CN103937287B - 氟硼荧光染料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氟硼荧光染料及其制备方法和应用，其中，所述氟硼荧光染料的结构如式（III）或式（IV）所示，式（III）和式（IV）中，R1为H或卤素；R2为CN；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为CH或N，且在V为N时，N上无取代基团。本发明提供的氟硼荧光染料以及通过该发明提供的方法制备的氟硼荧光染料最大荧光发射波长在518-600nm之间，同时其还具有优异的荧光量子产率和优异的Stokes位移，说明其在荧光标记和生物成像等生物分析领域具有良好的应用前景，同时该制备方法步骤简单，且原料易得。
Description
技术领域
本发明涉及荧光染料领域，具体地，涉及一种氟硼荧光染料及其制备方法和应用。
背景技术
氟硼二吡咯荧光染料（BODIPY）是近二十几年才发展起来的一类光物理化学性能优异的荧光染料分子，具有窄的吸收峰和发射峰、较高的摩尔吸光系数、较高的荧光量子产率、较好的光稳定性以及化学稳定性。但是传统的BODIPY荧光染料在应用上有一定的缺陷，比如它们的斯托克斯（Stokes）位移比较小，易荧光淬灭等。
因此，制备出一种具有较高的荧光量子产量和较大的Stokes位移全新的氟硼荧光染料具有十分重要的意义，同时现有技术中合成新型BODIPY类荧光染料类似物的方法中要么步骤繁杂，要么原料不易得、需要多步合成且产率低，所以设计出一种步骤简单，原料易得的制备BODIPY的方法也具有突出的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中氟硼荧光染料的Stokes位移比较小，易荧光淬灭以及合成氟硼荧光染料步骤繁杂，原料不易得的缺陷，提供一种全新的具有较高的荧光量子产量和较大的Stokes位移的氟硼荧光染料以及步骤简单，原料易得的制备氟硼荧光染料的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种氟硼荧光染料，其中，所述氟硼荧光染料的结构如式（III）或式（IV）所示，
式（III）和式（IV）中，R1为H或卤素；R2为CN；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为CH或N，且在V为N时，N上无取代基团。
本发明还提供一种氟硼荧光染料的制备方法，所述氟硼荧光染料的结构如式（III）或式（IV）所示，其中，所述制备方法包括如下步骤：
在路易斯酸存在下，将式（X）所示结构的化合物与反应物C进行第一接触反应后，得到第一接触反应后的产物，在得到的第一接触反应后的产物中添加三氟化硼乙醚进行第二接触反应；
所述反应物C选自式式（VII）或式（VIII）所示结构的化合物，
式（X）中，R1为H或卤素；
式（VII）和式（VIII）中，R2为CN；R7、R各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为CH或N，且在V为N时，N上无取代基团。
本发明还提供了上述氟硼荧光染料以及根据上述的方法制备的氟硼荧光染料在荧光标记和生物成像中的应用。
本发明制得的式（III）或式（IV）所示结构的氟硼荧光染料具有窄的吸收和发射峰、优异的摩尔吸光系数、优异的荧光量子产率、优异的Stokes位移，使得制得其在荧光标记和生物成像中能够有广泛的应用；同时本发明提供的制备式（III）或式（IV）所示结构氟硼荧光染料的方法采取"一锅法”，即所有的发应均在同一发应容器中进行，该方法步骤简单，同时原料易得。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1：表示在500瓦氙灯照射下，以甲苯为溶剂，式（B3）所示结构的氟硼荧光染料相对化合物A（1,3,5,7-四甲基氟硼二吡咯）的紫外吸收值的对比图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种氟硼荧光染料，其中，所述氟硼荧光染料的结构如式（III）或式（IV）所示，
式（III）和式（IV）中，R1为H或卤素；R2为CN；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为CH或N，且在V为N时，N上无取代基团。
优选地，在（III）和式（IV）中，R1为H或Cl、Br；R7、R8各自独立为H或C1-C3的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C3的烷氧基；
