[发明专利]一类偏位取代的五甲川花菁染料及其合成方法与应用

说明书

本发明提供一类偏位取代的五甲川花菁染料及其合成方法与应用，其中一类偏位取代的五甲川花菁染料，包括以下通式：本发明公开的一类偏位取代的五甲川花菁染料，所述五甲川花菁染料吸收和发射波长均发生了红移，具有很好的系间窜越能力，具有近红外激发、线粒体定位和良好光动力效果。

技术领域

本发明涉及近红外荧光染料合成的技术领域，尤其涉及一类偏位取代的五甲川花菁染料及其合成方法与应用。

背景技术

光动力治疗作为一种无创、周期短、效果好的新型治疗方法，已经被实际应用在某些疾病的临床治疗当中。而利用有机染料的荧光特性和系间窜越性质，可以对病变组织进行荧光成像和精准光动力治疗，从而实现对疾病的诊疗一体化的目的。因此，研究人员开发出了许多有机染料作为三重态光敏剂用于疾病的诊疗，目前最常见的是BODIPY类染料和钌配合物等，但是这类染料普遍吸收和发射波长较短，并且不具备对细胞器的靶向作用，难以实现对体内深层疾病的精确诊断和治疗。因此设计开发具有近红外吸收发射特性，并可以高效率系间窜越的染料分子成为当下亟需攻克的难题。

五甲川染料作为典型的菁染料，已经被广泛研究。该类染料具有近红外波段的吸收和发射，具有非常高的摩尔消光系数和荧光量子产率，已经在荧光成像领域、染色领域等被大量应用。但是，由于目前存在的五甲川花菁染料在收到光激发后，通常会通过非辐射失活以热的形式以及荧光发射的形式释放大量能量的原因，所以该类染料无法高效的通过系间窜越产生活性氧，无法生成活性氧用于光动力治疗。当前对五甲川花菁染料的光敏剂化改性主要依赖于“重原子效应”。但是，像许多其他荧光团一样，重原子效应通常会导致染料溶解性变差并且细胞毒性增强，不利于其在进一步生物学中的应用。

因此，需要在保证五甲川染料近红外吸收发射特性的前提下，克服系间窜越效率差，光动力治疗效果差而对五甲川花菁染料母体进行合理设计是非常紧迫的。

发明内容

针对现有技术存在的现有五甲川花菁染料无法发生高效的系间窜越和重原子效应的问题，本发明的第一个目的在于提供一类偏位取代的五甲川花菁染料，所述五甲川花菁染料吸收和发射波长均发生了红移，具有很好的系间窜越能力，具有近红外激发、线粒体定位和良好光动力效果。

本发明的第二个目的在于提供一类偏位取代的五甲川花菁染料的合成方法，所述制备方法具有合成方法简单，原料廉价，产率高，普适性高的优点。

本发明的第三个目的在于提供一类偏位取代的五甲川花菁染料的应用，所述偏位取代的五甲川花菁染料能够作为三重态光敏剂，在光催化领域引发化学反应、光动力领域生成活性氧、磷光材料领域产生磷光信号。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一类偏位取代的五甲川花菁染料，包括以下通式：

其中，R₁和R₂各自独立的选自氢、1-18个碳的烷基、具有1-18个碳的羧烷基、芳基、芳基羧酸基、具有1-18个碳的烷基磺酸根、芳基磺酸根、烷基磺酸盐或芳基磺酸盐中的任意一种；

R₃和R₄是苯环不确定位置的取代基，各自独立的选自氢、卤素、甲氧基、氨基、硝基、羟基、羧基、具有1-18个碳的羧烷基、具有1-18个碳的烷基磺酸基、具有1-18个碳的酯基或具有1-18个碳的酰胺基中的任意一种；

R₅选自氢、卤素、甲氧基、氨基、硝基、羟基、羧基、N，N-二甲胺基、N，N-二乙胺基、三氟甲基、酯基、酰胺基、磺酸根或磺酸盐中的任意一种；

R₆是苯环不确定位置的取代基，选自氢、卤素、具有1-18个碳的羧烷基、具有1-18个碳的羟基烷基、具有1-18个碳的烷基磺酸基、具有1-18个碳的酯基或具有1-18个碳的酰胺基的任意一种；

X选自氧、硫、硒中任意一种；