[发明专利]二吡咯硼烷类化合物（BODIPY）及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类二吡咯硼烷化合物及其制备方法，以及基于二吡咯硼烷化合物的甲醛检测试剂及其聚合物薄膜试剂的制备和使用方法。该试剂可用于甲醛的检测，特别是针对室内甲醛的原位检测。

背景技术

二吡咯硼烷类化合物（Boron Dipyrromethene，BODIPY）自1968年首次报道以来就受到广泛的关注。BODIPY与传统荧光化合物相比，具有吸收强，量子效率高，光谱窄，易于修饰，光谱范围可调等优点。正因为上述优点的存在，使得BODIPY类化物能够广泛应用于环境和生物检测。基于这类染料的探针具有灵敏度高，检出限低，抗干扰强等优点。

甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性气体。甲醛能与蛋白质结合，是家居生活中最常见的污染气体，对人体特别是婴幼儿的健康尤为不利。长期暴露在高甲醛含量的空气氛围中，会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘。皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、色斑、坏死。经常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现黏膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎角化和脆弱、甲床指端疼痛。孕妇长期吸入可能导致新生婴儿畸形，甚至死亡。男子长期吸入可导致男子精子畸形、死亡，性功能下降，气胸，生殖能力缺失，严重的可导致白血病……因此甲醛的检测和去除尤为重要。

现有的甲醛检测手段大致有两类：一类是基于溶剂反应的试剂盒，需要用特定溶剂富集一段时间，然后将富集后的溶液与检测试剂混合，观察颜色变化。这类试剂盒通常需要富集10小时以上，耗时长；这类检测试剂本身吸收较弱，颜色变化不明显，检测误差大，操作不方便。人眼对于颜色判断个体差异很大，单一指标不利于准确判断。另一类则是运用光谱检测技术，需要昂贵的仪器，大大增加了消费者的使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一类能够用于甲醛检测的荧光化合物。

本发明的另一目的在于提供作为荧光探针及比色分析的荧光试剂及制备与应用方法。

本发明的再一目的在于提供由这类荧光化合物制成的薄膜检测试剂及制备和使用方法。

本发明的荧光化合物是一类二吡咯硼烷化合物，具有如下所示的通式I的结构：

其中，X独立选自F、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳炔基，R₁、R₂、R₃、R₄独立选自：H、烷基、-烷基-COO-烷基、-烷基-OCO-烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、杂环基、杂环烷基，R₅、R₆独立选自：H、烷基、氨基、烷氧基、烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、芳氧基、杂芳基、杂芳烷基、杂环基、杂环烷基，上述X、R₁、R₂、R₃、R₄，R₅、R₆中定义的基团可以进一步被取代基取代，所述取代基可以为烷基、烷氧基、卤素、硝基等。

所述的烷基代表碳原子数为1-10，优选1-6的直链或支链烷基，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基等。

所述的烯基代表碳原子数为2-10，优选2-6的直链或支链烯基，例如，乙烯、丙烯、丁烯等。

所述的炔基代表碳原子数为2-10，优选2-6的直链或支链炔基，例如，乙炔、丙炔、丁炔等。

所述的环烷基代表具有3-8个，优选3-6个环原子的碳环，例如环戊烷基、环己烷基或环庚烷基。

所述的芳基指具有6-20个碳原子的单环、多环芳族基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基等。

所述的杂芳基指具有1-20个碳原子、至少1个，优选1-4个选自N、S、O杂原子的单环或多环杂芳族基团，代表性的杂芳基包括：吡咯基、吡啶基、嘧啶基、咪唑基、噻唑基、吲哚基等。

所述的杂环基指具有1-20个碳原子、至少1个，优选1-4个选自N、S、O杂原子的饱和或不饱和的单环或多环杂环基团，如氮杂环基，氮、氧杂环基，代表性的杂环基包括：四氢吡咯基、四氢吡啶基、哌嗪基、吗啉基等。

所述氨基代表基团-NR¹₂，其中，R¹独立的选自H、烷基、芳基、杂芳基、杂环基。

根据本发明，其中X优选为苯，苯氧基，苯乙炔或萘等。