[发明专利]可聚合的近红外染料

说明书

本公开内容在某些实施方案中涉及可聚合的近红外染料和包含作为单体残基的所述染料的聚合物。在其他实施方案中，本公开内容还涉及制备可聚合的近红外染料的方法，以及可聚合的近红外染料在制备荧光聚合物中的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月21日提交的序号为62/437599的美国临时申请的优先权，出于所有目的以其所有内容通过引用结合至本文。

背景

荧光聚合物是官能化大分子，其在材料和生命科学领域发现了诸多应用并且可以用作荧光探针、智能聚合物传感器、给药载体等。本领域已经开发了各种荧光聚合物的设计和合成方法。传统上，荧光聚合物通过活化的荧光染料化合物和带有可改性或反应性基团的聚合物之间的化学共轭来合成。这种方案具有几个缺点：该活化的染料衍生物通常是不稳定的并且倾向于发生分解或副反应，并且聚合物改性度可能会难以控制。为了克服这些问题，已经开发了经由荧光官能化单体或荧光链转移剂的直接聚合的荧光聚合物合成方法。虽然这些方法具有某些优点如通过改变荧光与非荧光单体的进料比而容易地生产确定结构和改性度的荧光聚合物的能力，但是它们不能用于合成带有与聚合条件不相容的荧光基团的聚合物。例如，在一些应用中有利地使用花菁染料，这归因于其有利的光谱性能如高消光系数和近红外发射最大值；但是，花菁染料与自由基聚合条件如典型地用于经由受控的聚合反应(例如RAFT)来产生烯属主链聚合物的那些不相容。

因此，直到本公开内容为止，本领域仍然明确需要提供近红外如花菁染料单体，其与自由基聚合条件相容并且可形成具有与单体的荧光性能基本上类似的荧光性能的聚合物如水凝胶。

概述

在第一方面，本公开内容特征为具有式(I)的结构的化合物：

及其互变异构体、同分异构体、盐、水合物或溶剂合物，其中：

Z¹为不存在、O、NR^Z1或S；

R^Z1为H、任选取代的C₁-C₁₀烷基或任选取代的C₂-C₁₀杂烷基；

X¹为不存在、任选取代的C₆-C₁₀亚芳基或任选取代的C₁-C₁₀杂亚芳基；

Z²为不存在、NR^X1、O、S、NR^X2C(O)、OC(O)、SC(O)、C(O)O、C(O)NR^X3、C(S)O或C(O)S；

Z³为不存在或H；

R^X1、R^X2和R^X3各自独立地为H、任选取代的C₁-C₁₀烷基或任选取代的C₁-C₁₀杂烷基；

L¹为不存在、任选取代的C₁-C₃₀亚烷基或任选取代的C₁-C₃₀杂亚烷基；

Q¹为H、C(R^Q1)CH₂、C₆H₄CHCH₂、NR^Z3C(O)C(R^Q1)CH₂、OC(O)C(R^Q1)CH₂或SC(O)C(R^Q1)CH₂；