癌症诊疗的研究中。其中，每种荧光材料各具特色和优缺点。具有平面分子结构的有机小分子荧光染料通常在高浓度和聚集状态下发生荧光淬灭，即“聚集导致荧光淬灭(Aggregation-CausedQuenching；简称ACQ)”效应。这是因为在聚集状态下，分子之间的相互作用(例如π-π堆积)导致了非辐射能量转换，从而淬灭了荧光发射。毫无疑问，ACQ效应不利于荧光传感与成像，它迫使研究者在生物传感与成像方面的研究只能够使用比较稀的探针溶液，这样就导致了探针灵敏度的降低并且提高了对生物分子的追踪分析的难度。为了解决ACQ效应，AIE荧光材料应运而生，它们展现出了与ACQ材料截然相反的现象。AIE荧光分子(例如四苯基乙烯)通常具有分子内的可旋转单元(通常为苯环)。当其在溶液中以单分子状态存在时，AIE分子内的苯环就能够自由旋转，导致激发态能量大多以非辐射方式衰减，因而分子几乎不产生荧光发射。然而，在聚集状态下，AIE分子之间的空间位阻使得AIE分子内的苯环旋转受阻，非辐射衰减受到抑制，激发态能量以辐射方式产生强荧光。近年来，AIE领域特别是AIE分子在荧光检测与成像方面的相关研究取得了快速的发展，因为相比于传统的荧光材料，AIE荧光材料同时具备聚集态下荧光亮度高、抵制光漂白能力强、细胞/体内毒性低、便于实现荧光开启式检测等诸多优势。尽管目前还不够深入，AIE荧光材料在癌症诊疗领域的研究中也进行了许多尝试，并且取得了一系列重要的进展。其中非常重要的一点是，由于纳米材料的EPR效应(EnhancedPermeabilityandRetentionEffect)是其应用于癌症诊疗的重要基础，因此，越聚越亮的AIE荧光材料特别适用于构建具有高荧光量子产率的荧光纳米材料/探针，有助于实现癌症的高灵敏检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是发挥聚集诱导发光(AIE)现象优势，提供了一种含有四苯乙烯结构的新型功能化荧光染料。本专利技术的另外一个目的在于提供上述新型荧光染料的制备方法。本专利技术还有一个目的是在于提供上述一些新型荧光染料应用于制备功能化小分子荧光探针的制备方法。本专利技术的技术方案：一种新型荧光染料，其结构通式为I、II中的一种：其中Ar选自下列结构式中的任一种:其中Acceptor选自下列结构式中的任一种：通式中R为：方式I：包括以下步骤：(A1)利用二苯甲酮通过锌粉-四氯化钛还原偶联反应合成具有四苯乙烯结构的含有一个卤原子的大共轭体系分子.(A2)通过正丁基锂反应将四苯乙烯结构上的卤原子溴替换硼酸基。(A3)为通过一步Suzuki反应与4-溴苯甲醛或5-溴噻吩-2-甲醛偶联形成更大体系共轭的含有四苯乙烯结构的酮中间体。方式II：包括以下步骤：(B1)利用二苯甲酮通过锌粉-四氯化钛还原偶联反应合成具有四苯乙烯结构的含有一个卤原子的大共轭体系分子.(B2)通过正丁基锂反应将2-(3,4-乙烯基双氧噻吩)甲醛附加正三丁基锡结构。(B3)将B1步骤得到的TPE-Br与B2得到的产物通过一步Suzuki反应偶联形成一种新的含有更大共轭体系的酮中间体。方式III：包括以下步骤：(C1)利用方法I、方法II得到的中间体与所接电子受体(acceptor)通过哌啶与乙腈体系进行回流反应得到目标终产物。方式IV：包括以下步骤：(D1)利用方法I、方法II得到的中间体与所接电子受体(acceptor)通过醋酸与醋酸铵体系进行回流反应得到含羧基的中间体。(D2)由上一步反应得到的中间体与带有功能基团的支链通过缩合反应进行染料功能化得到目标终产物。其中Acceptor为如下三种时采用方法III：其中Acceptor为如下两种时采用方法IV：本专利技术的优点是：相较于传统的荧光染料，本专利技术中的新型染料，不仅可以解决高浓度下聚集诱导淬灭的问题，通过荧光分子的重新生成，对NO等连接到染料上的功能基团释放过程进行示踪监测，同时可依靠荧光分子在病灶部位产生的ROS，对癌症部位进行治疗，实现染料多功能化的目的。具体实施方式下面给出实例对本专利技术作更详细的说明，有必要指出的是以下实施例不能解释为对专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述
技术实现思路
对本专利技术作出的一些非本质的改进和调整，仍应属于本专利技术的保护范围。实施例1(E)-2-((2-(2-(5-((4'-(2,2-bis(4-methoxyphenyl)-1-phenylvinyl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)methylene)-4-oxo-2-thioxothiazolidin-3-yl)acetamido)ethyl)disulfanyl)ethylnitrate的合成(1)合成中间体4,4'-(2-(4-bromophenyl)-2-phenylethene-1,1-diyl)bis(methoxybenzene)[1a]:将24.2g(372mmol)锌粉悬浮于250mL四氢呋喃(THF)加入1L三口瓶中，磁子搅拌并通入氩气。将体系降至0℃滴加21mL(186mmol)四氯化钛，滴加完成后将体系恢复室温反应30min，再油浴加热升至70℃，反应3h。之后再次降至0℃，先滴加7.4g(93mmol)吡啶，后滴加溶于200mL四氢呋喃(THF)的4,4'-二甲氧基二苯甲酮9g(37.2mmol)与4-溴二苯甲酮12.6g(48.4mmol)，滴加完成后油浴升温至70℃反应8h过夜。待反应完全后，将体系再次降温至0℃，加入200mL饱和碳酸氢钠溶液淬灭，过硅藻土，使用乙酸乙酯200mL洗净滤饼，将滤液分液，旋干有机相，硅胶拌样，过柱得产物9.9g，产率为57％。1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料，其结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料，其结构通式为：其中Ar选自下列结构式中的任一种:其中Acceptor选自下列结构式中的任一种：2.一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料，其结构通式为：其中Ar选自下列结构式中的Ar1或Ar2或Ar3任一种:Acceptor选自下列结构式中的任一种：通式中R为：3.一种新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法，其特征是：包括中间体的合成方法及目标终产物的合成方法，所得目标终产物为以下通式中的一种其中Ar选自下列结构式中的Ar1或Ar2或Ar3任一种:Acceptor选自下列结构式中的任一种：通式中R为：4.根据权利要求3所述的新型具有聚集诱导发光现象的荧光染料合成方法，其特征是：所述的中间体的合成方法包括方式I：包括以下步骤：(A1)利用二苯甲酮通过锌粉-四氯化钛还原偶联反应合成具有四苯乙烯结构的含有一个卤原子的大共轭体系分子，(A2)通过正丁基锂反应将四苯乙烯结构上的卤原子溴替换硼酸基，(A3)为通过一步Suzuki反应与4-溴苯甲醛或5-溴噻吩-2-甲醛偶联形成更大体系共轭的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘谦，倪翔，丁丹，高贺麒，
申请(专利权)人：天津市第一中心医院，南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12