本发明专利技术公开一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂及其制备方法。本发明专利技术金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，结构如通式（I）所示，通过R1、R2和R3位取代基的不同，实现最大吸收波长、光诱导电子转移、生物相容性、水中分散能力的调控。根据重原子效应，在氟硼吡咯化合物中引入碘原子，能够显著提高其激发三重态性能；在氟硼吡咯化合物3，5位引入取代基，能够使氟硼吡咯化合物最大吸收波长红移，同时聚乙二醇链的引入能够提高其生物相容性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料科学
，涉及一种光动力治疗用光敏剂，具体涉及一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂及其制备方法。技术背景21世纪，癌症是危害人类健康的第一大杀手。光动力治疗是以光敏剂、光和单线态氧为基础进行的一种治疗癌症的一种方法，光动力治疗具有以下优点：（1）微创性；（2）毒副作用小；（3）靶向性高、（4）可重复治疗、（5）可协同手术治疗。其中光敏剂是光动力治疗的核心，光敏剂在特定波长的照射下，光敏剂被激发至激发态并将能量传递给周围的氧分子，氧吸收能量产生单线态活性氧，单线态氧杀死癌细胞从而达到治疗的目的。传统光敏剂一般需要紫外-可见光照射组织部位用以激发光敏剂，然而紫外-可见光本身能量较高，对组织有一定的损害并且对组织的穿透能力有限，只能用于很浅的组织表层治疗。近红外光相对于紫外-可见光不仅能量小，而且对组织的穿透能力强，光敏剂吸收近红外光对光动力治疗效果有显著提高。氟硼吡咯化合物是由两个吡咯环中间夹杂一个硼六元杂环形成的刚性共轭平面结构的化合物，与硼相连的两个氟原子分别位于核平面的两侧。氟硼吡咯化合物有多个活性位点，可通过官能团的引入改变其光化学物理性质，其中2，6位引入碘官能团，碘原子的引入能够改变单重态以及三重态的光物理化学性质。根据重原子效应，碘原子的引入，淬灭荧光，提高激发三重态性质，从而提高光诱导电子转移，进而获得光催化性能优越的光敏剂。在可见光以及氧气的条件下，该光敏剂首先被激发到单重态，然后经过系间窜越转化至激发三重态，激发三重态与周围的氧分子发生能量以及电子交换，把氧分子转化成具有超强氧化性能的超氧负离子，超氧杀死癌细胞。避免使用价格昂贵的过度金属光敏剂。金刚烷是一种含有10个碳原子和16个氢原子的环状四面体烃，结构稳定、脂溶性好，是一种常用的医药中间体，金刚烷与组织内很多结构可以通过超分子的主客体相互作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，该光敏剂的最大吸收峰在665 nm，最大发射波长在697 nm。同时，本专利技术还提供了上述光敏剂的其制备方法，通过金刚烷的引入，以及对分子进行一系列修饰进而合成出一种新型近红外氟硼二吡咯光敏剂。本专利技术具体技术方案如下：一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其结构如通式（I）所示，式中，R1为AdCONH(CH2CH2O)2、CH3(CH2)nCOOM、CH3(CH2)nCOM、CH3(CH2)nSO3M、(OCH2CH2)nCH2CH2N3、H、F、Cl、Br、I、CN、C1-12的烷基、苯基、萘基、环烷基或烯丙基，其中n=1-12，M为H、Li、Na、K或NH4等；R2和R3定义同R1，R1、R2和R3相同或者不同。进一步地，所述的R2为AdCONH(CH2CH2O)2，R1和R3为H，所述金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其结构如式（II）所示，本专利技术进一步公开了金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，包括金刚烷修饰的苯甲醛的合成、用三氟乙酸酸催化的金刚烷修饰的BODIPY的合成、用碘修饰的金刚烷BODIPY的合成和金刚烷修饰的BODIPY光敏剂的合成。上述金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，包括以下步骤：（1）三乙胺处理后的三氟化硼乙醚在0℃条件下配位；（2）步骤（1）反应液有机溶剂萃取，水洗或盐析，干燥，减压蒸馏，得BODIPY母体分子；（3）BODIPY母体分子在哌啶、对甲苯磺酸的作用下与金刚烷修饰的苯甲醛类化合物在100-140℃下缩合反应，得到粗产物；（4）粗产物经过硅胶柱层析分离，重结晶，得到金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂。具体介绍上述式（II）所示金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，制备工艺如图1所示。一种式（II）所示金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，包括以下步骤：1）制备氟硼二吡咯：氮气保护下，将0.303mmol金刚烷修饰的苯甲醛溶解于30mL二氯甲烷中，然后依次加入0.605mmol2,4-二甲基吡咯和3-5滴三氟乙酸，室温搅拌反应8-12h后，向反应液中加入0.605mmol二氯二氰基苯醌，反应0.5-1h，然后在冰水浴条件下，加入3mL三乙胺，搅拌反应15min后，再将3mL三氟化硼乙醚逐滴加入至反应体系中，冰水浴下，搅拌反应12h，反应液用二氯甲烷萃取，收集有机层，用半饱和氯化钠水溶液洗涤，再用无水硫酸钠干燥，减压蒸除二氯甲烷，柱色谱提纯，得氟硼二吡咯；2）制备2，6位碘代氟硼吡咯：将氟硼二吡咯和N-碘代丁二酰亚胺溶解于20mL二氯甲烷中，常温避光搅拌反应5h，减压蒸除二氯甲烷，然后用柱色谱提纯，得2，6位碘代氟硼吡咯；3）合成光敏剂：在氮气保护下，将2，6位碘代氟硼吡咯与金刚烷修饰的苯甲醛、哌啶和对甲苯磺酸溶解于甲苯中，140℃搅拌避光反应5h，冷却至室温，用二氯甲烷萃取，有机层减压蒸除甲苯和二氯甲烷，然后用柱色谱提纯，得到式（II）所示金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂。