[发明专利]直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂及其合成与应用

说明书

技术领域

本发明属于单重态氧光敏剂领域，特别是直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂染料的合成及其应用。 

背景技术

 自1960年发现单重态氧以来，单重态氧的化学与生物的研究得到极大的关注，如有机分子的光敏氧化、聚合物的光降解等许多研究工作都涉及单重态氧。与基态氧相比，单重态氧可以与许多富电子分子发生选择性反应，产物可以做为材料或药物合成中间体。特别是单重态氧在生物过程中起着重要的作用，可以用于光动力治疗。当前用于单重态氧的敏化剂都是吸收近紫外光和可见光的常见化合物，如血卟啉等，由于激发态性质的限制作用，主要是系间穿越的系数能以调控，使得它们光诱导产生单重态氧的量子产率并不很好。1992年Darmanyan 与Foote等证实了重原子如溴原子可以增加激发态的系间穿越系数，分子能有效生成激发三重态，且能够在光照下光敏化有效产生单重态氧。题目是：《敏化剂重原子对单重态氧产生效率的影响》 (Effect of sensitizer heavy atoms on singlet oxygen generation efficiency), Journal of Physical Chemistry 1992, 96:3723-3728 (物理化学杂志)。因此含溴原子的分子应该具有高的系间穿越系数，大大提高激发三重态的形成，从而有利于光敏化产生单重态氧。本发明通过制备含溴原子的枝状二苯乙烯类单重态氧敏化剂，在可见光光照下能够光敏化产生单重态氧。

目前所报道的单重态氧敏化剂一般吸收波段覆盖较窄，或者合成方法较复杂，产率较低。

发明内容

本发明在于针对上述背景技术的不足，通过简便的方法制备直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂，其在可见光照射下能够光敏化产生单重态氧。

本发明所涉及的直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂，其化合物的典型化学结构通式如下： 

其中分子结构式中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅代表氢原子或溴原子取代基，且R₁、R₂、R₃、R₄、R₅中至少有一个为溴原子取代。 

上述直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂的合成方法包括以下步骤：

(1) 第一步：含溴原子的苄溴的合成

反应方程式为：

其中分子结构式中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅表示氢原子或溴原子取代基，且R₁、R₂、R₃、R₄、R₅中至少有一个为溴原子取代基；NBS 是N-溴代丁二酰亚胺。

具体步骤：

根据Takahito Itoh 与H. K. Hall Jr 在《大分子》 (Macromolecules) 1990, 23, 4879-4881报道，题目：7-氯-7-苯基-8,　8-二氰基奎啉二甲烷：一个为阳离子聚合的新引发剂　(7-chloro-7-phenyl-8, 8-dicyanoquinodimethane. A novel initiator for cationic polymerizations)中报道的方法，进行了改进。含溴原子的甲苯与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)以摩尔比1:1.1（即N-溴代丁二酰亚胺的摩尔量是含溴原子的甲苯的摩尔量的1.1倍）在三口的磨口烧瓶中混合，加上冷凝装置，在CCl₄中回流48个小时，过滤，固体在苯／环乙烷中重结晶，过滤得到晶体，备用； 

（2）直链型含溴原子的对硝基二苯乙烯类光敏剂的合成

反应方程式为：

其中分子结构式中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅代表氢原子或溴原子取代基，且R₁、R₂、R₃、R₄、R₅中至少有一个为溴原子取代基。

具体步骤：