[发明专利]具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和应用，通过在分子结构中引入电子供体和受体基团，调控分子的HOMO‑LUMO能级，获得了具有不同发射颜色以及高亮度的聚集诱导发光化合物。该类化合物具有较大的斯托克斯位移、强双光子吸收、良好的生物相容性以及优异的光稳定性。此类聚集诱导发光化合物可以特异性成像脂滴。另外，此类化合物在光照条件下可以有效的产生活性氧，使其可以用于双光子激发的细胞器靶向光动力治疗。再者，具有聚集诱导发光性质的化合物有效克服了传统荧光染料聚集导致荧光猝灭的缺陷。

技术领域

本发明涉及生物成像与细胞器靶向光动力治疗领域，具体涉及具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和应用。

背景技术

作为现代医学的重要辅助手段，光学生物成像因其分辨率高、安全性好(无辐射污染)、成像信息丰富而备受青睐。人们利用光学生物成像获取丰富的信息，有助于研究许多生物学机制，诊疗相应疾病等。荧光生物材料作为荧光材料的重要分支之一，由于其无创性和灵敏度高等优点，在生物可视化、临床诊断和疾病治疗方面发挥了极其重要的作用。

相对于传统的临床影像学检查方法(例如计算机断层扫描、磁共振成像和超声波成像)，荧光成像具有灵敏度高、低成本、简单易行、对生物体无电离辐射等优点。荧光成像依赖于荧光探针的使用。对于传统的荧光材料，在生理环境中容易发生聚集导致荧光猝灭(aggregation-induced quenching，ACQ)效应，极大限制了荧光染料在荧光成像中的应用。在2001年唐本忠院士发现了聚集诱导发光(aggregation-induced emission，AIE)材料，同时经过证明聚集诱导发光材料具有很好的荧光成像能力，很好的解决了传统的ACQ问题。目前许多基于四苯基乙烯、六苯基噻咯、四苯基吡嗪和二苯乙烯基蒽等经典母体结构的AIE荧光分子被陆续报道，发展新型AIE母体结构及其衍生物对于丰富AIE材料体系具有重要意义。近年来，荧光成像在实时监测体内重要生物分子、追踪细胞内多种生理过程以及成像介导的治疗等方面展示了广阔的应用空间。此外，光动力治疗(photodynamic therapy,PDT)作为一种重要的癌症治疗手段，因本身具有许多独特的优势而备受关注。由于光动力治疗的可控性和非侵入性，它与传统的癌症治疗方法相比副作用较小。其中，高效的光敏剂是实现光动力治疗的关键；与传统光敏剂相比，具有聚集诱导发光(AIE)特征的光敏剂表现出较高的荧光强度、光稳定性以及活性氧产生效率。然而，现有的具有聚集诱导发光特征的分子也存在一些固有缺陷，如分子骨架结构单一、Stocks位移小和非特异性靶向等，因此，开发若干具有荧光可调、激发波长长、摩尔吸收系数大和活性氧(ROS)产生效率高的AIE分子具有重要实用意义，但仍具挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供具有聚集诱导发光性质的化合物及其制备方法和应用，所述化合物可以作为强双光子吸收的全光谱发射的聚集诱导荧光材料。

在本发明的一个方面，本发明提出了具有聚集诱导发光性质的化合物。根据本发明的实施例，所述化合物的结构式如下：

其中，R为电子受体，所述R的结构式为中的任一种。

在本发明的一些实施例中，所述具有聚集诱导发光性质的化合物具有从可见光区到近红外光区的荧光发射。

在本发明的一些实施例中，所述具有聚集诱导发光性质的化合物具有强双光子吸收性质，所述强双光子吸收的聚集诱导荧光材料可用于生物成像。

在本发明的另一方面，本发明提出了具有聚集诱导发光性质的化合物的制备方法。根据本发明的实施例，包括以下步骤：

(1)由化合物A和二苯胺通过Buchwald-Hartwig反应得到化合物B，反应式如下：

(2)化合物B与不同的电子受体R通过Wittig或Knoevenagel缩合反应生成所述具有聚集诱导发光性质的化合物，反应式如下：