一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI-BODIPY及其制备方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，公开了一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI

【技术实现步骤摘要】
一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，涉及一种灭菌荧光探针的合成，具体涉及一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY及其制备方法

技术介绍

[0002]细菌感染一直威胁着人类的生命健康，每年造成数百万人死亡。在多种多样的细菌感染中，革兰氏阳性菌感染的有效治疗是一大难题，尤其是金黄葡萄球菌，使免疫系统受损的患者可能面临长期感染的风险，给患者和医院带来了沉重的负担。随着一些抗生素的发现，如青霉素、链霉素等，人们一度认为细菌感染可以永远被治愈，但是，由于这些抗生素的滥用，出现了耐药性细菌，细菌抵抗的能力也越来越强。为此研究人员开发出来一些新的抗菌技术，如抗菌光动力治疗(aPDT),旨在提供更多可持续、经济、高效的抗菌治疗。aPDT利用光敏剂(PSs)在合适波长的光照射下产生活性氧(ROS)，ROS是PSs吸收光子后，通过内部转换而产生的，在此期间会产生单线态氧，通过诱导蛋白质、脂质和核酸的氧化损伤、细胞代谢功能障碍杀灭细菌。与传统抗菌疗法相比aPDT减少了细菌耐药性的发生且副作用小。
[0003]氟硼二吡咯(BODIPY)具有良好的光物理和化学特性，是一种极具潜在价值的PSs，可以通过修饰BODIPY的母体结构来控制其性能以满足需求，但很少有研究揭示抗菌效果与BODIPY结构之间的关系。因此，研究并设计出具有光动力灭菌的BODIPY探针具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY，该灭菌探针表现出较高的灵敏度、较强的荧光性能以及良好的灭菌性能，本专利技术的另一目的在于提供该探针的制备方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY，其分子结构式如下所示：
[0007][0008]本专利技术的进一步改进方案为：
[0009]一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY的制备方法，包括以下步
骤：
[0010](1)使二甲基吡咯与4,4'
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联苯二甲醛以及三氟化硼乙醚反应生成DB
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BODIPY；
[0011](2)使DB
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BODIPY发生碘代反应生成DBI
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BODIPY；
[0012]反应方程式如下所示：
[0013][0014]本专利技术的更进一步改进方案为：
[0015]步骤(1)中以二氯甲烷为溶剂，以2,3
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二甲基
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5,6
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二氰基苯醌为催化剂，以三乙胺为络合剂。
[0016]进一步的，所述二甲基吡咯、4,4'
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联苯二甲醛、三氟化硼乙醚、2,3
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二甲基
‑
5,6
‑
二氰基苯醌以及三乙胺的摩尔比为1～6.6:0.3～2.3:1～3:0.03～0.23:0.3～2.3。
[0017]进一步的，步骤(2)中以二氯甲烷为溶剂，以N
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碘代丁二酰亚胺为碘代试剂。
[0018]进一步的，所述DB
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BODIPY与N
‑
碘代丁二酰亚胺的摩尔比为0.1～1.1:0.4～8.8。
[0019]进一步的，步骤(1)的具体过程为：将二甲基吡咯、4,4'
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联苯二甲醛混合溶解到二氯甲烷中，加入当量三乙胺，室温搅拌0.5h～6h，冰浴中缓慢滴加三氟化硼乙醚，搅拌0.5h～6h，加入2,3
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二甲基
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5,6
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二氰基苯醌，继续反应，至原料反应完全，二氯甲烷萃取，无水Na2SO4干燥，真空除去溶剂，采用层析柱分离提纯，得到淡黄色固体即DB
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BODIPY。
[0020]进一步的，步骤(2)的具体过程为：将DB
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BODIPY与N
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碘代丁二酰亚胺混合溶解于二氯甲烷，室温下搅拌反应1h～6h，反应后分离纯化得到固体产物即DBI
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BODIPY。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术采用二甲基吡咯与4,4'
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联苯二甲醛反应合成含联苯的BODIPY二聚体，再在含联苯的BODIPY二聚体中引入碘原子，所引入的BODIPY二聚体作为电子受体，联苯作为电子供体，本专利技术所引入的联苯可以有效增加化合物的长度距离，使其可以更准确地与生物标志物结合；还会增强BODIPY化合物光致电子转移能力，提高了单线态氧的生成效率；BODIPY二聚体，相对于BODIPY单体光敏效率大大增强；碘作为电子受体，增强了BODIPY的吸电子能力，使其具有较高的光动力活性，显著提高了ROS的产生水平。
[0023]本专利技术采用二甲基吡咯和醛类化合物发生诺文葛耳缩合反应，最后对BODIPY的β位进行碘代反应而合成。细菌性传染病已经成为全球最大的挑战之一，严重威胁着人类的健康，相关研究表明，细菌也可以间接促进癌症等其他疾病的发生和发展。和传统抗菌疗法相比，抗菌光动力治疗(aPDT)利用光敏剂(PSs)在合适波长的光照下产生活性氧(ROS)，通
过诱导蛋白质、脂质和核酸的氧化损伤、细胞代谢功能障碍杀灭细菌，减少了细菌耐药性的发生。BODIPY是一种可以用于PDT的荧光染料，经过修饰的BODIPY在光的照射下可以将氧气转化为单线态氧对抗细菌，从而达到灭菌的作用。此DBI
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BODIPY引入联苯作为供电子基团，会增强BODIPY化合物光致电子转移能力，提高单线态氧生成效率，此外，DBI
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BODIPY含有两个BODIPY母核，并进行四碘取代，碘作为电子受体，增强了BODIPY的吸电子能力，使其具有较高的光动力活性，显著提高ROS的产生水平。这种从修饰的电子基团并用碘取代的角度出发设计的荧光探针，在光的照射下，可以产生单线态氧，从而达到灭菌的目的。同时该化合物制备条件温和，步骤简单，有很好的潜在应用价值。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1制得的DBI
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BODIPY的核磁氢谱图；
[0025]图2为本专利技术实施例1得到的DBI
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BODIPY在体外不同光照条件下对金黄葡萄球菌的抑菌表现；其中，a：空白对照组，无光照，无BODIPY；b：加入BODIPY，无光照；c：加入BODIPY，自然光照；d：加入BODIPY，24W荧光(λ＝395nm)；
[0026]图3为本专利技术实施例1得到的DBI
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY，其特征在于，分子结构式如下所示：2.如权利要求1所述的一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使二甲基吡咯与4,4'
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联苯二甲醛以及三氟化硼乙醚反应生成DB
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BODIPY；(2)使DB
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BODIPY发生碘代反应生成DBI
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BODIPY；反应方程式如下所示：3.根据权利要求2所述的一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
‑
BODIPY的制备方法，其特征在于：步骤(1)中以二氯甲烷为溶剂，以2,3
‑
二甲基
‑
5,6
‑
二氰基苯醌为催化剂，以三乙胺为络合剂。4.根据权利要求3所述的一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIPY的制备方法，其特征在于：所述二甲基吡咯、4,4'
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联苯二甲醛、三氟化硼乙醚、2,3
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二甲基
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5,6
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二氰基苯醌以及三乙胺的摩尔比为1～6.6:0.3～2.3:1～3:0.03～0.23:0.3～2.3。5.根据权利要求2所述的一种含联苯的BODIPY二聚体光动力灭菌探针DBI
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BODIP...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳江涛，权莉，朱佳涛，徐金尧，赵锦洋，黄浩，王科威，钱苏梦，翁瑞婷，宋钦涌，赵应时，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：