本發(fā)明涉及一種通過對(duì)氟硼二吡咯甲川（bodipy）類熒光染料的2,?6位氫進(jìn)行鹵素或苯基取代，調(diào)諧其吸收和熒光發(fā)射波長(zhǎng)的方法，屬于熒光染料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、bodipy染料是一種由氟硼引導(dǎo)成環(huán)的熒光染料，其母體結(jié)構(gòu)及主要可修飾位點(diǎn)如式所示：

2、

3、這類染料的母核具有優(yōu)異的熒光性能，熒光量子產(chǎn)率能達(dá)到90?%甚至更高；通過對(duì)某個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行修飾，可以改進(jìn)bodipy染料的光物理化學(xué)性能，進(jìn)而滿足多樣的應(yīng)用要求；此外，其對(duì)酸堿不敏感的特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于對(duì)酸堿穩(wěn)定性有較高要求的生物檢測(cè)和成像領(lǐng)域，如熒光探針的開發(fā)。但是由于對(duì)bodipy染料母核的修飾會(huì)影響其平面共軛性，難以保證在調(diào)諧其吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的同時(shí)，保持原來的高熒光量子產(chǎn)率。

4、在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)bodipy染料的修飾多在meso位進(jìn)行，通常通過改變合成原料來改變分子結(jié)構(gòu)，合成不同meso位取代染料就需要不同結(jié)構(gòu)的原料。單由于受到原料種類的限制，修飾基團(tuán)難以自由改變。此外，meso取代對(duì)染料的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)調(diào)諧幅度有限。

5、基于以上分析，本發(fā)明對(duì)bodipy分子2,?6位進(jìn)行了后修飾，合成了六種2,?6位氫被鹵素或苯基取代的bodipy染料，通過分子結(jié)構(gòu)改性來改變bodipy分子的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)。在乙醇溶劑（1×10-5?mol/l）中，2,?6位鹵素或苯基取代bodipy染料的最大吸收波長(zhǎng)較未取代染料紅移了11-34?nm，最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了12-45?nm。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明合成的bodipy染料分子結(jié)構(gòu)如下：

2、

3、首先，通過簡(jiǎn)便的一鍋法合成meso位置為對(duì)甲酸甲酯苯基的bodipy母體分子bodipy?0，對(duì)bodipy?0進(jìn)行2,?6位置鹵代修飾，合成了單、雙鹵代的bodipy分子bodipy?1-4；并對(duì)其中單、雙溴代（或碘代）分子進(jìn)行苯基耦聯(lián)，合成了單、雙苯基取代的新型bodipy分子bodipy?5和bodipy?6。與bodipy?0相比，2,?6位修飾后的bodipy?1-6的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)顯著紅移。

4、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

5、bodipy?0的合成路線如附圖1所示。具體步驟為：將5?g的4-氯甲酰苯甲酸甲酯溶解在200?ml二氯甲烷中，加入4.8?g的2,?4-二甲基吡咯，滴加0.1?ml的三氟乙酸，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫反應(yīng)12?h；向反應(yīng)液中加入50?ml的三乙胺后冷卻至0?℃，緩慢滴加50?ml的三氟化硼乙醚，然后恢復(fù)室溫繼續(xù)攪拌8?h，使用100?ml的飽和食鹽水洗滌三次，依次進(jìn)行分液、旋蒸和干燥，得到的混合物使用二氯甲烷/石油醚體積比為1/4的洗脫液進(jìn)行柱層析，旋干，得到目標(biāo)產(chǎn)物bodipy?0。

6、使用n-溴代丁二酰亞胺（nbs）或n-碘代丁二酰亞胺（nis）對(duì)bodipy?0分子進(jìn)行鹵代修飾，得到單鹵代和雙鹵代分子bodipy?1-4?（合成路線分別見圖2和圖3）。

7、在堿性環(huán)境下使用苯硼酸頻哪醇酯和[1,?1'-雙（二苯基膦）二茂鐵]二氯化鈀二氯甲烷絡(luò)合物（pd(dppf)cl2?ch2cl2）對(duì)鹵代后的染料分子進(jìn)行耦聯(lián)得到單、雙苯基取代分子bodipy?5和bodipy?6（合成路線分別見圖4）。

