[发明专利]吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物及基于其的纳米粒子以及它们的制备方法

说明书

本发明提供一种吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物及基于其的纳米粒子以及它们的制备方法，其结构通式如式I所示。本发明以光稳定性好，吸电子能力较强的吡咯并吡咯二酮作为构建单元，以简单的偶联反应作为连接方法，提供了一种制备聚合物可控，光吸收波长较长以及光热转换效率高的共轭寡聚物的方法。同时提供了基于其纳米粒子的制备方法，为共轭寡聚物作为光热试剂在生物治疗中的应用提供了新的材料和方法。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物及基于其的纳米粒子以及它们的制备方法。

背景技术

光热效应指材料受光照射后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度升高的现象。具有光热效应的物质统称为光热试剂。有机共轭分子作为光热试剂，具有优异的光热转换效率，同时克服了传统无机光热试剂稳定性、生物相容性差的缺点，近年来在生物成像、肿瘤的光动力治疗、光热治疗及联合治疗等领域得到广泛关注。

有机共轭分子为通过共轭键相连的有机分子，具有离域的π电子云，在其受到光照被激发后可以高效的以热量的形式进行弛豫，从而达到光热治疗的目的。由于其可以通过调节其分子结构对其前线轨道能级进行调控，从而优化其光学和电学性质，因而在光热试剂领域受到了广泛的关注。其中，共轭寡聚物(Conjugated Oligomers，简称COs)在合成上相对于共轭高分子而言，克服了合成上的批次性，结构确定，相对于小分子单体而言，吸收光谱红移，光学稳定性更强。同时，从目前的研究结果来看，光热试剂的开发多数集中在有机高分子领域，而在有机寡聚物分子方面研究较少。因此，制备聚合度可控的共轭寡聚物并应用到光热材料中具有十分重要的理论和应用意义。另外，大部分光热试剂由于具有较强的疏水性质，需要使用两亲分子对其进行分散制备纳米粒子才能有较好的生物相容性。而相比于共轭聚合物而言，寡聚物具有明确的分子结构和分子量，因而在制备纳米粒子的时候具有更好的分散性和可重复性，因此，制备新型的高效的共轭寡聚物光热试剂具有十分重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物。

本发明所提供的吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物，其结构通式如式I所示：

上述式I中，Ar为如下任意结构：

其中，X为氧族原子(O、S或Se原子)，Y为-CH或N原子；

上述式I中，n表示重复单元的数目，可为3-10；

上述式I中，R为C10-C60(如C10-C40、C12-C35或C15-C30)的直链或支链烷基，具体可为2-己基癸基、2-辛基十二烷基、2-癸基十四烷基、4-癸基十四烷基。

所述吡咯并吡咯二酮类共轭寡聚物具体可为如下化合物：

其中，n为3-10，具体可为4；

R可为C15-C30的直链或支链烷基，具体可为2-辛基十二烷基。

本发明还提供制备上述式I所示共轭寡聚物的方法。

本发明所提供的制备上述式I所示共轭寡聚物的方法，包括如下步骤：

(1)当n为奇数即n＝3，5，7，9时，合成步骤如下：

在催化剂和配体作用下，将式Ⅱ与式Ⅲ所示化合物进行聚合反应，反应完毕得到所述式I所示寡聚物(n为奇数即n＝3，5，7，9)；

所述式II中，R的定义与式I中R的定义相同；

所述式II中，Ar的定义与式I中Ar的定义相同；

所述式II中，m表示(n-1)/2；