3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法和次氯酸根的定性检测方法技术

本发明专利技术公开了一种3,8‑二吡咯‑BODIPY荧光染料的制备方法和次氯酸根的定性检测方法，所述制备方法为：在保护气的存在下，将式II所示结构的BOPHY化合物与吡咯进行氧化亲核反应以制如式I所示的3,8‑二吡咯‑BODIPY荧光染料，

Preparation of 3,8-dipyrrole-bodipy fluorescent dye and qualitative determination of hypochlorite

【技术实现步骤摘要】
3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法和次氯酸根的定性检测方法
本专利技术涉及BODIPY荧光染料，具体地，涉及一种3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法和次氯酸根的定性检测方法。
技术介绍
BODIPY类荧光染料优点很多，例如较高的液体荧光量子产率、光稳定性好、摩尔消光系数高等。因此，被广泛应用于无损伤生物组织成像、离子的定性检测等领域。但随着近红外长波荧光染料优势的逐步报道，其母核的荧光发射波长极大限制了它在更高领域的应用。目前报道的修饰BODIPY母核的方法很多，例如2016年印度理工学院的Ravikanth教授课题组先以吡咯和2-甲酰氯吡咯为底物合成三吡咯，再以2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌为氧化剂氧化上述三吡咯，然后用吡咯作为亲核试剂与上述氧化后的三吡咯反应，最后在三乙胺的保护下三氟化硼乙醚配位，虽然上述方法成功合成了四吡咯，但其使用较多的合成步骤，还有不稳定的中间产物，而且产率极低(NewJ.Chem.,2016,40,5855-5860)。也有化学科学家用过渡金属催化，但催化剂成本高昂，也不符合绿色化学的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法和次氯酸根的定性检测方法，该制备方法具有工艺简单、产率高、环保的优点，同时该次氯酸根的定性检测方法具有操作简便和效果直观的优点。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的结构如式I所示，本专利技术提供了一种如上述的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法，该制备方法为：在保护气的存在下，将式II所示结构的BOPHY化合物与吡咯进行氧化亲核反应以制得3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，本专利技术提供了一种次氯酸根的定性检测方法，该检测方法为：将上述3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料滴加至待测物质中，或者将待测物质滴加至含有3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的溶液中；在含有次氯酸根的情形下，在次氯酸根的浓度低于200μmol/L的情形下，随着次氯酸根浓度的增大，紫外吸收强度逐渐下降，荧光发射强度也下降且蓝移峰强度逐渐升高；在次氯酸根的浓度为300-500μmol/L的情形下，随着次氯酸根浓度的增大，紫外吸收强度逐渐上升，荧光发射强度也相应地上升且蓝移峰强度下降。在上述技术方案中，本专利技术在BODIPY化合物的3,8位(meso位和α位)引入共轭吡咯基团，专利技术人推测的反应机理见图9，有效红移了BODIPY母体荧光发射波长。该制备方法全程未使用金属催化，使得该方法具有突出的环保特性，同时未出现不稳定的中间物进而保证了较高的产率；2016年印度理工学院的Ravikanth教授课题组公开的文献的产率为5％左右，而本申请的产率可以高达19％，几乎是现有技术的4倍。本专利技术提供的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料有两个裸露的吡咯环，易受到活性氧物质次氯酸根的进攻引起紫外吸收和荧光发射波长的变化，从而能够直观地对次氯酸根进行定性检测。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的核磁共振(NMR)氢谱图；图2为实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的核磁共振(NMR)碳谱图；图3为实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的高效液相质谱(HRMS)图；图4是为实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的晶体数据(Single-crystal)图；图5是实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的紫外吸收(UV-absorbance)图；图6是实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的荧光发射(FL-emission)图；图7是实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料对ClO-检测滴定过程中紫外吸收图；图8是实施例1制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料对ClO-检测滴定过程中荧光发射图；图9是本专利技术的制备方法的可能的反应机理图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的结构如式I所示，本专利技术提供了一种如上述的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法，该制备方法为：在保护气的存在下，将式II所示结构的BOPHY化合物与吡咯进行氧化亲核反应以制得3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，在上述制备方法中，氧化亲核反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的产率，优选地，氧化亲核反应的条件满足以下条件：反应温度为120-160℃，和/或，反应时间为4-6h；更优选地，反应温度为135-145℃，和/或，反应时间为4-6h。在上述制备方法中，反应物的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的产率，优选地，BOPHY化合物与吡咯的用量比为0.25mol：2.5-3mol；更优选地，BOPHY化合物与吡咯的用量比为0.25mol：2.8-2.9mol；在上述制备方法中，物料的添加顺序可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的产率，优选地，该制备方法的添料顺序为：先将BOPHY化合物添加至反应器中，接着将反应器抽真空、通氩气各2-4次，然后再添加吡咯。在上述制备方法中，为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的纯度，优选地，在氧化亲核反应结束后，制备方法还包括：通过二氯甲烷萃取反应体系并合并有机相，接着通过无水硫酸钠干燥有机相，旋蒸除去溶剂，然后柱层析提纯。在上述实施方式中，萃取的次数可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的纯度，优选地，萃取的次数为3-5次。在上述实施方式中，柱层析的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的纯度，优选地，柱层析的固定相为300-400目硅胶，流动相为体积比1：7-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种如式I所示的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在保护气的存在下，将式II所示结构的BOPHY化合物与吡咯进行氧化亲核反应以制得所述3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，/n

【技术特征摘要】
1.一种如式I所示的3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在保护气的存在下，将式II所示结构的BOPHY化合物与吡咯进行氧化亲核反应以制得所述3,8-二吡咯-BODIPY荧光染料，





2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，氧化亲核反应的条件满足以下条件：反应温度为120-160℃，和/或，反应时间为4-6h。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，反应温度为135-145℃，和/或，反应时间为4-6h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述BOPHY化合物与吡咯的用量比为0.25mol：2.5-3mol。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述BOPHY化合物与吡咯的用量比为0.25mol：2.8-2.9mol。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述制备方法的添料顺序为：先将所述BOPHY化合物添加至反应器中，接着将反应器抽真空、通氩气各2-4次，然后再添加吡咯。
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【专利技术属性】
技术研发人员：狄光源，焦莉娟，郝二红，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34