8、分別通過紫外-可見吸收光譜和熒光光譜測(cè)試了bodipy?0-?bodipy?6在乙醇溶液（1×10-5?mol/l）中的吸收光譜和熒光發(fā)射光譜，其光譜數(shù)據(jù)如附圖5和附圖6所示。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，使用鹵素或苯基對(duì)bodipy分子2,?6位上的氫進(jìn)行單取代和雙取代，使bodipy染料的吸收和發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生紅移，所述2,?6位取代bodipy染料的制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過2,?6位鹵素取代調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，使用1.05當(dāng)量的溴化試劑n-溴代丁二酰亞胺與bodipy?0反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的單溴代bodipy染料bodipy?1；其最大吸收波長(zhǎng)為512?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了11?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為528?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了12?nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過2,?6位鹵素取代調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，使用2.6當(dāng)量的溴代試劑n-溴代丁二酰亞胺與bodipy?0反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的雙溴代bodipy染料bodipy?2；其最大吸收波長(zhǎng)為528?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了27?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為548?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了32?nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過2,?6位鹵素取代調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，使用1.05當(dāng)量的碘化試劑n-碘代丁二酰亞胺與bodipy?0反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的單碘代bodipy染料bodipy?3；其最大吸收波長(zhǎng)為515?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了14?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為536?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了20?nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過2,?6位鹵素取代調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，使用2.6當(dāng)量的碘化試劑n-碘代丁二酰亞胺與bodipy?0反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的雙碘代bodipy染料bodipy?4；其最大吸收波長(zhǎng)為535?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了34?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為558?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了42?nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過2,?6位苯取代調(diào)諧bodipy染料吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，其特征在于，對(duì)bodipy?1使用2.0當(dāng)量的苯硼酸頻哪醇酯與bodipy?1（或bodipy?3）進(jìn)行耦聯(lián)反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的單苯基取代的bodipy染料bodipy?5；其最大吸收波長(zhǎng)為513?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了12?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為543?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了27?nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2,?6位單苯取代bodipy染料的制備方法，其特征在于，對(duì)bodipy?2使用4.0當(dāng)量的苯硼酸頻哪醇酯與bodipy?2（或bodipy?4）進(jìn)行耦聯(lián)反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)的雙苯基取代的bodipy染料bodipy?6；其最大吸收波長(zhǎng)為528?nm，較bodipy?0的最大吸收波長(zhǎng)紅移了27?nm；其最大發(fā)射波長(zhǎng)為561?nm，較bodipy?0的最大發(fā)射波長(zhǎng)紅移了45nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種通過對(duì)BODIPY染料分子2,6位氫進(jìn)行取代以調(diào)諧其吸收和熒光發(fā)射波長(zhǎng)的方法，屬于熒光染料領(lǐng)域。所述2,6位取代BODIPY染料的制備方法包括以下步驟：使用2,4?二甲基吡咯和4?甲酰氯苯甲酸甲酯為原料合成BODIPY染料，對(duì)其進(jìn)行鹵代得到2,6位單、雙鹵代的BODIPY染料；在堿性環(huán)境和1,1?雙（二苯基膦）二茂鐵二氯化鈀二氯甲烷絡(luò)合物催化下，用苯硼酸頻哪醇酯對(duì)鹵代分子進(jìn)行耦聯(lián)得到2,6位苯基取代的BODIPY染料。本發(fā)明公開了一種通用的調(diào)諧BODIPY吸收和發(fā)射波長(zhǎng)的方法，與現(xiàn)有BODIPY染料的meso位取代改性相比，具有合成方法簡(jiǎn)單、染料波長(zhǎng)可調(diào)范圍寬的特點(diǎn)。改性的BODIPY分子可應(yīng)用于激光、電致發(fā)光以及熒光探針等領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：田寶柱,劉少杰,張金龍,孫竑哲,徐杰,馮義倬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10