[发明专利]近红外氮杂-BODIPY染料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光功能材料领域，特别涉及一种近红外氮杂-BODIPY染料及其制备方法和应用。

背景技术

分子荧光可提供灵敏、快速、单分子水平和远距离监测。近红外荧光探针以其高灵敏性、高安全性著称，近红外光可以穿透生物组织的距离最大，在活体内穿透可达10-20 cm，采用近红外荧光探针可以对深层的组织和器官进行探测和成像，这是可见区荧光探针所不能比拟的。常用的近红外荧光探针（700－850 nm）基本都使用菁染料，但荧光量子产率低、光稳定性差是菁染料普遍面临的问题。当染料吸收趋于近红外时，聚集体的生成，光漂白以及系间窜跃增加导致荧光效率低下、稳定性差等难题，阻碍了近红外染料的进展。虽然近年来快速发展的量子点（Quantum dot）可作为稳定性较好的近红外探针，但其透膜性差，且重金属离子的泄漏所引起的安全考量也有待近一步研究（Rao, J.; Dragulescu-Andrasi, A.; Yao, H. Curr. Opin. Biotech. 2007, 18, 17-25.；傅妮娜，王红，张华山，分析科学学报，2008，233-239）。氟硼二吡咯（BODIPY）染料是最常用的荧光探针系列，具有荧光产率高、稳定性好等优点；但因吸收波长短（400－650 nm）、穿透深度浅而在肿瘤诊断领域受到限制（Loudet, A.; Burgess, K. Chem. Rev. 2007, 107, 4891-4932）。氮杂BODIPY染料是近年来受到广泛关注的一类新型近红外荧光染料，该类染料具有吸收和发射波长长，光稳定性好、半峰宽窄、量子产率高、摩尔消光系数大等特点，在生物分析领域具有广阔的应用前景，已经成为近年来光功能材料研究的热点。上世纪四十年代，开始对氮杂BODIPY的研究，如Knott, E. B. US, 1949, 2469830。早期氮杂BODIPY染料的研究局限于可见区光记录材料如：JP (1999) 11092479及JP (1999) 11034500，以及生物探针方面如US (1998) 5786219，(1998) 5723218，(1996) 5573909，及WO 93/23492。2003年Donald F. O’Shea等（WO 03/080627）报道了氮杂BODIPY用于光动力治疗肿瘤的研究，推动了氮杂BODIPY的进展（O’Shea, D. F. et al. Bioconj. Chem. 2010, 21, 1130-1133; Li, Y. et al. Chem. Asian J. 2009, 4, 707-713; O’Shea, D. F. et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16360-16361; O’Shea, D. F. et al. J. Med. Chem. 2010, 53, 7337–7343; O’Shea, D. F. et al. Org. Lett. 2008，10, 4771-4774; Gawley, R. E. et al. J. Org. Chem. 2007, 72, 2187-2191; Andraud, C. et. al. Adv. Mater. 2009, 21, 1151–1154）。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的近红外氮杂-BODIPY染料。

本发明采用的技术方案如下：

近红外氮杂-BODIPY染料，其通式如式I所示：

其中， R₁、R₂任意为氢、羟基、甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、甲氧羰基甲氧基、乙氧羰基甲氧基、叔丁氧羰基甲氧基、羧基甲氧基、乙酰氧基、N,N-二甲氨基、N,N-二乙氨基、吗啉基、哌啶基、N-甲基哌嗪基；Ar、Ar’任意为苯基、对氯苯基、对甲氧基苯基、对乙氧基苯基。

其中，R₁，R₂优选为氢、羟基、甲氧基、乙酰氧基、叔丁氧羰基甲氧基、羧基甲氧基、N,N-二甲氨基、吗啉基、哌啶基，更优选为氢、羟基、甲氧基、叔丁氧羰基甲氧基、羧基甲氧基。Ar，Ar’优选为苯基、对甲氧基苯基、对乙氧基苯基，更优选为苯基、对甲氧基苯基。