步骤1）中， 所述的金刚烷修饰的苯甲醛与2,4-二甲基吡咯、二氯二氰基苯醌物质的量之比为1：1.8-2.2：1.8-2.2。步骤1）中，所述的金刚烷修饰的苯甲醛溶解于二氯甲烷中的浓度为0.01-0.015mol/L。步骤1）中，所述的三乙胺和三氟化硼乙醚用量均为8-12mL/ mmol金刚烷修饰的苯甲醛 。步骤2）中，所述的氟硼二吡咯与N-碘代丁二酰亚胺物质的量之比为1：2.5。步骤2）中，所述的氟硼二吡咯溶解于二氯甲烷中的浓度为0.02-0.025mol/L。步骤1）和2）中， 所述的柱色谱提纯为硅胶柱层析分离，二氯甲烷与乙酸乙酯体积比100：20。步骤3）中， 所述的2，6位碘代氟硼吡咯、金刚烷修饰的苯甲醛、哌啶和对甲苯磺酸溶解于甲苯中的浓度分别为0.004-0.005mol/L、0.01-0.02mol/L、0.04 V/V、0.4g/L。步骤3）中， 所述的柱色谱提纯为硅胶柱层析分离，二氯甲烷与丙酮体积比50：20。本专利技术金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，通过R1、 R2和R3位取代基的不同，实现最大吸收波长、光诱导电子转移、生物相容性、水中分散能力的调控。根据重原子效应，在氟硼吡咯化合物中引入碘原子，能够显著提高其激发三重态性能；在氟硼吡咯化合物3，5位引入取代基，能够使氟硼吡咯化合物最大吸收波长红移，同时聚乙二醇链的引入能够提高其生物相容性。附图说明图1 为式（II）所示金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备工艺图；图2为实施例3制备的光敏剂的的原子吸收光谱谱图；图3为实施例3制备的光敏剂的发射光谱谱图；图4为实施例3制备的光敏剂1H NMR谱图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的描述，这些描述并不是对本
技术实现思路
作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本
技术实现思路
所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本专利技术的保护范围之内。实施例1：制备氟硼二吡咯取30mL二氯甲烷于两口烧瓶中，通氮气10min，然后取金刚烷修饰的苯甲醛（0.11g，0.303mmol）溶于二氯甲烷中，随后加入2,4-二甲基吡咯（0.06g，0.605mmol）并滴加5滴三氟乙酸，反应液在室温下搅拌反应10h，再加入2,3-二氯-5,本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其结构如通式（I）所示，式中，R1为AdCONH(CH2CH2O)2、CH3(CH2)nCOOM、CH3(CH2)nCOM、CH3(CH2)nSO3M、(OCH2CH2)nCH2CH2N3、H、F、Cl、Br、I、CN、C1‑12的烷基、苯基、萘基、环烷基或烯丙基，其中n=1‑12，M为H、Li、Na、K或NH4；R2和R3定义同R1，R1、R2和R3相同或者不同。
【技术特征摘要】
1.一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其结构如通式（I）所示，式中，R1为AdCONH(CH2CH2O)2、CH3(CH2)nCOOM、CH3(CH2)nCOM、CH3(CH2)nSO3M、(OCH2CH2)nCH2CH2N3、H、F、Cl、Br、I、CN、C1-12的烷基、苯基、萘基、环烷基或烯丙基，其中n=1-12，M为H、Li、Na、K或NH4；R2和R3定义同R1，R1、R2和R3相同或者不同。2.根据权利要求1所述的金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其特征在于：所述的R2为AdCONH(CH2CH2O)2，R1和R3为H，所述金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂，其结构如式（II）所示，。3.一种金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，其特征在于：包括金刚烷修饰的苯甲醛的合成、用三氟乙酸酸催化的金刚烷修饰的BODIPY的合成、用碘修饰的金刚烷BODIPY的合成和金刚烷修饰的BODIPY光敏剂的合成。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）三乙胺处理后的三氟化硼乙醚在0℃条件下配位；（2）步骤（1）反应液有机溶剂萃取，水洗或盐析，干燥，减压蒸馏，得BODIPY母体分子；（3）BODIPY母体分子在哌啶、对甲苯磺酸的作用下与金刚烷修饰的苯甲醛类化合物在100-140℃下缩合反应，得到粗产物；（4）粗产物经过硅胶柱层析分离，重结晶，得到金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂。5.一种式（II）所示金刚烷修饰的近红外氟硼二吡咯光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备氟硼二吡咯：氮气保护下，将0.303mmol金刚烷修饰的苯甲醛溶解于30mL二氯甲烷中，然后依次加入0.605mmol2,4-二甲基吡咯和3-5滴三氟乙酸，室温搅拌反应8-12h后，向反应液中加入0.605mmol二氯二氰基苯醌，反应0.5-1h，然后在冰水浴条件下，加入3mL三乙胺，搅拌反应15...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓军，许加龙，李秋艳，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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