[发明专利]一种具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的扩展卟啉、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的碳杂扩展卟啉、其制备方法及其应用。本发明在六卟啉结构的框架基础上引入萘并二吡咯和苯环，得到一类新型刚性碳杂扩展卟啉，通过光谱测定发现，与文献报道的同类扩展卟啉相比，显示出罕见的近红外区吸收特性，且发现了其不同氧化还原形式的光谱性质变化。由于此碳杂扩展卟啉林在生物医学应用窗口(793nm,1052‑1063nm)具有较强的吸收，具有发展成为近红外吸收材料、光声成像以及光动力治疗光敏剂的潜力。

技术领域

本发明涉及近红外吸收材料领域，特别是涉及一类具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的碳杂扩展卟啉的合成及应用。

背景技术

碳杂扩展卟啉，即在卟啉结构基础上通过增加吡咯单元数目或改变其连接方式，并引入苯环、噻吩、呋喃、萘环等芳香烃或非芳香环单元形成的卟啉类似物。与卟啉相比，碳杂扩展卟啉具有独特的拓扑结构和物理化学性质，在Hückel-芳香性转换、手性光学、构象开关、稳定有机自由基等方面展现出极大的优势和潜在的应用前景。

近年来，众多的化学工作者致力于结构刚性、构象稳定的碳杂扩展卟啉大环的构建。其中，含萘并二吡咯单元的扩展卟啉因其结构刚性而备受关注，大的π-共轭路径和独特的构象结构赋予其光谱罕见的近红外吸收性质，具有发展成为近红外吸收材料、光声成像以及光动力治疗光敏剂的潜力。因此，如何合成含萘并二吡咯单元的扩展卟啉成为急需解决的技术问题，限制了含萘并二吡咯单元的扩展卟啉的应用。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的扩展卟啉、其制备方法及其应用，本发明合成方法，采用氧化还原形式的转换及其在近红外吸收材料、光声成像、光热治疗等性质研究和潜在应用。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下发明构思：

本发明碳杂扩展卟啉合成方法，包含以下合成路线步骤：

本发明不限于上述合成条件。在六卟啉结构的框架基础上引入萘并二吡咯和苯环，得到一类新型刚性碳杂扩展卟啉，通过光谱测定发现，与文献报道的同类扩展卟啉相比，显示出罕见的近红外区吸收特性，且发现了其不同氧化还原形式的光谱性质变化。由于本发明碳杂扩展卟啉林在生物医学应用窗口(793nm,1052-1063nm)具有较强的吸收，具有发展成为近红外吸收材料、光声成像以及光动力治疗光敏剂的潜力。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的扩展卟啉，其结构式如下：

其中，R¹为氢、烷基、烷氧基、卤素取代基中的至少一种；

R²为氢、烷基、烷氧基、芳基取代的烷基、芳基或杂芳基、烷基羰基、烷氧基羰基取代的烷基中的至少一种。

优选地，本发明具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的扩展卟啉，为以下扩展卟啉Ⅰ的结构式：

一种本发明具有近红外吸收性质的萘并二吡咯构筑的扩展卟啉的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应介质中，通过2,3-二羟基萘与硫酸肼和水合肼经亲核取代反应，得到中间体Ⅰ-2，其结构式为：

(2)将中间体Ⅰ-2与Ⅰ-3即丙酮酸乙酯经脱水缩合反应得到中间体Ⅰ-4，其结构式为：

(3)采用酸催化剂，将中间体Ⅰ-4在酸性条件下经闭环反应，得到中间体Ⅰ-5，其结构式为：