一种双分子极性化合物及合成与应用制造技术

本发明专利技术涉及一类荧光发射波长与强度随着溶剂极性改变并且具有光敏性，能敏化单线态氧产生的双分子化合物。本发明专利技术采用含N^O双齿配体的分子与BF

【技术实现步骤摘要】
一种双分子极性化合物及合成与应用
涉及一类荧光发射波长与强度随着溶剂极性改变并且具有光敏性，能敏化单线态氧产生的双分子极性化合物的合成和应用。
技术介绍
由于在光动力学疗法、光催化、三重态-三重态湮灭上转换等领域的应用，近年来三重态光敏剂性质的研究广受关注，其中不含过渡金属、卤原子等重原子的三重态光敏剂由于其结构的特殊性和系间窜越的不可预测性，目前报道较少。而一种具有垂直共轭体系的双分子化合物则通过分子内电荷转移诱导的系间窜越过程得到了长寿命三重态(结构见图1，Dance,Z.E.X.；Mickley,S.M.；Wilson,T.M.；Ricks,A.B.；Scott,A.M.；Ratner,M.A.；Wasielewski,M.R.,TheJournalofPhysicalChemistryA2008,112,4194-4201.)，相较于传统贵金属光敏剂性质优异，价格低廉，且具有可预测及可修饰性。
技术实现思路
本专利技术就是利用上述原理，提供了一种合成简便、具有长寿命(～200μs)的正交连接的双分子化合物，吸收波长可达430nm,可以用于光敏化产生单重态氧。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术采用含N^O双齿配体的分子与BF2官能团络合以得到共轭程度增强的非极性发色团，与蒽等苯稠环发色团共价连接，由于位阻效应，两个发色团正交连接，得到具有光敏性的双分子极性化合物。所述的化合物的通式为：通式Ⅰ：P-R-BF2，通式Ⅰ中，P为苯稠环化合物，其为萘、蒽、芘、含有甲基或苯基取代基的蒽、或含有取代基的萘，萘环上的取代基是C1～C20的碳链烷基、卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)等；R为含N^O双齿配体的有机分子，作为BF2的络合中心。R为10-羟基苯并[H]喹啉(HAP)时，所述化合物的通式为：通式Ⅱ中，R’为HAP苯环上的取代基,可以是氢原子、C1～C20的碳链烷基，卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)等；P为苯稠环化合物，其为萘、蒽、芘、含有甲基或苯基取代基的蒽或含有取代基的萘，萘环上的取代基是C1～C20的碳链烷基、卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)。P为蒽时，所述化合物的通式为：其中，R’含义与通式Ⅱ相同；R”为蒽环上的取代基，可以是氢原子、甲基或苯基。P为芘时，所述化合物的通式为：其中，R’含义与通式Ⅱ相同。P为萘时，所述化合物的通式为：其中,R’含义与通式Ⅱ相同；R1为萘环上的取代基,可以是氢原子、C1～C20的碳链、卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)、羟基(-OH)等。当通式1所述的双分子化合物处于激发态时，对环境极性的改变敏感，荧光发射波长及强度随着溶剂极性增强而红移且降低；同时该化合物激发态下能通过系间窜越到达三重态，敏化氧气产生单线态氧，用于光动力学疗法等应用。将通式1所述的双分子化合物用于光敏化单线态氧时，其特征在于，通式Ⅰ可在特定波长范围的光照射下与环境中氧气发生光化学反应，产生单线态氧，化学方程式为：本专利技术的有益效果：这类双分子化合物合成简便，不含重原子，光稳定性好，分子荧光发射波长与强度对环境极性敏感，三重态寿命可达200μs,用于溶液中敏化产生单线态氧时，单线态氧量子产率可达0.58。附图说明图1
技术介绍
