一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子(PDPN)，它是由酰胺‑胺中心核连接多个双吡啶甲基氨基萘酰亚胺荧光团，优化组合而得到的聚集诱导发光树形分子。本发明专利技术还公开了PDPN的制备方法及其应用。本发明专利技术的多吡啶萘酰亚胺树形分子具有优良的聚集诱导荧光性能，可用于水溶性荧光纳米微球的制备，可作为性能优异的荧光染料用于肿瘤细胞的非治疗和诊断目的的荧光成像，该树形分子中多个吡啶甲基氨基萘酰亚胺荧光团具有非键合的超分子相互作用，可作为pH荧光探针，在荧光探针、荧光传感器、生物荧光标记等领域具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子(PDPN)及其制备方法和应用，属于荧光化合物及其应用领域。
技术介绍
萘酰亚胺衍生物具有较高的荧光量子产率和较大的斯托克斯位移、良好的光稳定性和化学稳定性，在荧光传感及生物荧光分析领域具有重要应用，但现有技术中萘酰亚胺衍生物在聚集态荧光淬灭，且无法在水溶液中使用，生物相容性差，极大限制了其应用范围。对萘酰亚胺进行结构修饰，制备具有聚集诱导荧光，可在水溶液中使用的萘酰亚胺类荧光化合物是近期的研究热点，相关的实验及理论研究受到广泛关注。具有聚集诱导荧光的多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子荧光性能优异，荧光量子效率高，具有优良的聚集诱导荧光性能，可在水溶液中使用，生物相容性好，在现有技术中鲜有报道，可作为性能优良的荧光染料，在荧光传感器、生物荧光分析、荧光标记等领域具有广泛应用价值。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子，该分子荧光性能优异，荧光量子效率高，具有优良的聚集诱导荧光性能，可在水溶液中使用，生物相容性好；本专利技术的第二个目的是提供一种上述该多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子的制备方法；本专利技术的第三个目的是提供上述多吡啶萘酰亚胺树形分子的应用。技术方案：本专利技术提供了一种多吡啶萘酰亚胺聚集诱导荧光树形分子，该分子的结构式如下：本专利技术还提供了一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子的制备方法，该方法包括如下步骤：1)4-双(2-吡啶甲基)氨基-1，8-萘二甲酸酐PN与酰胺-胺化合物M在无水乙醇中，经三乙胺催化进行酰胺化反应，得到化合物A；2)化合物A在无水甲醇中经盐酸催化脱保护后，得到化合物B；3)化合物B在无水乙醇中，经三乙胺催化下与4-双(2-吡啶甲基)氨基-1，8-萘二甲酸酐PN进行酰胺化缩合反应，得到化合物C，之后经过减压蒸馏、柱色谱提纯、重结晶得到权利要求1所述的多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子，具体反应式如下：其中：步骤1)所述的酰胺化反应的时长为36～48h。步骤3)所述的酰胺化缩合反应的时长为36～48h。本专利技术还提供了多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子的应用，该分子应用于聚集诱导发光材料、应用于制备水溶性荧光纳米微球、作为荧光染料应用于肿瘤细胞的非治疗和诊断目的的成像方面、应用于pH荧光探针。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的PDPN是由酰胺-胺中心核连接多个双吡啶甲基氨基萘酰亚胺荧光团，萘酰亚胺为内层单元，氨甲基吡啶为外层端基，优化组合而得到的具有聚集诱导发光树形分子，该分子荧光性能优异，荧光量子效率高。本专利技术的PDPN具有优良的聚集诱导性能，可在水溶液中使用，生物相容性好，可用于水溶性荧光纳米微球的制备，可作为性能优异的荧光染料用于肿瘤细胞的非治疗和诊断目的的荧光成像，该树形分子中多个吡啶甲基氨基萘酰亚胺荧光团具有非键合的超分子相互作用，可作为pH荧光探针，在荧光探针、荧光传感器、生物荧光标记等领域具有重要的应用价值。附图说明图1为PDPN的固体荧光光谱；图2为PDPN负载的二氧化硅荧光纳米微球在纯水中的荧光光谱；图3为PDPN负载的二氧化硅荧光纳米微球的TEM透射电镜照片；图4为PDPN与肺癌细胞A-549共同孵化后的激光共聚焦荧光成像照片；图5为PDPN的荧光强度在不同pH下的变化趋势图。具体实施方式实施例1：PDPN的制备方法化合物4-双(2-吡啶甲基)氨基-1，8-萘二甲酸酐(PN)的制备：按文献(JianfengLiu,YingQian.Anovelnaphthalimide-rhodaminedye:IntramolecularfluorescenceresonanceenergytransferandratiometricchemodosimeterforHg2+andFe3+.DyesandPigments,2017,136,782～790)所述方法制备PN：氮气保护下4-溴-1，8-萘酐与双(2-吡啶基甲基)胺在2-甲氧基乙醇中反应得到化合物PN。