一种BODIPY的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种商业化BODIPY的合成方法，以电化学卤化反应生成的两种氯代BODIPY为基础原料，通过Suzuki偶联反应、酯水解反应、酰酯化反应完成了多种商业化BODIPY的合成，整个合成路线绿色环保、经济高效，电化学制备的两种氯代BODIPY性质稳定易于储存，易于操作，可以实现克制备，大大节省了这些商业化BODIPY的合成成本，实现了它们的国产化。

【技术实现步骤摘要】
一种商业化BODIPY的合成方法
本专利技术属于荧光染料的合成
，具体涉及一种商业化BODIPY的合成方法。
技术介绍
自1968年，Treibs和Kreuzer首次合成BODIPY荧光染料化合物以来，经过半个世纪的发展BODIPY荧光染料作为一种较新的染料化合物，受到了广泛的重视，同时也成为一种最常用的荧光染料化合物。与其他染料化合物相比BODIPY类染料具有以下优点：(1)主体结构一般不直接连接氨基、羟基等，因此对pH值不敏感；(2)荧光量子产率较高，有的在水中甚至可接近0.1的水平；(3)与荧光素、花箐染料等相比BODIPY染料具有较好的光稳定性；(4)由于其荧光光谱半峰窄，因此在荧光识别标记时灵敏度高；(5)摩尔吸收系数高，吸光效率较高。随着生物化学、有机化学的迅速发展，BODIPY染料化合物以其独特的性质和优势，在光动力治疗、pH探针、离子识别、光催化、蛋白质标记、细胞成像、蛋白质组学分析等领域得到了广泛的应用。BODIPY荧光染料作为一种极具科研价值和实用价值的化合物，在对其结构和应用性近60多的年研究探索中，已经发展出数以千计的BODIPY染料化合物，然而目前具有商业价值的BODIPY化合物，只有40多种，常见的商业化BODIPY的结构如下所示：上述商业化BODIPY化合物目前均为国外进口，国内无生产。现有文献公开的关于BODIPY化合物的合成步骤较长，对原料的消耗较大，合成产率低，环境污染严重等因素，使其在价格上非常昂贵。因此，开发和优化商业化BODIPY化合物合成路线是一件非常有意义的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经济、高效的合成商业化BODIPY的方法，该方法采用绿色环保的电化学方法，通过电化学卤代反应合成了氯代的BODIPY化合物，以此为原料合成了多种商业化的BODIPY。针对上述目的，本专利技术所采用的技术方案包括下述步骤：1、以乙腈为溶剂，将化合物1或化合物1′与氯化锂在室温下通入电流，发生电化学卤代反应，得到化合物2或化合物2′；2、以甲苯为溶剂，在氮气保护下，将化合物2与化合物3、化合物4、碳酸钠、四三苯基磷钯加热回流，或将化合物2′与化合物3、碳酸钠、四三苯基磷钯加热回流，发生Suzuki偶联反应，生成化合物5或化合物5′；3、以四氢呋喃和水的混合液为溶剂，将化合物5或化合物5′与盐酸进行酯水解，生成化合物6或化合物6′；4、以二氯甲烷为溶剂，将化合物6或化合物6′、N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯在三乙胺作用下发生酰酯化反应，生成化合物7或化合物7′；式中，上述步骤1中，优选所述化合物1或化合物1′与氯化锂的摩尔比为1:2～5，电化学卤代反应采用恒流模式；其中化合物1的合成参考SCI文献“A.Thompson,etal.Chem.Commun.,2013,49,816”，化合物1′的合成参考文献“C.A.Alabi,etal.BioconjugateChem.2017,28,907-912”报道的合成方法来完成。上述步骤2中，优选所述化合物2与化合物3、化合物4、四三苯基磷钯、碳酸钠的摩尔比1:1.5～3:1.5～3:0.02～1:2～4，所述化合物2′与化合物3、四三苯基磷钯、碳酸钠的摩尔比1:1.5～3:0.02～1:2～4。上述步骤3中，优选所述化合物5或化合物5′与盐酸的摩尔比1:4～8。上述步骤4中，优选所述化合物6或化合物6′与三乙胺、N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯的摩尔比1:1～3:1～3。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过电化学制备过程制备化合物2，绿色环保，且实现了化合物2的克级制备，为合成商业化BODIPY衍生物提供了足够量的原料储备。而随后的Suzuki偶联、水解反应、酰酯化反应，都实现了70％以上的产率，极大地降低了商业化BODIPY的合成成本，无疑是一种更经济、更高效的合成方法。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不仅限于这些实施例。实施例11、将1.03g(5.3mmol)化合物1溶于60mL乙腈中，加入0.91g(21.2mmol)氯化锂，采用电合成器，恒流模式，3mA电流室温下搅拌8h。