[发明专利]一种季铵盐型水溶性氮杂Aza-BODIPY及合成方法

说明书

本发明涉及一种季铵盐型水溶性氮杂Aza‑BODIPY及制备方法；通过分子改性，进过醛酮缩合反应、硝化反应、并环反应、格氏反应，最后经过季铵化反应等多步反应，开发一种季铵盐型水溶性Aza‑BODIPY，命名为4,4‑二‑(3‑三甲基碘化铵‑1‑丙炔)‑1,7‑二(4‑十二烷氧基苯基)‑3，5‑二(2‑二甲氧基‑4‑碘苯)‑氮杂硼二吡咯。该化合物不单具有良好的水溶性，而且分子具有活泼的碘原子，具有广阔的分子修饰前景。该种Aza‑BODIPY的最大紫外吸收峰接近近红外区域，并且具有很好的水溶性。所以相比于一些其他普通Aza‑BODIPY，在近红外材料应用等领域具有更广阔地应用。

技术领域

本发明涉及一种季铵盐型水溶性氮杂Aza-BODIPY及制备方法。

背景技术

近些年，氟硼二吡咯甲川类荧光染料(BODIPY)，由于其优异的光谱、应用性质而被广泛研究[Chem Soc Rev,2013,42,77-88]。但是由于BODIPY自身结构的限制，例如普通BODIPY的水溶性差，吸收峰可见光范围附近，所以其应用范围也受到很大的制约[Chemistry,2014,20,12933-12944]。为了改良BODIPY的性质，很多新型的BODIPY也被报道出了很多。由于近红外材料在基本有机化工、精细化工、生命科学、制药、医学临床、农业等多方面对于科研和国家国防水平的重要作用。所谓近红外材料是能与近红外光(780～2526nm)相互作用，或在其他条件如光、温度、电场、自身状态及化学反应等作用后，发出近红外光的一类物质[化工新型材料,2016,04,41-43]。

相对于普通BODIPY，氮杂BODIPY(Aza-BODIPY)在近红外区域的强烈的吸收。所以在一些近红外材料应用的诸多领域，Aza-BODIPY具有更好的应用前。所以近些年，Aza-BODIPY的研究也颇为广泛，各种新结构、新用途的Aza-BODIPY也陆续被报道。Donal F.O’Shea在2004年报道了吸收峰在650and 700nm，摩尔消光系数在75000to 85000M^-1cm^-1的Aza-BODIPY。该物质作为光敏剂应用于临床医学的Aza-BODIPY的结构、光谱研究、以及与海拉细胞相互作用的研究，并且取得了很明显的效果[Journal of the American ChemicalSociety,2004,126,10619-10631]。HorsBoris Le Guennic课题组在2011年，报道了最大吸收峰在650-827nm的Aza-BODIPY。通过对已合成出来的Aza-BODIPY的研究与计算模拟，他们提出了另外一些近红外吸收氮杂BODIPY的结构预测，这为其它氮杂BODIPY的设计和制备提供了很有价值的参考[Phys Chem Chem Phys,2012,14,157-164]；Klaus Mullen课题组2014年合成了一类具有二聚型Aza-BODIPY内核化合物，并研究了该物质在二氯甲烷中的光谱性质[Chem Commun(Camb),2014,50,11540-11542]。

虽然这些Aza-BODIPY具有某些应用和研究价值，但是通过其结构可以看出，普通Aza-BODIPY没有亲水基团，所以其水溶性不好。这就导致了普通Aza-BODIPY不能应用在水环境中。有很多的学者也发现这一问题，并提出了很多对普通Aza-BODIPY的改性方法。例如Kevin Burgess在2015年报道了一种通过对Aza-BODIPY引入磺酸基和酰胺基取代基，到达增强Aza-BODIPY水溶性的目的[Chem Commun(Camb),2015,51,10664-10667]。该方法虽然可以提高Aza-BODIPY在水中的溶解性，但是合成步骤较为繁琐。

发明内容