本发明专利技术属于生物化学领域，涉及了一类具有光热效应的aza‑BODIPY衍生物和其合成及应用，所述aza‑BODIPY类化合物具有式Ⅰ所示结构通式(详见说明书)。本发明专利技术中所提供的aza‑BODIPY化合物具有非常优良的光热效应，可在极短的时间内将光能转化成热能，且具有极好的稳定性，能多次循环利用，在生物化学及医学领域的光热治疗中有着及其可观的应用前景。
Aza BODIPY derivatives with photothermal effect and their synthesis and Application
【技术实现步骤摘要】
具有光热效应的aza-BODIPY类衍生物和其合成及应用
本专利技术属于生物化学领域，涉及一类aza-BODIPY衍生物和其合成及应用，可实现肿瘤的光热治疗，具体地说，涉及氮杂-氟硼吡咯类荧光染料探针的合成方法和生物热疗应用。
技术介绍
光热治疗(PTT)是近年来兴起的肿瘤治疗方法之一，相对于一般药物化疗，PTT具有侵入性小，操作简单，治疗时间短且恢复快等固有优势，使得PTT成为一种潜力无限、前景广阔的抗肿瘤治疗手段。长期以来，研究者致力于开发新型光热材料和制剂，以满足临床应用中对光热诊断治疗的日益增长的需求。但调研文献发现最初的光热材料大部分是以价格昂贵的Au、Ag、Pt为代表的贵金属纳米颗粒或以无近近红外区吸收或近红外区吸收较弱的石墨烯、碳纳米棒为代表的材料，因此构建一种价格低廉，且具有近红外吸收的有机功能小分子光热材料具有一定的挑战性和现实意义。氟化硼络合二吡咯甲川类(Boron-dipyrromethene，简称BODIPY)化合物是一类性能优异的新型荧光染料，该类染料具有较高的摩尔消光系数，提高了染料的光敏性能；且具有很好的光热稳定性和化学稳定性，可避免受外界干扰而迅速光降解。当BODIPY母体骨架meso位上的C原子被N原子取代后会形成一类新的氮杂-氟硼吡咯(Aza-BODIPY)类荧光染料。Aza-BODIPY及其衍生物除具有BODIPY类荧光染料的优良性能外，紫外吸收光谱会发生明显红移，使得其具有更小的自发荧光背景干扰及更深的组织穿透性，更有利于其在生物体内的精准定位成像技术。因而近年来Aza-BODIPY类荧光探针的研究与开发备受科研爱好者的关注。基于此背景下，本专利技术设计合成了一系列具有优良光热效应的Aza-BODIPY衍生物，通过近红外光源照射，材料会在短时间内将光能转化为热能，并成功地将其应用于肿瘤的热疗实验。
技术实现思路
本专利技术第一个目的是提供一类aza-BODIPY衍生物的合成；本专利技术第二个目的是提供一类具有优良光热效应的aza-BODIPY衍生物；本专利技术第三个目的是提供一类aza-BODIPY衍生物在光热治疗中的应用。本专利技术通过下述技术方案实现：具有光热效应的aza-BODIPY衍生物，其结构通式如Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1，R2为芳香醚链或苯并噻二唑中的一种，R3，R4为芳香醚链、4-氨基苯基或其修饰物中的任意一种。进一步，其中R1，R2，R3，R4中的芳香醚链如式Ⅱ所示：优选，R1和R2均为式Ⅱ中的芳香醚链或苯并噻二唑中的一种，R3和R4均为芳香醚链、苯并噻二唑或4-氨基苯基中的一种。优选，R1，R2和R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R4为4-氨基苯基。优选，R1和R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R2为苯并噻二唑，R4为4-氨基苯基。优选，R1为式Ⅱ中的芳香醚链，R2为苯并噻二唑，R3和R4为4-氨基苯基。优选，R1为苯并噻二唑，R2和R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R4为4-氨基苯基。优选，R1和R2为苯并噻二唑，R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R4为4-氨基苯基。优选，R1为苯并噻二唑，R2，R3和R4为式Ⅱ中的芳香醚链。本专利技术还提供一种上述具有光热效应的aza-BODIPY衍生物的制备方法。具有光热效应的aza-BODIPY衍生物的制备，具体制备路线如下：本专利技术还提供一种将所述的aza-BODIPY类化合物，通过组装作为肿瘤光热治疗的手段(详见实施案例3)。本专利技术有益的技术效果：本专利技术提供了上述aza-BODIPY衍生物吸收在780nm及以上有强的近红外吸收，将其中一种探针用于HCT116肿瘤鼠模型上的光热治疗。本专利技术提供的aza-BODIPY衍生物合成方法简单，成本相对低廉，但光热转换率很高，光热治疗效果成效明显。附图说明图1为式Ⅰ所示aza-BODIPY衍生物中几种化合物的合成路线图。图2为式Ⅰ-1所示aza-BODIPY(详见实施例1，下同)在CDCl3中的1HNMR图谱。