[发明专利]一种具有大Stokes位移的荧光染料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有大Stokes位移的荧光染料及其制备方法，首先，以异佛尔酮和丙二腈为原料，通过Knoevenagel缩合反应合成中间体TEM；再以4‑溴‑1,8萘二甲酸酐和N‑(2‑氨基乙基)吗啉为原料，合成中间体BMD；之后以BMD和4‑哌嗪‑1‑苯甲醛为原料，合成中间体NAA；最后以TEM和NAA为原料，合成荧光染料。该染料中以萘酰亚胺作为FRET能量供体，以双氰基异佛尔酮衍生物为能量受体，从而实现Stokes位移的增加。通过测试各种有机溶剂中荧光发射光谱发现：Stokes位移均处于在173～234nm之间，且具有明显的荧光信号发射。

技术领域

本发明属于荧光染料制备技术领域，具体涉及一种具有大Stokes 位移的荧光染料，还涉及该荧光染料的制备方法。

背景技术

传统的有机荧光染料，如BODIPY、荧光素和罗丹明等，虽然已经普遍应用于发光材料、荧光探针、荧光标记等高新技术领域。但是，由于这些有机荧光染料在实际应用过程中具有光物理及光学性质方面的缺点，因而限制了它们的广泛应用。

斯托克斯位移(Stokes shift)是评估荧光染料光物理性质的重要参数之一。如果有机染料本身的斯托克斯位移相对较小，那么在生物成像过程中，容易造成荧光自猝灭现象，进而降低成像分辨率。因此，合理设计并合成具有较大斯托克斯位移的有机荧光染料具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有大Stokes位移的荧光染料，基于荧光共振能量转移效应(FRET)构建了具有大Stokes位移的荧光染料。

本发明的另一目的是提供上述具有大Stokes位移的荧光染料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种具有大Stokes位移的荧光染料，该荧光染料分子具有如下式(Ⅰ)所示的结构式：

本发明所采用的另一技术方案是，一种具有大Stokes位移的荧光染料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，以异佛尔酮和丙二腈为原料，通过Knoevenagel缩合反应合成中间体TEM；

步骤2，以4-溴-1,8萘二甲酸酐和N-(2-氨基乙基)吗啉为原料，合成中间体BMD；

步骤3，以步骤2中所得中间体BMD和4-哌嗪-1-苯甲醛为原料，合成中间体NAA；

步骤4，以步骤1所得中间体TEM和步骤3所得中间体NAA为原料，合成荧光染料。

本发明的特点还在于，

步骤1中，具体为：

将异佛尔酮与丙二腈及催化剂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，以氩气作为保护气体，在120℃的条件下搅拌6h，反应结束后冷却至室温，将反应混合溶液注入冰水中，析出棕色固体，干燥并使用柱色谱分离纯化，得到中间体TEM；催化剂为乙酸酐、冰醋酸和哌啶混合而成的粘稠液；异佛尔酮与丙二腈的摩尔比为1:1。

步骤2中，具体为：

将4-溴-1,8萘二甲酸酐和N-(2-氨基乙基)吗啉溶于1,4-二氧六环中，在80℃的条件下反应8h；待结束后冷却至室温，将反应液注入冰水中生成沉淀，抽滤得到淡黄色固体，烘干并分批柱层析分离纯化，洗脱剂为二氯甲烷，得到白色固体，即为中间体BMD；4-溴-1,8萘二甲酸酐和N-(2-氨基乙基)吗啉的摩尔比为1:2。

步骤3中，具体为：

将BMD与4-哌嗪-1-苯甲醛及催化剂溶于二甲亚砜中，在100℃的条件下加热搅拌，TLC跟踪至反应结束，之后冷却至室温，将水加入至反应液中，生成黄色固体沉淀，抽滤、风干，使用柱色谱分离纯化，最终得到黄绿色固体产物，即为中间体NAA；BMD与4-哌嗪-1- 苯甲醛的摩尔比为2.5:3，催化剂为碳酸铯。