一种方酸菁类化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种近红外高效光热方酸菁染料及其制备方法及应用。本发明专利技术提供的如式(I)所示结构的方酸菁类化合物，其吸收与发射光谱位于近红外第二光学窗口区，表现出强吸收和弱发射，具有较高的光热转换效率和光热稳定性，可作为光热敏化剂的候选材料用于肿瘤的光热疗法。本发明专利技术提供的制备如式(I)所示结构的方酸菁类化合物的方法，合成路线短、反应条件温和，无需复杂的纯化处理，产物收率高且纯度好。物收率高且纯度好。物收率高且纯度好。

【技术实现步骤摘要】
一种方酸菁类化合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种方酸菁类化合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]光热疗法(PTT)是一种新兴的非侵入性和远程控制的治疗方式，它可以利用光热剂(PTA)吸收和转换的外近红外(NIR)光能产生的局部热量来消融肿瘤。迄今为止，基于贵金属材料、上转换纳米粒子(UCNPs)、过渡金属硫属化物、氧化物纳米粒子、碳纳米管、半导体聚合物纳米粒子和有机小分子染料等的无机和有机光热剂已被开发用于光热治疗。在众多材料中，有机小分子染料因其具有可设计性、最小的生物毒性、体内生物相容性和生物降解性等优势，在光热治疗领域显示出巨大的应用潜力。然而，目前已报道的基于花菁、二酮吡咯并吡咯、克酮酸和卟啉等有机小分子近红外光热敏化剂，均面临着光热转换效率低、稳定性差等问题，且在应用过程中需要进行聚合物或者纳米化处理，这是因为二区近红外染料分子一般具有共轭长度长，分子比较大的特点，在水中溶解性不好，光稳定性也比较差，所以很多二区近红外染料都需要制备成纳米材料或者使用其他材料进行包覆处理。
[0003]因此，非常有必要开发一种具有良好性能且无需进行纳米包覆处理便能直接使用的有机小分子近红外光热敏化剂来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是现有的有机小分子近红外光热敏化剂所存在的光热转换效率低、稳定性差的缺陷，进而提供一种结构新颖的方酸菁类化合物，该类物质具有较高的光热转换效率和光热稳定性。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种制备上述方酸菁类化合物的方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种如式(I)所示结构的方酸菁类化合物：
[0008][0009]其中，X选自氧、硫或硒；R1、R3分别独立地选自氢、溴或羟基；R2、R4分别独立地选自
氢、羟基、饱和或不饱和的烷氧基、取代的烷氧基、取代或未取代的苯基。
[0010]可选地，所述取代的苯基为羟苯基、炔丙氧基苯基或磺酸基取代的烷氧基苯基。
[0011]可选地，所述不饱和的烷氧基为炔丙氧基。
[0012]可选地，所述取代的烷氧基为磺酸基取代的C1～C5的烷氧基。
[0013]可选地，上述的方酸菁类化合物，选自如下结构式中的任意一种：
[0014][0015][0016]本专利技术还提供了一种制备上述的方酸菁类化合物的方法，包括以下步骤：S1、在浓硫酸的催化作用下，式(II)所示的1
‑
羟基
‑2‑
萘甲醛类化合物与式(III)所示的化合物发生反应，制得如式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐；
[0017]S2、式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐与3,4
‑
二羟基
‑3‑
环丁烯
‑
1,2
‑
二酮反应，即得；
[0018]合成路线如下：
[0019][0020]可选地，式(II)所示的1
‑
羟基
‑2‑
萘甲醛类化合物与式(III)所示的化合物的摩尔比为1:1.1～1.2。
[0021]可选地，所述浓硫酸与式(III)所示的化合物的质量比为6～8:1。
[0022]可选地，步骤S1的反应温度为90℃，反应时间为3～4h。
[0023]可选地，式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐与所述3,4
‑
二羟基
‑3‑
环丁烯
‑
1,2
‑
二酮的摩尔比为2.2～2.4：1。
