【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光染料分子，具体涉及一种具有大斯托克位移的近红外二区荧光染料分子二苯胺吖啶及其制备方法和其应用。
技术介绍
1、近年来，近红外第二窗口(1000-1700nm)活体荧光成像因其具有深层组织穿透能力强和高时空分辨率等优势在生物医学领域得到了快速的发展。其中，近红外二区小分子荧光染料在生物成像研究中扮演着重要角色。目前，可用于开发近红外二区小分子成像试剂的策略主要包括扩展π-π共轭系统、供体和受体修饰以及构建荧光团j-聚集体等。基于现有的这些构建策略，目前现有的近红外二区荧光团支架主要包括聚甲炔菁染料(d-π-a)、供体-受体-供体(d-a-d)型荧光团、氮杂氟硼二吡咯(aza-bodipy)染料和氧杂蒽类荧光染料已经被成功构建并应用于体内生物成像。然而，这些染料中的大多数容易被生物体系中丰富的活性氧物质氧化分解破坏结构，并且多表现出较小的斯托克斯位移。众所周知，具有大斯托克斯位移的荧光团有助于减少自猝灭和避免激发光引起的干扰，从而提高生物成像的信噪比。虽然，现有的d-a-d型荧光团展现出了大的斯托克斯位移，但存在着荧光亮度低、共轭体系大和制备困难等缺点。在近红外二区窗口中，染料的构建策略仍然面临着不足。因此，迫切需要发展构建具有特定性质的近红外二区荧光团的新策略。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种荧光亮度高、共轭体系小、制备方便的具有大斯托克位移的近红外二区荧光团及其制备方法和应用。
2、本专利技术首先基于平面化分子内电荷转移机制构建得到具有
3、
4、其中，r1、r2、r3和r4基团独立选自氢基(-h)、甲基(-ch3)、甲氧基(-och3)、羟基(-oh)、叔丁基(-c(ch3)3)、氟基(-f)和2-(2-乙基磺酸)酰胺-1-乙氧基
5、本专利技术提供的近红外二区荧光染料分子，其摩尔消光系数大，吸收和发射波长长，具有大的斯托克位移，具有较好的光稳定性和化学稳定性，易于合成和修饰。在二甲亚砜(dmso)溶剂中，最大吸收峰位于～800nm，最大发射峰位于～1000nm，斯托克位移大于200nm。
6、进一步地，本专利技术的近红外二区荧光染料分子，优选r1和r2为氢，r3和r4为2-(2-乙基磺酸)酰胺-1-乙氧基：
7、
8、其结构为式ⅱ所示：记该水溶性近红外二区荧光染料分子为dpa-2so3h；
9、
10、该dpa-2so3h在dmso和水中具有强的吸收和发射，吸收峰位于～800nm，最大发射峰位于～1000nm，斯托克位移大于200nm。
11、本专利技术还提供上述具有大斯托克位移的近红外二区荧光染料分子的制备方法，其合成路线如下：
12、
13、制备的具体步骤如下：
14、(1)中间体1的合成：
15、首先，将化合物2,7-二溴-9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶和二碳酸二叔丁酯溶于四氢呋喃溶液中，加入催化剂量的4-二甲氨基吡啶，在60-80℃下反应12-24小时；冷却浓缩后通过硅胶柱色谱法分离纯化得到中间产物1；
16、(2)中间体2的合成：
17、首先，将化合物1和取代的二苯胺加入到反应瓶中，加入无机碱，加入钯催化剂和配体试剂，依次将反应瓶中抽空并充入氩气，反复操作三次；然后通过注射器加入无水二氧六环或者甲苯，将反应混合物在60-100℃条件下反应20-24小时；反应结束后，在减压条件下除去有机溶剂，并用二氯甲烷和水萃取洗涤反应混合物三次，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥除水，最后通过在柱色谱分离纯化得到中间体2a-2f；其中，当取代基团r1、r2、r3、r4全部为氢时，得到中间体2a；当取代基团r1和r4为甲基，r2和r3为氢时，得到中间体2b；当取代基团r1、r2、r3、r4全部为甲氧基时，得到中间体2c；当取代基团r1、r2、r3、r4全部是氢氧基时，得到中间体2d；当取代基团r1、r2、r3、r4全部为叔丁基时，得到中间体2e；当取代基团r1和r4为氟基，r2和r3为氢时，得到中间体2f；
18、(3)近红外二区荧光染料分子dpa的合成：
19、将中间体化合物2溶于二氯甲烷和三氟乙酸的混合溶剂中，在室温条件下搅拌反应3-6小时，反应结束后，用二氯甲烷和水萃取洗涤三次，用无水硫酸钠干燥有机相，然后通过柱色谱分离纯化得到目标近红外二区染料分子dpa；当取代基团r1、r2、r3、r4全部为氢时，得到中间体dpa-1；当取代基团r1和r4为甲基，r2和r3为氢时，得到中间体dpa-2；当取代基团r1、r2、r3、r4全部为甲氧基时，得到中间体dpa-3；当取代基团r1、r2、r3、r4全部是氢氧基时，得到中间体dpa-4；当取代基团r1、r2、r3、r4全部为叔丁基时，得到中间体dpa-5；当取代基团r1和r4为氟基，r2和r3为氢时，得到中间体dpa-6。
20、进一步地，步骤(2)中：
21、所述无机碱选自叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种；
22、所述的钯催化剂选自醋酸钯、双(二苄亚基丙酮)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、二苯基磷二茂铁二氯化钯、四三苯基膦钯和二氯二三苯基膦钯的一种；
23、所述的试剂是2-二环己基磷-2′,4′,6′-三异丙基联苯、1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽和2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基-1,1'-二联苯中的一种。
24、本专利技术还提供上述具有大斯托克位移的近红外二区荧光染料分子(二苯胺吖啶)作为近红外二区荧光成像试剂，在生物体深层组织生物医学成像中的应用。
25、例如水溶性近红外二区染料dpa-2so3h可以用于小鼠肠胃荧光成像，具体地，通过对小鼠灌胃水溶性近红外二区荧光染料dpa-2so3h水溶液，用808nm外置激光器照射小鼠腹部处，使用850nm和1100nm长通滤光片收集1100-1500nm的荧光，可以实现对小鼠肠胃高分辨率、高信噪比和高清晰度成像如图6所示。
26、此外，根据荧光信号的不同来研究麻醉剂对小鼠肠道蠕动的影响，通过对小鼠灌胃水溶性近红外二区荧光染料dpa-2so3h水溶液，然后使用麻醉剂麻醉小鼠，用808nm外置激光器照射小鼠腹部处，使用850nm和1100nm长通滤光片收集1100-1500nm的荧光，可以用于小鼠肠胃蠕动过程相关的研究如附图7所示。
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1.一种近红外二区荧光染料分子，其特征在于，为二苯胺吖啶，记为DPA，其结构如通式Ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的近红外二区荧光染料分子，其特征在于，R1和R2为氢，R3和R4为2-(2-乙基磺酸)酰胺-1-乙氧基：
3.一种如权利要求1或2所述的近红外二区荧光染料分子的制备方法，其特征在于，其合成路线如下：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：
5.如权利要求1或2所述的近红外二区荧光染料分子在生物体深层组织医学成像中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种近红外二区荧光染料分子，其特征在于，为二苯胺吖啶，记为dpa，其结构如通式ⅰ所示：
2.根据权利要求1所述的近红外二区荧光染料分子，其特征在于，r1和r2为氢，r3和r4为2-(2-乙基磺酸)酰胺-1-乙氧基：
3.一种如...
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