图3为式Ⅰ-1所示aza-BODIPY浓度为50μmol/L时在水中的紫外吸收光谱。图4为式Ⅰ-1所示aza-BODIPY不同探针浓度下的光热升温曲线(备注：激光波长：785nm，功率密度为3.85Wcm-2)，说明随着探针浓度的增加，光热效应越来越好。图5为式Ⅰ-1所示aza-BODIPY在1小时内3次循环升温曲线(备注：激光波长：785nm，功率密度为3.85Wcm-2)说明该探针具有良好的可循环利用的光热效应。图6为式Ⅰ-2所示aza-BODIPY(详见实施例2，下同)在动物体内的光热升温效果图(备注：激光波长：785nm，功率密度为1.57Wcm-2)图7为式Ⅰ-2所示aza-BODIPY在动物治疗一个周期的效果图(备注：探针为100nmol，激光波长：785nm，功率密度为1.57Wcm-2)具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述，本领域技术人员应当理解，所述实施例仅用于示例，而不对本专利技术构成任何限制。实施例1式Ⅰ-1化合物的合成化合物A的合成N2气体保护下，称取化合物1(1.0g，4.46mmol)与化合物2(1.5g，6.23mmol),加到200mL圆底烧瓶中，用适量乙醇溶解，加入15mL10％的氢氧化钠溶液，室温搅拌过夜。点半观测，待反应完全，二氯甲烷萃取，合并有机相，无水Na2SO4干燥，蒸干有机相，柱层析分离，展开剂比例为DCM:EA＝20:1，产物A为黄色油状液体，产率为72％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ＝8.02(d,J＝8Hz,2H),7.77(d,J＝16Hz,1H),7.59(d,J＝8Hz,2H),7.43(d,J＝16Hz,1H),6.97(dd,J＝8Hz,4H),4.23(t,J＝4Hz,2H),4.19(t,J＝4Hz,2H),3.89(q,J＝4Hz,4H),3.75-3.72(m,4H),3.60-3.58(m,4H),3.40(s,6H).化合物B的合成N2气体保护下，称取化合物A(1.0g,2.25mmol)与硝基甲烷(1.8mL,33.75mmol),加到200mL圆底烧瓶中，用适量乙醇溶解，加入1mL20％氢氧化钾溶液,将体系升温至90℃回流3h。待反应完成冷却至室温，DCM萃取，合并有机相，无水Na2SO4干燥，蒸干有机相，柱层析分离，展开剂比例为PE:EA＝1:1，产物B为棕色油状液体。产率为93.7％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.88(d,J＝8Hz,2H),7.17(d,J＝8Hz,2H),6.93(d,J＝8Hz,2H),6.86(d,J＝8Hz,2H),4.82-4.77(m,1H),4.65-4.60(m,1H),4.21(t,J＝4Hz,2H),4.16-4.13(m,1H),4.10(t,J＝4Hz,2H),3.88(t,J＝4Hz,2H),3.84(t,J＝4Hz,2H),3.73-3.69(m,4H),3.59-3.56(m,4H),3.39(m,6H),3.36-3.33(m,2H).化合物C的合成N2气体保护下，称取化合物B(900mg,1.79mmol)，正丁醇溶解与200mL圆底烧瓶中，加入醋酸铵(2.07g，26.75mmol)，将体系升温至125℃回流3h。待反应完成冷却至室温，EA萃取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有光热效应的aza‑BODIPY衍生物，其特征在于，其结构通式如Ⅰ所示化合物：
【技术特征摘要】
1.具有光热效应的aza-BODIPY衍生物，其特征在于，其结构通式如Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1，R2为芳香醚链或苯并噻二唑中的一种，R3，R4为芳香醚链、4-氨基苯基或其修饰物中的任意一种。2.根据权利要求1所述具有光热效应的aza-BODIPY衍生物，其特征在于，R1，R2，R3，R4中的芳香醚链如式Ⅱ所示：3.根据权利要求1所述具有光热效应的aza-BODIPY衍生物，其特征在于，R1和R2均为式Ⅱ中的芳香醚链或苯并噻二唑中的一种，R3和R4均为芳香醚链、苯并噻二唑或4-氨基苯基中的一种；优选的是R1和R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R2为苯并噻二唑，R4为4-氨基苯基。4.根据权利要求1所述具有光热效应的aza-BODIPY衍生物，其特征在于，R1，R2和R3为式Ⅱ中的芳香醚链，R4为4-氨基苯基。5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵春常，徐格，王晓，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。