一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法，采用3，5，8

【技术实现步骤摘要】
一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法


[0001]本专利技术属于精细有机合成和功能性荧光染料领域，具体涉及一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法。

技术介绍

[0002]有机电致发光器件、有机场效应晶体管及太阳能电池等电子器件具备新颖的光电特性已经成为有机光电功能材料和有机半导体材料领域的研究热点，并且存在极大的市场前景。其中，星型共轭分子由于具有易合成、易调节及良好的溶解性、成膜性等优点越来越受到研究者的关注。具有电子/能量给受体性能的染料分子在有机光电功能材料方面已经展现出广阔的应用前景。在不同结构类型的分子模型中，星型化合物独特的三维星射型结构有利于调控分子的光电性能和形态特征，多个向外延伸支臂可以提高电荷传递或能量转递效率，已受到国内外众多学者的广泛关注。然而，具有给体
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受体结构星型化合物仍存在着合成步骤多、反应复杂、产率低等不足之处，因此设计合成具有优良光电性质且易合成的新型星型化合物具有重要的意义。
[0003]BODIPY(氟硼二吡咯)类荧光物质是一类新兴的染料，具有斯托克斯位移较小、稳定性好、对酸碱不敏感、荧光量子产率较高、荧光激发和发射峰较窄，在许多有机溶剂中溶解性好等优点。通常的BODIPY衍生物吸收和发射波长大部分均在500nm左右，限制了其应用范围。发展高效便捷的有机合成方法对BODIPY进行结构修饰，制备吸收和发射波长位于近红外区域的BODIPY类荧光化合物对扩展其应用具有重要的意义。BODIPY分子具有一定的化学活性，可对其结构和性能进行调节。特别是，BODIPY母核3，5位及8位的甲基具有一定的化学活性，可与芳香醛发生Knoevenagel缩合反应，形成较大的芳环共轭体系，从而使得该类化合物的电子吸收和发射波长发生明显红移。因此，可利用芳基醛基对BODIPY
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3，5位和8位的修饰制备近红外吸收和发射的BODIPY类衍生物。
[0004]香豆素类荧光染料具有荧光量子产率较高、分子量小、生物相容性好、合成简单且结构易修饰的特点，被广泛应用于生物医学、荧光探针和激光染料等领域，但受其结构本身的影响，吸收发射一般位于蓝紫色区域，一定程度上限制了它的应用。香豆素母体本身不具有荧光发射性能，它的荧光发射功能在很大程度上取决于香豆素母体环的修饰。故在7
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位上引入给电子基二乙氨基，在3
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位上引入吸电子基醛基，形成典型的分子内电荷转移化合物。然而仅靠外围取代基的修饰，对香豆素化合物的发光波长的调节范围有限，故通过Knoevenagel缩合反应将3、5、8位上带有甲基的BODIPY衍生物与7
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二乙氨基
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香豆素
‑3‑
甲醛反应形成共轭双键，合成一种结构新颖、制备方法简单、性能优良的星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料。然而，目前还没有研究报道此类化合物。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料。本专利技术的另一目的是提供一种上述的星型三香豆素共轭
BODIPY近红外荧光染料的制备方法。
[0006]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法，其特征在于，其结构式如式(I)所示：
[0008][0009]一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料(I)的制备方法，步骤如下：
[0010]1)在无水条件下，在圆底烧瓶中加入3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯、7
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二乙氨基
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香豆素
‑3‑
甲醛和新干燥的对甲苯磺酸，并配备Dean
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Stark装置，然后加入20～30mL甲苯溶解，并加入1～1.5mL哌啶作催化剂，搅拌加热到回流8～10小时；其中，3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯和7
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二乙氨基
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香豆素
‑3‑
甲醛的摩尔比为1∶3～4。
[0011]2)将反应物冷至室温，用二氯甲烷稀释、盐水洗、分离，有机层用无水硫酸钠干燥、减压蒸馏除去有机溶剂，残留物经硅胶柱层析分离提纯，洗脱剂为二氯甲烷，得到星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料(I)。
[0012]具体化学反应式如下：
[0013][0014]上述步骤(1)中，3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯与7
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二乙氨基
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香豆素
‑3‑
甲醛的摩尔比为1∶3～4。
[0015]上述步骤(1)中，加入的甲苯和哌啶的用量分别是20～30mL和1～1.5mL。
[0016]上述步骤(1)中，3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯、对甲苯磺酸与7
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二乙氨基
‑
香豆素
‑3‑
甲醛摩尔比为1∶0.6∶3.0～4.0。。
[0017]上述步骤(2)中，硅胶柱层析分离洗脱剂为二氯甲烷。
[0018]本专利技术的有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术的一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料及其制备方法具有的优点有：(1)通过一步缩合反应在3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯同时引入三个香豆素基团；(2)合成步骤少、反应条件温和，具有普适性，可以推广应用到一类基于BODIPY的星型多功能分子体系的合成；(3)引入香豆素基，可与BODIPY中心构成分子内给体
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受体的星型分子体系，在同一分子中能发生电子/能量转移过程，可用作光吸收天线；(4)吸收范围广(300～900nm)，最大吸收波长在770nm以上、荧光发射波长在830nm以上，可作为近红外荧光染料应用于近红外荧光成像、生物标记、有机太阳能电池等领域。
附图说明
[0020]图1是星型香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料(I)在氘代DMSO中的核磁共振氢谱图；
[0021]图2是星型香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料(I)的紫外
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可见吸收光谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合具体附图对本专利技术做进一步的说明。
[0023]用1H
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NMR表征星型香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料的分子结构，UV
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Vis谱测定星型香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料的电子吸收光谱。检测所用仪器为：Bruker ARX600型核磁共振仪(TMS为内标，氘代DMSO为溶剂)、岛津UV
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3100型紫外
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可见分光光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料，其特征在于，其结构式如式(I)所示：2.权利要求1所述一种星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料的制备方法，其特征在于其由如下步骤实现：在无水条件下，将3，5，8
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三甲基
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氟硼二吡咯与7
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二乙氨基
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香豆素
‑3‑
甲醛按摩尔比1∶3.0～4.0加入到干燥甲苯中，再加入对甲苯磺酸和哌啶，搅拌并加热回流8～10小时，结束反应，冷却至室温，经二氯甲烷稀释、水洗、分离、干燥，减压蒸馏除去有机溶剂，残留物经硅胶层析柱进行分离提纯，洗脱剂为二氯甲烷，得到星型三香豆素共轭BODIPY近红外荧光染料(I)。3.根据权利要求2所述的一种星型三香豆素...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海军，卫婷，孙磊，蔡正春，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：