一类苯并7位氮杂双环的罗丹明染料制造技术

本发明专利技术公开了一类苯并7位氮杂双环的罗丹明染料，其结构通式为：

A Class of Rhodamine Dyes with Benzo-7-Azabicycles

The invention discloses a class of rhodamine dyes with benzo-7-position aza-bi-ring. The general formula of the structure is as follows:

【技术实现步骤摘要】
一类苯并7位氮杂双环的罗丹明染料
本专利技术涉及的是有机荧光染料领域，具体涉及一种苯并7位氮杂双环的罗丹明染料的制备方法。技术背景荧光染料具有广泛的应用而成为研究热点，罗丹明染料是一种常见和重要的染料，该类化合物不仅在常温下稳定，而且具有优良的光学性质，例如，具有高的光稳定性，高的摩尔消光系数，较高的量子产率等。最重要的是，罗丹明具有良好的水溶性，可以更好的应用在生物方面，例如荧光探针，荧光标记，光动力疗法，捕光系统和激光染料等。大多数染料的荧光量子产率都达不到100％，而关于罗丹明荧光淬灭的原理，大多数人比较认可的是扭曲的分子内电荷转移理论(TICT)。分子吸收光子后从基态S0立刻跃迁到激发态，此时仅有部分电荷转移，整个分子处于一个平面，称之为ICT激发态；处于ICT激发态的分子可以辐射出光子回到基态S0，发出荧光；同时，处于ICT激发态的分子也可以发生进一步的电荷转移，使原子带一个完整的正电荷，达到激发态的较低能级，即TICT激发态。但是对于可见光荧光染料，处于TICT激发态的分子通常会以非福射方式回到基态，导致荧光淬灭，没有荧光光信号产生。由于TICT激发态的形成，导致荧光染料的量子产率变低。为了提高罗丹明荧光染料的荧光效率，可以通过阻止TICT激发态的形成来实现。目前，主要有两种方法可以提高激发态的能量：1、用环状来固定胺基供电基团，使胺基基团不能旋转，TICT激发态无法形成；2、使用单烷基胺或者环状胺基代替二烷基胺基团来提高TICT激发态的能量，降低TICT激发态的形成几率。
技术实现思路
本专利技术目的公开一类苯并7位氮杂双环罗丹明染料，其结构通式Ⅰ，Ⅱ如下：其中X＝O,Si,Se，R2＝CO2-,SO3-.。同时本专利技术还提供了这类化合物的制备方法，以下是合成路线：首先是邻氨基苯甲酸和带Boc保护基的吡咯，在亚硝酸异戊脂的作用下，进行Diels-Alder反应，关环生成A，再经过钯碳加氢还原双键，得到化合物B。而A或B在DCM:TFA＝1:4的作用下脱去Boc分别得到B1和C。接下来通过邻苯二酸酐与苄胺在乙酸为溶剂下，回流3小时得到D。D在干燥的THF和-78℃的环境下，用LiAlH4还原成E。E与邻溴氟苯在镁粉的作用下，进行Diels-Alder反应生成F。F与NBS在1，4-二氧六环：水＝9：1的条件下反应28小时，生成G。在合成好C，B1，G后，分别与二氯磺酸罗丹明反应得RD221，RDS221,RDB221。附图说明图1为RD221的紫外吸收光谱图，溶剂为乙醇，横坐标是波长，纵坐标是吸光度。图2为RD221的荧光光谱图，溶剂为乙醇，电压400W，狭缝宽度为5.0，横坐标是波长，纵坐标是荧光强度。图3为RDS221的紫外吸收光谱图，溶剂为乙醇，横坐标是波长，纵坐标是吸光度。图4为RDS221的荧光光谱图，溶剂为乙醇，电压400W，狭缝宽度为5.0，横坐标是波长，纵坐标是荧光强度。图5为RDB221的紫外吸收光谱图，溶剂为乙醇，横坐标是波长，纵坐标是吸光度。图6为RDB221的荧光光谱图，溶剂为乙醇，电压400W，狭缝宽度为5.0，横坐标是波长，纵坐标是荧光强度。图7为染料RD221的核磁共振氢谱图。图8为染料RD221的核磁共振碳谱图。图9为染料RDS221的核磁共振氢谱图。图10为染料RDS221的核磁共振碳谱图。图11为染料RDB221的核磁共振氢谱图。图12为染料RDB221的核磁共振碳谱图。