氨基取代氮杂氟硼二吡咯近红外pH荧光探针及其制法和用途制造技术

一个基于胺基取代氮杂氟硼二吡咯近红外化合物，结构如下：

【技术实现步骤摘要】
氨基取代氮杂氟硼二吡咯近红外pH荧光探针及其制法和用途
本专利技术涉及近红外吸收pH荧光探针，具体地说，涉及胺基取代氮杂氟硼二吡咯(氮杂-BODIPY)近红外吸收材料及其制法和用途。
技术介绍
在环境分析、化学反应过程控制、生物医学等方面，pH是一个重要参数，pH值的测定具有十分重要的意义。目前，pH测定方法主要有指示剂法、玻璃电极法、光学传感器法等。相比于其他pH测定方法，基于光学信号变化而建立的pH探针测定方法由于具有灵敏度高、选择性好、反应时间短的优点而得到广泛的关注。目前，已经报道了一些pH荧光探针，但大多数pH荧光分子探针检测范围宽，这就降低了探针的灵敏度。目前，对于低pH范围内(pH<4)的荧光探针却鲜有报道。[参见：史学芳、郭萍、胡灵敏、刘丽娟、石倩、端君君、徐木花、王小琴，9-芴-N’-(罗丹明6G-酰肼)pH荧光分子探针及其制备方法与用途[P].中国，CN103242329A，1992.]因此，制备具有低检测范围、较高灵敏度的pH荧光探针具有重要的意义。近红外荧光染料由于其独特的性能而成为近年来研究的热点，已广泛地应用于各种领域。在近红外区域内，生物组织吸收和散射最小，[参见：(a)Aubin，J.E.Autofluorescenceofviableculturedmammaliancells.J.Histochem.Cytochem.，1979，27，36-43.12.(b)Weisleder，R.Aclearervisionforinvivoimaging.Nat.biothchnol.，2001，19，316-317.]因此能极大地提高光子的组织穿透能力和避免自发荧光干扰的影响，降低对生物体的光伤害。[参见：(a)Wu，X.M.，etal.InvivoandinsitutrackingcancerchemotherapybyhighlyphotostableNIRfluorescenttheranosticprodrug.J.Am.Chem.Soc.，2014，136，3579-3588.(b)Wu，X.M.；ChangS.；SunX.R.，etal.ConstructingNIRsilica-cyaninehybridnanocompositeforbioimaginginvivo：abreakthroughinphoto-stabilityandbrightfluorescencewithlargeStokesshift.Chem.Sci.，2013，4，1221-1228.]另外，能够吸收近红外光的干扰物质少，使用此类光学探针可有效避开背景干扰。因此，基于近红外吸收的优点，近红外材料在能源、生物和环境等方面具有广阔的应用前景。由于近红外染料具有卓越的光物理性质，该类染料在近年来引起了科学家的广泛关注。其中，氮杂-BODIPY，结构类似于BODIPY，是近十年来发展起来的一类新型近红外荧光化合物，一直备受科学家们的青睐。这主要是因为这类化合物具有优越的光物理性质：1.在近红外区域高的摩尔吸光系数和荧光量子产量；2.光谱性质对外界环境不敏感；3.相当高的光稳定性和化学稳定性；4.易溶于各种极性的溶剂；5.结构易修饰，可以合成得到一系列功能不同的光敏剂；6.荧光光谱半峰宽较窄，作为荧光标示时有很好的灵敏度[参见：(a)LoudetA.，BurgessK.BODIPYdyesandtheirderivatives：synthesesandspectroscopicproperties.Chem.Rev.，2007，107，4891-4932.(b)KiloranJ.，Allen，L.，GallagherJ.F.，GallagherW.M.，etal.SynthesisofBF2chelatesoftetraarylazadipyrromethenesandevidencefortheirphotodynamictherapeuticbehavior.Chem.Commun.，2002，17，1862-1863.(c)BouitP.A.，KamadaK.，EeneyrouP.