[0024]可选地，式(IV)中当R1≠R3或R2≠R4时，两种所述四氢苯并[c]呫吨鎓盐的摩尔比为1:1。
[0025]先将一种所述四氢苯并[c]呫吨鎓盐与所述3,4
‑
二羟基
‑3‑
环丁烯
‑
1,2
‑
二酮反应4～5h，之后再加入另一种所述四氢苯并[c]呫吨鎓盐继续反应4～5h。
[0026]可选地，步骤S2中反应溶剂与式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐的质量比为20～25:1。
[0027]可选地，所述反应溶剂为异丙醇，反应温度不低于所述反应溶剂的沸点。
[0028]本专利技术还提供了上述的方酸菁类化合物或由上述的制备方酸菁类化合物的方法制得的方酸菁类化合物作为近红外光热敏化剂的应用。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0030]本专利技术提供的如式(I)所示结构的方酸菁类化合物，其在近红外第二光学窗口区的吸收与发射光谱表现出强吸收和弱发射，且分子中间的氧原子部分可以与水分子形成氢键，微扰分子的激发态，导致化合物分子与水分子之间发生高效能量交换，因此具有较高的光热转换效率和光热稳定性，可作为光热敏化剂的候选材料用于肿瘤的光热疗法。
[0031]本专利技术提供的如式(I)所示结构的方酸菁类化合物，本身是一个内盐，具有亲水亲油性，其在一定浓度范围内是可以单分子存在的，且部分化合物分子经过亲水性改进，比如连接亲水的磺酸基团，帮助分子在水中溶解，增大了化合物分子的分散度，而单分子状态的方酸菁类化合物具有好的光稳定性及较高的光热转换效率，所以本专利技术所提供的方酸菁类化合物在使用之前不需要进行聚合物或纳米包覆处理即可使用，大大提高了使用的便利性及安全性。
[0032]本专利技术提供的制备如式(I)所示结构的方酸菁类化合物的方法，合成路线短、反应条件温和，无需复杂的纯化处理，产物收率高且纯度好。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描
述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本专利技术实施例1制备的化合物I
‑
1的紫外吸收与荧光发射图谱；
[0035]图2是本专利技术实施例1制备的化合物I
‑
1的光照升温图；
[0036]图3是本专利技术实施例1制备的化合物I
‑
1的光热稳定效果图；
[0037]图4是本专利技术实施例3制备的化合物I
‑
3的小鼠光热成像图。
具体实施方式
[0038]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0039]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.如式(I)所示结构的方酸菁类化合物：其中，X选自氧、硫或硒；R1、R3分别独立地选自氢、溴或羟基；R2、R4分别独立地选自氢、羟基、饱和或不饱和的烷氧基、取代的烷氧基、取代或未取代的苯基。2.根据权利要求1中所述的方酸菁类化合物，其特征在于，所述取代的苯基为羟苯基、炔丙氧基苯基或磺酸基取代的烷氧基苯基；和/或，所述不饱和的烷氧基为炔丙氧基；和/或，所述取代的烷氧基为磺酸基取代的C1～C5的烷氧基。3.根据权利要求1或2中所述的方酸菁类化合物，其特征在于，选自如下结构式中的任意一种：
4.一种制备权利要求1～3任一项所述的方酸菁类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在浓硫酸的催化作用下，式(II)所示的1
‑
羟基
‑2‑
萘甲醛类化合物与式(III)所示的化合物发生反应，制得如式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐；S2、式(IV)所示的四氢苯并[c]呫吨鎓盐与3,4
‑
二羟基
‑3‑
环丁烯
‑
1,2
‑
二酮反应，即得；合成路线如下：5.根据权利要求4所述的制备方酸菁类化合物的方法，其特征在于，式(II)所示的1
‑
羟基
‑2‑
萘甲醛类化合物与式(III)所示的化合物的摩尔比为1:1.1～1.2。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志刚，吴刘颖，蔡松涛，屈军乐，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：