中所举的化合物分子结构示意图；图2实施例1中合成的双分子极性化合物HB-An的结构示意图；图3实施例2所采用的化合物HB-An在不同极性溶剂中的荧光光谱；图4实施例3所采用的化合物HB-An敏化产生的单重态氧被1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)捕获时DPBF吸收光谱随时间变化示意图。具体实施方式实施例用于进一步说明本专利技术，但本专利技术不限于实施例。实施例1(双分子极性化合物HB-An的合成)：如图2所示，实施例所采用的双分子化合物的结构用代号HB-An表示，HB表示10-羟基苯并[H]喹啉(HAP)的BF2络合物，An表示蒽基团。HB-An的合成：(1)氮气保护下，将0.055gBr-HB,0.053g9-蒽硼酸，0.17g碳酸钾和0.023g四(三苯基膦)钯溶于二氧六环和水(体积比2:1)的混合溶剂30mL中，升至90℃反应8h。真空下蒸去溶剂，所得固体经柱层析纯化得化合物HB-An。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):9.12(d,1H),8.63(s,1H),8.58(dd,1H),8.13(d,2H),7.93(dd,1H),7.87(d,1H),7.66(d,1H),7.49(m,3H),7.38(m,2H),7.29(m,2H),7.23(d,1H).13CNMR(400MHz,d6-DMSO)δ(ppm):153.70,143.81,143.52,142.63,139.38,138.59,136.08,134.01,133.34,131.51,131.22,129.16,128.08,127.86,127.35,126.80,126.38,125.93,124.00,116.01.19FNMR(40MHz,CDCl3)δ(ppm):-146.43.ESI-HRMS:Calcd[M+NH4]+([C27H20BF2N2O]+),m/z＝437.1631；found,m/z＝437.1648.实施例2(HB-An在不同极性溶剂中的荧光光谱)：于石英比色皿中加入30μmolHB-An溶于不同极性溶剂中的溶液，测定荧光光谱。荧光发射波长与强度随溶剂极性的变化如图3所示。实施例3(HB-An光敏化产生单线态氧能力的测试)：于石英比色皿中加入30μmolHB-An的二氯甲烷空气饱和溶液，加入DPBF使其414nm处吸光度在1.0左右。将此混合液在360nm的光(1.34mA)照射20s后摇匀，测定吸收光谱，吸收光谱(扣除HB-An的吸收后)随光照时间的变化如图4所示，即为DPBF吸收随体系1O2产生量变化的示意图。图4表示体系吸收强度的变化，表明HB-An随光照时间增加，空气饱和溶液中的1O2产生量增加，DPBF作为1O2捕获分子，其吸收强度下降；内嵌图表示414nm吸光度随光照时间的线性拟合曲线，线性拟合曲线的线性回归常数为0.9991，表明双分子化合物HB-An光敏性的可定量性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双分子极性化合物，其特征在于，所述的化合物的通式为：/n通式Ⅰ：P-R-BF

【技术特征摘要】
1.一种双分子极性化合物，其特征在于，所述的化合物的通式为：
通式Ⅰ：P-R-BF2，
通式Ⅰ中，P为苯稠环化合物，其为萘、蒽、芘、含有甲基或苯基取代基的蒽、或含有取代基的萘，萘环上的取代基是C1～C20的碳链烷基、卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)等；R为含N^O双齿配体的有机分子，作为BF2的络合中心。


2.根据权利要求1所述的双分子极性化合物，其特征在于，R为10-羟基苯并[H]喹啉(HAP)时，所述化合物的通式为：



通式Ⅱ中，R’为HAP苯环上的取代基,可以是氢原子、C1～C20的碳链烷基，卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)等；
P为苯稠环化合物，其为萘、蒽、芘、含有甲基或苯基取代基的蒽或含有取代基的萘，萘环上的取代基是C1～C20的碳链烷基、卤素原子、硝基(-NO2)、氨基(-NH2)、磺酸基(-SO3)或羟基(-OH)。


3.根据权利要求2所述的双分子极性化合物，其特征在于，P为蒽时，所述化合物的通式为：



其中，R’含义与通式Ⅱ相同；R”为蒽环上...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩克利，刘亚，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21