[发明专利]一种氟硼甲瓉类近红外二区荧光染料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种氟硼甲瓉类近红外二区荧光染料、制备方法及应用，具体的，本发明荧光染料具有很好的光物理性能，在二氯甲烷溶液中紫外吸收光谱最大吸收波长达770nm，在900‑1200nm之间有较强的荧光发射，具有分子量小、生物相容性好、发射波长长、量子效率高、靶向性佳以及成像深度大等优点，可应用于生物成像、荧光探针、激光染料、荧光传感器、荧光标记、近红外光动力学、光伏电池和肿瘤治疗等方面。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种氟硼甲瓉类近红外二区荧光染料在生物成像、荧光探针、激光染料、荧光传感器、荧光标记、近红外光动力学、光伏电池和肿瘤治疗中的应用；本发明还提供了制备所述荧光染料的方法。

背景技术

目前，常见的分子影像技术如断层扫描成像(CT)、超声成像(US)、X-射线和磁共振成像(MRI)被用于对疾病等的医疗诊断，但是，这些常见方法依然具有缺陷，譬如，空间分辨率较差、无法动态实时监测等。荧光成像技术由于具有非侵入性、实时、所需样品量少、高时空分辨率等特点，在生命科学和医学等领域已经被广泛应用。近年来，近红外二区(NIR II,1000～1700nm)的生物成像技术日益受到广泛关注，相较于在可见光(400～750nm)和传统的近红外光(NIR,750～900nm)区域成像相比，近红外二区生物成像技术可以更好地避免组织自发荧光和光子散射等背景干扰，从而达到更大的成像深度、更好的空间分辨率、更高的信噪比。因此，近红外二区荧光染料在生物检测与医学诊疗方面有着更大的应用潜力。

目前，已报道的近红外二区荧光染料包括无机和有机近红外染料。有机荧光染料由于波长可协调、生物代谢性能好、结构明确且可修饰等优点，近年来得到广泛关注。但是传统荧光染料的荧光发射光谱大多位于近红外一区，受限于复杂的合成步骤、较高的合成成本以及较低的反应产率，因此不具有很高的竞争力。

氟硼甲瓉类染料是近年来报道的新型有机小分子染料，硼原子(B)与聚次甲基上修饰的N原子的络合增强了分子刚性程度，并形成一个强烈的吸电子性基团。氟硼甲瓉类染料的性质可以通过取代基的变化来进行调节通过在外围引入给电子基团或增强发色团等方法均可有效形成电子推拉(D-A)结构，使得分子吸收光谱红移。如果适当增加外围给电子基团的空间位阻，还可以阻止分子间的聚集，提升染料的荧光量子产量。氟硼甲瓉类染料最吸引人的特点是合成路径简单、合成成本低廉，以及可调谐的吸收、发射波长和优异的氧化还原性能。相比于传统的荧光染料，氟硼甲瓉类染料的荧光发射更容易到达近红外二区，且分子量也较小，小分子有利于人体代谢，且有助于穿透血脑屏障，对于提高光治疗肿瘤的效率具有重要意义。

因此本发明提供一种氟硼甲瓉类近红外二区染料及其荧光成像与肿瘤光治疗应用，并通过优化制备过程中的反应添加剂、温度、时间来简化制备工艺，提高产物收率。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是在于提供一种氟硼甲瓉类近红外二区染料，以及它们的制备方法和用途，合成工艺简单，易于纯化，产率较高，并且，在近红外二区具有良好的荧光性能，同时具有发射波长长、分子量小、成像深度大、量子产率高等优点。

具体而言，本发明提供了一种化合物，具有式(I)所示的结构：

本发明还提供了式(I)化合物的制备方法，其特征在于，以式对氟硝基苯、1-萘氨基苯、水合肼、亚硝酸钠、氰基乙酸和三氟化硼-乙醚为原料，按照如下反应路线进行反应制备：

在本发明的一些具体实施方案中，按照如下步骤制备式(I)化合物：

步骤(1)：在氢氧化钾为碱，DMSO为溶剂的条件下，对氟硝基苯与1-萘氨基苯进行反应，获得中间体2；

步骤(2)：中间体2在乙醇、四氢呋喃为溶剂，水合肼为还原剂，Pd/C作为催化剂的条件下，进行还原反应，硝基还原成氨基，获得中间体3；