一类氧杂蒽-半花菁近红外荧光染料，其合成方法及应用技术

本发明专利技术公开了一类氧杂蒽

【技术实现步骤摘要】
一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，其合成方法及应用


[0001]本专利技术属于有机染料
，涉及一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料、其合成方法，及其应用。

技术介绍

[0002]长久以来，荧光染料被广泛应用于生物标记和识别领域当中，在生物特异性蛋白、肿瘤标志物以及DNA识别基因测序中发挥重要作用。
[0003]荧光分析法因为具有设备简单、操作便捷、灵敏度高和响应快的优点，相较于同位素标记法具有更广泛的应用前景。荧光分析法所用到的荧光染料在整个分析过程中起到举足轻重的作用，荧光染料的性能将直接影响到分析的准确度和灵敏度。目前常见的商业化荧光染料主要为香豆素，荧光素，罗丹明类，吲哚菁绿类等等。然而，这些染料都在一定程度上存在缺陷而影响它们的应用。比如：1.吸收波长和发射波长较短，容易在成像和分析过程中收到生物背景荧光的干扰；2.水溶性普遍较差，容易在水系溶剂中发生聚集从而产生荧光猝灭；3.光稳定性差，增加了产品的大规模储藏和运输成本，并且导致无法重复检测；4.这些染料与生物大分子结合后，可能会受到生物大分子的影响而导致本身光物理性质发生改变，从而影响检测和分析的结果；5.在特定波长下的摩尔消光系数和荧光量子产率较低，无法很好的和市面上常用的光源和检测器匹配。
[0004]因此，研究开发水溶性好，光稳定性好，高摩尔消光系数和荧光量子产率以及波长可调控的，标记前后无明显光物理性质变化的荧光染料对荧光检测和生命健康领域具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为克服现有荧光染料的一系列缺陷，提供了一类用于生物标记的氧杂蒽
‑
半花菁荧光染料、其合成方法和应用。
[0006]本申请的技术方案如下：
[0007]本申请的第一方面在于保护一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，所述的染料具有如通式I的结构式：
[0008][0009]通式I中，
[0010]R1选自1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；更优选自具有2
‑
10个碳的羧烷基、芳基羧酸基中的一种；
[0011]R2和R3各自独立的选自氢、具有1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸盐、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；更优选自氢、具有1
‑
6个碳的烷基、具有1
‑
6个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
6个碳的羧烷基或芳基中的一种；
[0012]R4、R5、R6各自独立的选自氢、卤素、具有1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸盐、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；更优选自氢、具有1
‑
10个碳的烷基、具有1
‑
10个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
10个碳的烷基磺酸盐中的一种；
[0013]X选自氧、硫、硒、碲中的一种；更优选自氧、硫中的一种；
[0014]Y选自卤素离子、ClO4‑
、BF4‑
、CH3COO
‑
、CF3COO
‑
或OTs
‑
中的一种；更优选自卤素离子、ClO4‑
、CH3COO
‑
中的一种。
[0015]本申请的第二方面在于保护一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料的合成方法，包括以下步骤：
[0016](1)在0
‑
30℃下，将PBr3和DMF作为反应原料缓慢滴加到有机溶剂中，其中PBr3和DMF的体积比为1:1
‑
6，室温搅拌0.5
‑
3h，加入环己酮，其中PBr3和环己酮的体积比为1:0.3
‑
1.5，反应8
‑
15h后中和反应，蒸发溶剂得到中间产物S
‑
1；
[0017](2)在10
‑
50℃下，将S
‑
1和R4、R5、R6、X取代的S
‑
2溶解在极性溶剂中，在无机碱催化下反应10
‑
30h后，萃取、浓缩、纯化，得到含有R4、R5、R6、X取代的中间产物S
‑
3；
[0018](3)在有机溶剂中，在60
‑
120℃下，含R1和R3取代的Y
‑
1与R2取代的卤代烷烃(N烷基化试剂)反应3
‑
24h，经过重结晶得到含N
‑
R2取代侧链的季铵盐Y
‑
2；其中，化合物Y
‑
1和R2取代的卤代烷烃的摩尔比为1:1
‑
10；更优选为1:3
‑
8；
[0019](4)在有机溶剂中，在60
‑
120℃下，将Y
‑
2与S
‑
3溶解在有机溶剂中，在有机碱的催化下发生缩合反应，经过重结晶纯化，得到氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料Ⅰ。
[0020][0021]其中，对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(1)中，有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、丙酮、四氢呋喃中的一种；
[0022]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(2)中，极性溶剂选自DMF、DMSO、甲
醇、乙醇中的一种；
[0023]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(2)中，无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铯、乙酸钠、乙醇钠中的任意一种；
[0024]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(3)中，有机溶剂选自苯、甲苯、邻二氯苯、DMF的任意一种或几种组合的混合溶剂；重结晶溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、丙醇的任意一种或几种组合的混合溶剂；
[0025]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(4)中，重结晶所用溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、水、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、丙醇的任意一种或几种组合的混合溶剂；
[0026]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(4)中，有机溶剂选自乙醇、乙酸、乙酸酐、DMF的任意一种或几种组合的混合溶剂。
[0027]对于上文所述的技术方案，优选的，在上述步骤(4)中，有机碱选自三乙胺、吡啶和DIPEA中的任意一种。
[0028]所述的氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料的活化产物，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，其特征在于：所述的染料具有如通式I的结构式：通式I中，R1选自1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；R2和R3各自独立的选自氢、具有1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸盐、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；R4、R5、R6各自独立的选自氢、卤素、具有1
‑
18个碳的烷基、具有1
‑
18个碳的羧烷基、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
18个碳的烷基磺酸盐、芳基、芳基羧酸基、烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的一种；X选自氧、硫、硒、碲中的一种；Y选自卤素离子、ClO4‑
、BF4‑
、CH3COO
‑
、CF3COO
‑
或OTs
‑
中的一种。2.根据权利要求1所述的一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，其特征在于：R1选自2
‑
10个碳的羧烷基、芳基羧酸基中的一种。3.根据权利要求1所述的一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，其特征在于：R2和R3各自独立的选自氢、具有1
‑
6个碳的烷基、具有1
‑
6个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
6个碳的羧烷基或芳基中的一种。4.根据权利要求1所述的一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料，其特征在于：R4、R5、R6各自独立的选自氢、具有1
‑
10个碳的烷基、具有1
‑
10个碳的烷基磺酸根、具有1
‑
10个碳的烷基磺酸盐中的一种。5.如权利要求1所述的一类氧杂蒽
‑
半花菁近红外荧光染料的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在0
‑
30℃下，将PBr3和DMF作为反应原料缓慢滴加到有机溶剂中，其中PBr3和DMF的体积比为1:1
‑
6，室温搅拌0.5
‑
3h，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜健军，韩富平，李鑫，樊江莉，彭孝军，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：