一種基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物、制備及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物、制備及應用。
【背景技術】
[0002] 現代化學的檢測方法有很多，比如紫外吸光光度法，紅外分析法，電化學法等。近 些年來，熒光探針檢測法越來越受到人們的關注。熒光探針檢測法是一種借助探針分子的 光物理和光化學性質對微環境變化的敏感性在分子水平上研究生物體內結構變化的方法。 這一變化伴隨著熒光顏色或熒光強度的變化。通過檢測所產生的熒光變化實現對被檢測物 質的定性或者定量分析。由于熒光探針具有較強的專一選擇性和高度的靈敏性，因而被廣 泛應用于環境檢測、生物分子成像及醫學診斷等領域。
[0003] 熒光染料作為分子探針在生命科學領域備受重視。但許多生物體及其組織在可見 光的激發下自身會發射出熒光，干擾生物樣品的熒光檢測和成像。例如血漿中血清蛋白的 熒光波長范圍為325~350nm，還原性煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酶（NADPH)和膽紅素的熒 光波長范圍為430~470nm，這使得可見光區熒光分析的靈敏度和準確性受到了很大的影 響。而近紅外熒光探針的熒光波長范圍為600~900nm，由于其具有較深的組織穿透距離以 及較弱的組織自發熒光干擾，使得在一定深度的組織內可獲得較好的近紅外熒光信號，因 而近紅外熒光探針非常具有應用前景。
【發明內容】
[0004] 本發明的內容是提供一類新型的近紅外熒光材料一一一種基于菁染料為骨架的 近紅外熒光化合物、制備及其應用。
[0005] 本發明提供的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物，結構如下：
[0006]
[0007] 本發明的另一個目的是提供一種制備上述化合物的方法，包括以下步驟：
[0008] 1)在惰性無氧條件下，將IR-780碘化物（菁染料中間體）與哌嗪反應，后處理制 得哌嗪取代的菁染料中間體；
[0009] 2)在惰性無氧條件下，將步驟1)得到的哌嗪取代的菁染料中間體化合物與 4_氯-7-硝基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑反應，后處理制得I所示的目標化合物。
[0010] 按上述方案，步驟1)中IR-780碘化物（菁染料中間體）與哌嗪的摩爾比為1:3~ 1:4,所述反應為將IR-780,哌嗪和有機溶劑DMF于75-85°C下反應4-5小時。
[0011] 按上述方案，步驟1)后處理為反應結束后，用CH2C12萃取，有機層用無水似2304干 燥，旋蒸除去溶劑，柱色譜分離，得到哌嗪取代的菁染料中間體。
[0012] 按上述方案，步驟2)中哌嗪取代的菁染料中間體化合物與4-氯-7-硝 基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑的摩爾比為1:1~1:1. 2,反應條件為在0-5°C條件下將哌嗪取 代的菁染料中間體化合物與4-氯-7-硝基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑、束縛堿三乙胺和有機 溶劑二氯甲烷混合后，室溫下反應3-4小時。
[0013] 按上述方案，步驟2)后處理為反應結束后，旋蒸除去溶劑，柱色譜分離，得到菁染 料目標產物。
[0014] 基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物I在近紅外識別硫化氫分子中的應用。
[0015] 本發明的有益效果：
[0016] 本發明提供的基于菁染料為骨架的化合物是一種新型的近紅外熒光探針材料。在 客體分子的作用下，取代基團與哌嗪間的化學鍵斷裂，從而引起熒光強度及紫外吸收的變 化。本發明的化合物的發射波長在790nm左右，可以作為近紅外熒光探針識別生物分子以 尚的靈敏度和尚的選擇性識別硫化氛分子。
【附圖說明】：
[0017]圖1為化合物I在700nm激發下的熒光發射圖。
【具體實施方式】：
[0018] 下面結合附圖和以下實施例對本發明的
【發明內容】
做進一步說明。
[0019] 實施例1:化合物I的合成
[0020] 合成路線如下：
[0021]
[0022] 具體合成步驟如下：
[0023] 1)在惰性無氧條件下，將IR-780碘化物（0. 5mmol)、哌嗪（2mmol)和干燥除水的 N，N-二甲基甲酰胺加入兩口燒瓶中，85°C反應4小時，反應結束后，用CH2C12萃取，有機層 用無水Na2S04干燥，旋蒸除去溶劑，柱色譜分離，得到藍色固體哌嗪取代的菁染料中間體。 產率：85%JHNMR(400MHz,CDC13)S7. 66(d,J= 15. 0Hz，2H), 7. 26-7. 32(m, 4H), 7. 09(t，J =6. 0Hz, 2H), 6. 97 (d,J= 6. 0Hz, 2H), 5. 80 (d,J= 15. 0Hz, 2H), 3. 88 (m, 8H), 3. 26 (t,J= 6.OHz, 4H), 2. 44 (t,J= 6.OHz, 4H), 1. 84 (m, 6H), 1. 68 (s, 12H), 1. 02 (t,J= 6.OHz, 6H)；ESI MSm/z589. 6[M~I]+,calcdexactmass716. 3〇