具体实施实例：中间体A的合成：称取15g(92mmol)的带Boc的吡咯于250mL三颈瓶中，加入8mL的DEM，后称取10.57g的邻氨基苯甲酸用80mL的DEM溶解置于125mL的恒压滴液漏斗中，再称取15g(128mmol)的亚硝酸异戊脂溶于60mL的DEM置于125mL的恒压滴液漏斗中，两个恒压滴液漏斗同时逐滴加入的三颈瓶中，大概30min滴完，溶液变为红棕色，滴完后于50℃回流反应。3小时后，经TLC检测反应完全，先旋蒸旋去大量的DEM，后用乙酸乙酯(50mL×3)萃取，有机相有无水硫酸钠干燥，再旋蒸得浓缩液，经过柱层析(石油醚：乙酸乙酯＝100：1)得5g红棕色固体(A)，产率27％。中间体B的合成：称取2.08g(8mmol)的A于50mL圆底烧瓶中，加入15mL的甲醇溶液溶解，然后分批加入0.2g10％Pd/C，然后用油泵抽去圆底烧瓶中的空气，再用氢气袋充入氢气(重复五次)，60℃反应6小时后用硅藻土抽滤抽去Pd/C，滤饼用甲醇洗涤三遍，滤液旋蒸得2.0g黄色油状物(B)，产率95％。中间体C的合成：称取2.0g(8.1mmol)的B于25mL的圆底烧瓶中，加入二氯甲烷3mL，后逐滴滴加12mL的三氟乙酸，溶液变为黑棕色，氩气保护，室温搅拌1小时后，把反应液倒入10mL水中，用饱和NAOH溶液调pH至9～10，然后用二氯甲烷(30mL×3)萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸旋干得0.8g棕黑色固体(C)，产率67％。中间体D的合成：称取14.8g(100mmol)邻苯二甲酸酐和10.7g(100mmol)苄胺置于250mL的圆底烧瓶中，加入100mL的乙酸，升温至120℃，回流反应，1.5小时后冷却至室温，把反应液倒入300mL的冰水中，析出大量的白色的固体，减压过滤，滤饼用冷水洗涤三遍，干燥得白色固体21.85g(D)，产率92％。中间体E的合成：将40mL的无水四氢呋喃加入到250mL的圆底烧瓶中，在0℃下，分批加入4.8g(123mmol)的四氢铝锂，而后用恒压滴液漏斗加入逐滴加入混合溶剂(10mL的无水乙醇与60mL的无水四氢呋喃混合)，大概1小时加完，加完后降温至-40℃，随后分批加入9.7g(41mmol)的D，大概20分钟加完，于-40℃反应30分钟，再于0℃反应30分钟后用无水硫酸钠溶液(0.3g溶于2mL)淬灭过量的四氢铝锂，用硅藻土减压过滤，丙酮洗涤滤饼，得黄色滤液用无水硫酸钠干燥，旋蒸旋干得黄色粗产品，加入10mL的无水乙醇，放入冰箱过夜冷析，除去乙醇，真空烘干的灰白色固体4.03g(E)，产率48％。中间体F的合成：称取2.8g(49mmol)镁粉于100mL的圆底烧瓶中，随后加入10mL的无水四氢呋喃，再加入0.5mL的1，2-二溴乙烷，搅拌10分钟，反应液会放热并产生气泡，，称取E2.4g(11.8mmol)溶于35mL无水四氢呋喃中，再加入到圆底烧瓶中，油浴升温至91℃回流，反应液剧烈反应并产生气泡。移去油浴,称取邻氟溴苯3.1g(18.7mmol)溶于10mL的四氢呋喃中，再置于25mL的恒压滴液漏斗逐滴加入到圆底烧瓶，大概15min加完。加完继续油浴91℃回流反应，3小时后，经TLC检测反应完全，用硅藻土减压过滤除去过量的镁粉，滤液加入1.5g氯化铵溶于50mL水的水溶液，再用乙酸乙酯(50mL×3)萃取，得棕黑色溶液，用无水硫酸钠干燥后，旋蒸旋去溶剂，经过柱层析(石油醚：乙酸乙酯＝50：1→15：1→10：1)，得1g橄榄绿固体(F)，产率30％。中间体G的合成：称取2.5g(8.7mmol)F溶于1，4-二氧六环：水＝36mL:4mL＝9：1于100mL的圆底烧瓶中，随后称取NBS1.87g(10.44mmol)溶于1，4-二氧六本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类苯并7位氮杂双环的罗丹明染料，其结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一类苯并7位氮杂双环的罗丹明染料，其结构通式为：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋相志，廖立德，任晓杰，张赟，韩金良，张帆，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43