待反应结束后，将反应液转移至圆底烧瓶中减压浓缩后，用柱色谱纯化，得到0.92g黄色固体化合物2，其产率为66％，结构表征数据为：1HNMR(600MHz,CHCl3-d)δ:7.13(s,1H),7.07(d,J＝4.2Hz,2H),6.42(d,J＝4.4Hz,2H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ:145.7,134.1,131.4,127.9,119.1.2、将200mg(0.76mmol)化合物2溶于5mL甲苯中，加入1mL2.5mol/L(2.5mmol)碳酸钠水溶液、43mg(0.04mmol)四三苯基磷钯、145mg(1.14mmol)噻吩-2-硼酸3-1，在氮气保护下将反应液加热回流5h，待反应结束后，用分液漏斗萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、减压浓缩后，柱层析纯化，得到180mg褐色固体化合物5-1，其产率为80％，结构表征数据为：1HNMR(600MHz,CHCl3-d)δ:8.28(dd,J＝3.9,1.0Hz,1H),7.57(dd,J＝5.0,1.0Hz,1H),7.21(dd,J＝5.0,3.9Hz,1H),7.13-7.06(m,2H),6.99-6.94(m,1H),6.90-6.83(m,1H),6.39(d,J＝4.1Hz,1H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ153.6,141.5,137.8,133.3,132.8,132.7,132.3,130.9,129.5,128.1,126.0,121.8,117.7.将150mg(0.48mmol)化合物5-1溶于5mL甲苯中，加入0.5mL2.5mol/L(1.25mmol)碳酸钠水溶液、27.7mg(0.02mmol)四三苯基磷钯、201.2mg(0.96mmol)4-(2-甲氧基-2-氧代乙氧基)苯硼酸4-1，在氮气保护下将反应液加热回流5h，待反应结束后，用分液漏斗萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、减压浓缩后，柱层析纯化，得到190mg褐色固体化合物5-2，其产率为75％，结构表征数据为：1HNMR(600MHz,CHCl3-d)δ:8.11(d,J＝3.9Hz,1H),7.96(d,J＝8.6Hz,2H),7.46(d,J＝5.0Hz,1H),7.17-7.11(m,2H),7.07(d,J＝4.2Hz,1H),7.04(d,J＝4.4Hz,1H),7.00(d,J＝8.5Hz,2H),6.80(d,J＝4.3Hz,1H),6.65(d,J＝4.2Hz,1H),4.71(s,2H),3.84(s,3H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ169.1,159.0,158.4,150.7,136.7,134.0,131.4,131.3,129.9,129.2,129.1,126.1,126.0,120.8,120.7,114.5,65.3,52.3.3、将120mg(0.27mmol)化合物5-2溶于5mL四氢呋喃与水体积比为4:1的混合溶剂中，加入1mL4mol/L盐酸，在室温下搅拌1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种商业化BODIPY的合成方法，其特征在于该方法包括下述步骤：(1)以乙腈为溶剂，将化合物1或化合物1′与氯化锂在室温下通入电流，发生电化学卤代反应，得到化合物2或化合物2′；

【技术特征摘要】
1.一种商业化BODIPY的合成方法，其特征在于该方法包括下述步骤：(1)以乙腈为溶剂，将化合物1或化合物1′与氯化锂在室温下通入电流，发生电化学卤代反应，得到化合物2或化合物2′；(2)以甲苯为溶剂，在氮气保护下，将化合物2与化合物3、化合物4、碳酸钠、四三苯基磷钯加热回流，或将化合物2′与化合物3、碳酸钠、四三苯基磷钯加热回流，发生Suzuki偶联反应，生成化合物5或化合物5′；(3)以四氢呋喃和水的混合液为溶剂，将化合物5或化合物5′与盐酸进行酯水解，生成化合物6或化合物6′；式中，2.根据权利要求1所述的商业化BODIPY的合成方法，其特征在于该方法含包括下述步骤：以二氯甲烷为溶剂，将化合物6或化合物6′、N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯在三乙胺作用下发生酰酯化反应，生成化合物7或化合物7′；式中，3.根据权利要求1或2所述的商业化BODIPY的合成方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，李建龙，张畅，李飞，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61