[0024] 2)在惰性無氧條件下，將步驟1得到的藍色固體（0.5mmol)、三乙胺和干燥除 水的二氯甲烷加入兩口燒瓶中，〇°C下攪拌5分鐘。接著在0°C下緩慢滴加4-氯-7-硝 基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑（0.5mmol)的二氯甲烷溶液。室溫反應4小時，反應結束后， 旋蒸除去溶劑，柱色譜分離，得到暗金黃色固體。產率MS%;1!!NMR(400MHz，DMS0-D6) 8 8. 65-8. 62 (d,J= 12Hz, 1H), 7. 74-7. 71 (d,J= 12Hz, 1H), 7. 35-7. 28 (m, 4H), 7. 16-7. 14 ( t,J= 8. 0Hz, 2H), 6. 86-6. 84 (d,J= 8. 0Hz, 1H), 6. 06-6. 03 (d,J= 12Hz, 2H), 4. 44 (s, 4H), 4. 08-4. 04 (t,J= 8. 0Hz, 4H), 3. 92 (s, 4H), 2. 57-2. 53 (t,J= 8. 0Hz, 4H), 1. 75 (m, 6H) 1. 58 ( s, 12H), 0. 97 (t,J= 6. 0Hz, 6H)；ESIMSm/z752. 2 [M-I]+,calcdexactmass879.33.
[0025] 如圖1所示，是該實施例產品的熒光發射光譜（激發波長為700nm)，圖中虛線為化 合物I的發射圖，實線為化合物I與硫化氫作用后的發射圖。從圖1中可以看出，化合物I 在780nm處有一個弱的發射峰，在與硫化氫作用后，在788nm處出現一個強的發射峰。
【主權項】
1. 基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物，其特征在于：其具有通式（I)所述的結 構：2. 權利要求1所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物的制備方法，其特征在 于：包括以下步驟： 1) 在惰性無氧條件下，將IR-780碘化物（菁染料中間體）與哌嗪反應，后處理制得哌 嗪取代的菁染料中間體； 2) 在惰性無氧條件下，將步驟1)得到的哌嗪取代的菁染料中間體化合物與 4_氯-7-硝基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑反應，后處理制得I所示的目標化合物。3. 根據權利要求2所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物的制備方法，其特征 在于：步驟1)中IR-780碘化物與哌嗪的摩爾比為1:3~1:4,所述反應為將IR-780,哌嗪 和有機溶劑DMF于75-85°C下反應4-5小時。4. 根據權利要求2所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物的制備方法，其特征 在于：步驟1)后處理為反應結束后，用CH2Cl2萃取，有機層用無水Na2SO4干燥，旋蒸除去溶 劑，柱色譜分離，得到哌嗪取代的菁染料中間體。5. 根據權利要求2所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物的制備方法，其特征 在于：步驟2)中哌嗪取代的菁染料中間體化合物與4-氯-7-硝基-2, 1，3-苯并氧雜惡二 唑的摩爾比為1:1~1:1. 2,反應條件為在0-5°C條件下將哌嗪取代的菁染料中間體化合物 與4-氯-7-硝基-2, 1，3-苯并氧雜惡二唑、束縛堿三乙胺和有機溶劑二氯甲烷混合后，室 溫下反應3-4小時。6. 根據權利要求2所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物的制備方法，其特征 在于：步驟2)后處理為反應結束后，旋蒸除去溶劑，柱色譜分離，得到菁染料目標產物。7. 權利要求1所述的基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物在近紅外識別硫化氫分 子中的應用。
【專利摘要】本發明涉及一種基于菁染料為骨架的近紅外熒光化合物、制備及其應用。其具有下述通式(Ⅰ)所述的結構。制備：1)在惰性無氧條件下，將IR-780碘化物(菁染料中間體)與哌嗪在有機溶劑中反應，后處理制得哌嗪取代的菁染料中間體；2)在惰性無氧條件下，將步驟1)得到的哌嗪取代的菁染料中間體化合物與4-氯-7-硝基-2,1,3-苯并氧雜惡二唑于有機溶劑中在堿存在的條件下進行反應，后處理制得式Ⅰ化合物。本發明的化合物可用于近紅外熒光識別硫化氫分子。
【IPC分類】C07D413/14, C09B23/10, G01N21/64, C09K11/06
【公開號】CN105038295
【申請號】CN201510313016
【發明人】尹軍, 張宇峰, 劉盛華
【申請人】華中師范大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月8日