，etal.Two-photoabsorption-relatedpropertiesoffunctionalizedBODIPYdyesintheinfraredrangeuptotelecommunicationwavelengths.Adv.Mater.，2009，21，1151-1154.]。基于氮杂-BODIPY的优点，本专利技术中选用氮杂-BODIPY作为研究对象，4-(N，N-二乙基胺基)作为质子的响应基团，在氮杂-BODIPY的苯环上引入4-(N，N-二乙基胺基基团设计合成了一个低pH响应范围的氮杂氟硼吡咯近红外光敏剂。荧光团与胺基识别体单元之间存在着光诱导电子转移，对荧光有非常强的淬灭作用，一旦识别体与客体质子相结合，光诱导电子转移作用受到抑制，甚至被完全阻断，荧光团就会发射荧光，因此表现出pH敏感性。另外，该探针在氢离子作用下吸收光谱蓝移，颜色发生显著变化。因此，该光敏剂可以对氢离子具有荧光识别和裸眼显色的用途。
技术实现思路
在本专利技术中，我们巧妙地将4-(N，N-二乙基胺基引入氮杂氟硼二吡咯的对位，设计合成了pH响应型的氮杂氟硼二吡咯近红外吸收材料。本专利技术为我们提供一种可以荧光和裸眼识别于一体的pH探针及其制备方法和用途。本专利技术涉及技术方案如下：一个基于胺基取代氮杂氟硼二吡咯近红外化合物，它有如下结构：上述化合物的制备方法如下：一种制备上述氮杂氟硼二吡咯近红外化合物的方法，它包括下列步骤：步骤1、在100mL圆底烧瓶中，加入1eq的4-N，N-二乙氨基-苯乙酮和1eq的苯甲醛于10mL乙醇溶剂中，缓慢滴加10％NaOH水溶液(2.5eq)，反应5小时结束，减压抽滤，水洗至中性，冷乙醇洗涤，抽干得黄色产品1a；步骤2、取1eq的1a于50mL圆底烧瓶中，加入5eq的硝基甲烷、5eq的乙二胺和30mL甲醇溶剂，65℃回流12小时，反应结束后反应混合物用蒸馏水和乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥有机层，减压旋蒸除去溶剂，干燥得到产物2a；步骤3、取1eq的2a于50mL两颈圆底烧瓶中，加入5eq的乙酸铵，氮气保护下于30mL正丁醇中加热回流24h，反应结束冷却至室温，过滤，用冷乙醇洗涤，干燥得到深蓝色固体3a；步骤4、在50mL两颈烧瓶中，加入1eq的3a，10mL重蒸二氯甲烷溶液，20eq的三乙胺和20eq三氟化硼乙醚溶液，氮气保护下室温反应24小时，反应混合物用蒸馏水、饱和食盐水依次洗涤，然后无水硫酸钠干燥，减压浓缩，用100-140目硅胶装柱分离，用1∶1v/v的CH2Cl2/hexane的展开剂进行硅胶柱层析分离，得到目标化合物NEt2-aza-BODIPY。用1H-NMR、UV-Vis、Fluorescencespectral、MALDI-TOFMASS表征并证实了该光敏剂的结构。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：首次合成对位氮二乙基取代的氮杂氟硼二吡咯近红外化合物，胺基的引入可以使氮杂氟硼二吡咯吸收光谱显著红移，成功红移到840nm近红外区域，其更有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个基于胺基取代氮杂氟硼二吡咯近红外化合物，其特征是它有如下结构：

【技术特征摘要】
1.一个基于胺基取代氮杂氟硼二吡咯近红外化合物，其特征是它有如下结构：2.一种制备权利要求1所述的基于胺基氮杂氟硼二吡咯的近红外化合物的方法，其特征是它包括下列步骤：步骤1、在100mL圆底烧瓶中，加入1eq的4-N，N-二乙氨基-苯乙酮和1eq的苯甲醛于10mL乙醇溶剂中，缓慢滴加10％NaOH水溶液(2.5eq)，反应5小时结束，减压抽滤，水洗至中性，冷乙醇洗涤，抽干得黄色产品1a；步骤2、取1eq的1a于50mL圆底烧瓶中，加入5eq的硝基甲烷、5eq的乙二胺和30mL甲醇溶剂，65℃回流12小时，反应结束后反应混合物用蒸馏水和乙酸乙酯萃取，用无水硫酸钠干燥有机层，减压旋蒸除去溶剂，干燥得到产物2a；步骤3、取1eq的2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周金风，楚纯洁，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：河南,41