酰胺-胺化合物M按文献方法制备。(HuanrenCheng,YingQian*.SynthesisandintramolecularFRETofperylenediimide-naphthalimidedendrons.DyesandPigment,2015,112,317～326，文献中化合物编号为AN-Boc)。氮气保护下将0.68g～2.04g化合物M和1.45g～4.35g化合物PN溶于100mL～150mL无水乙醇中，再加入1mL～3mL三乙胺，磁力搅拌下回流反应36h～48h，色谱柱提纯得到化合物A；将0.40g～1.20g化合物A溶于50mL～120mL无水甲醇中，滴加2mL～5mL浓盐酸，升温至50℃～60℃，磁力搅拌下反应24h～36h，旋蒸除去溶剂得到化合物B，将化合物B溶于30mL～70mL无水乙醇中，滴加溶有0.16g～0.48gPN的20mL～50mL无水乙醇，磁力搅拌下加入三乙胺调节溶液的pH值为8，回流反应36h～48h，得到化合物C，再经过减压蒸馏、柱色谱提纯、重结晶得到所述PDPN，总收率为20～25％。PDPN的合成路线如下：获得的化合物结构式为：分析所得PDPN：核磁共振氢谱1HNMR(300MHz，CDCl3):δ8.61(s，2H)，8.47(s，6H),8.21(s，3H)，8.03(s，6H)，7.53(t，J＝7.1Hz，6H)，7.42(s，3H)，7.28(t，J＝7.1Hz，6H)，7.04(m，9H)，4.59(s，12H)，4.02(s,4H)，3.36(s，8H)，3.01(s，4H)，2.57(s，4H)。核磁共振氢谱13CNMR(CDCl3，ppm):δ171.7，164.7，164.1，157.1，154.0，149.4，136.7，132.1，131.1，130.5，130.0，126.3，125.7，122.8，122.4，122.4，117.3，115.8，59.6，49.9，39.5。将实施例1制备的PDPN进行实施例2～5的试验，具体数据和分析如下：实施例2：PDPN的固体态荧光及在水溶液中的聚集诱导荧光发射图1为PDPN的固体荧光光谱。暗室中荧光化合物PDPN的固体粉末在紫外灯下发出鲜艳的黄色荧光，PDPN的固态最大荧光发射波长为548nm；固态PDPN的CIE荧光色坐标为(0.33，0.44)；PDPN在含水量10％～70％的水/有机混合溶剂中荧光较强，最大荧光发射波长位于526nm附近。多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子PDPN具有很强的聚集诱导发光特性，可作为聚集诱导发光材料，具有极其重要的应用价值。实施例3PDPN负载的水溶性二氧化硅纳米微球的荧光性质保持0℃，在超声反应器中将0.44g二(2-乙基己基)琥珀酸磺酸钠溶于20mL去离子水中，搅拌下加入0.8mL正丁醇，缓慢滴加溶有15mMPDPN的30μLDMF溶液。滴加完毕后继续超声5min，加入0.2mL乙烯基三乙氧基硅烷，室温下搅拌8h，接着滴加15μL3-氨基丙基三乙氧基硅烷后室温下搅拌36h。反应结束后用截留分子量为12-14kDa的纤维素透析膜在去离子水中透析72h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多吡啶萘酰亚胺聚集诱导荧光树形分子，其特征在于：该分子结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种多吡啶萘酰亚胺聚集诱导荧光树形分子，其特征在于：该分子结构式如下：2.一种如权利要求1所述的多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)4-双(2-吡啶甲基)氨基-1，8-萘二甲酸酐PN与酰胺-胺化合物M在无水乙醇中，经三乙胺催化进行酰胺化反应，得到化合物A；2)化合物A在无水甲醇中经盐酸催化脱保护后，得到化合物B；3)化合物B在无水乙醇中，经三乙胺催化下与4-双(2-吡啶甲基)氨基-1，8-萘二甲酸酐PN进行酰胺化缩合反应，得到化合物C，之后经过减压蒸馏、柱色谱提纯、重结晶得到所述的多吡啶萘酰亚胺荧光树形分子，具体反应式如下：。3.如权利要求2所述的一种多吡啶萘酰亚胺荧光树形分...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱鹰，刘剑峰，邓卫，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32