更优选地，R7、R8各自独立地为H或甲基，R9选自H、叔丁基或甲氧基；
进一步优选地，R7为H，R8为甲基。
更进一步优选地，其中（III）和式（IV）所示结构的氟硼荧光染料为式B1-B8所示结构的化合物中的一种。
本发明还提供了一种氟硼荧光染料的制备方法，所述氟硼荧光染料的结构如式（III）或式（IV）所示，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
在路易斯酸存在下，将式（X）所示结构的化合物与反应物C进行第一接触反应后，得到第一接触反应后的产物，在得到的第一接触反应后的产物中添加三氟化硼乙醚进行第二接触反应；
所述反应物C选自如式（VII）或式（VIII）所示结构的化合物，
式（X）中，R1为H或卤素；优选地，式（X）中，R1为H或Br。
式（VII）和式（VIII）中，R2为CN；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为CH或N，且在V为N时，N上无取代基团。
优选地，式（VII）和式（VIII）中，R7、R8各自独立为H或C1-C3的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C3的烷氧基；
更优选地，R7、R8各自独立为H或甲基，R9选自H、叔丁基或甲氧基，进一步优选地，R7为H，R8为甲基。
更进一步优选地，式（VII）所示结构的化合物为2-氨基-4-甲基噻唑，
式（VIII）所示结构的化合物为2-氨基苯并噻唑、2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑、2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑、2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑或2-氰甲基-6-叔丁基苯并噻唑。
为了使得经过第一接触反应和第二接触反应制得的氟硼荧光染料有优异的产率，相对于1mol所述式（X）所示的化合物，所述反应物C的用量为1-7mol，三氟化硼乙醚的用量为5-30mol，所述路易斯酸的用量为1-10mol；优选地，相对于1mol所述式（X）所示的化合物，所述反应物C的用量为1.4-5mol，三氟化硼乙醚的用量为10-25mol，所述路易斯酸的用量为2-8mol；更优选地，所述路易斯酸为四氯化钛或三氯氧磷，更优选地，所述路易斯酸为三氯氧磷。
为了使得经过第一接触反应和第二接触反应制得的氟硼荧光染料有优异的产率，相对于1mol所述式（X）所示的化合物，所述反应物C的用量为1-7mol，三氟化硼乙醚的用量为5-30mol，所述路易斯酸的用量为1-10mol；优选地，相对于1mol所述式（X）所示的化合物，所述反应物C的用量为1.4-5mol，三氟化硼乙醚的用量为10-25mol，所述路易斯酸的用量为2-8mol。
根据本发明，所述路易斯酸可以为本领域常用的各种路易斯酸。在本发明中，从反应活性的方面来考虑，优选所述路易斯酸为四氯化钛、三氯氧磷、氯化锌和三溴氧磷中的一种或多种，优选为四氯化钛或三氯氧磷。
为了使得经过第一接触反应和第二接触反应制得的氟硼荧光染料有优异的产率，所述第一接触反应和/或第二接触反应的体系中还包括缚酸剂；优选地，相对于1mol所述式（X）所示的化合物，所述缚酸剂的用量为5-30mol，优选，所述缚酸剂的用量为10-25mol。
在本发明中，对所述缚酸剂没有什么特别的限定，可以为本领域常用的各种缚酸剂。例如，所述缚酸剂为三乙胺、二乙胺和二异丙基胺中的一种或多种。优选为三乙胺。
为了使得第一接触反应和第二接触反应能够充分进行，并提高反应速率，优选所述第一接触反应和第二接触反应在溶剂存在下进行。对所述溶剂没有特别的限定，只有该溶剂对反应原料和反应产物为惰性，且能够溶解反应原料即可。作为这样的溶剂可以为甲苯、氯苯和苯中的一种或多种。优选为甲苯。
在本发明中，对第一接触反应中的各原料的添加方式没有特别的限定，可以将反应原料同时加入到反应体系中，也可以将其中的至少一个原料用溶剂溶解后，再加入其它的原料。对于原料添加的顺序也没有特别的限定，可以是先加所述式（X）所示的化合物，再加反应物C的方式，也可以是先加反应物C，再加所述式（X）所示的化合物的方式，还可以是两者同时加的方式。。但为了得到更优异的产率，优选第一接触反应中添加原料的顺序为先将所述式（X）所示的化合物和所述反应物C在溶剂中溶解后再添加路易斯酸。
此外，需要添加所述缚酸剂时，可以将所述缚酸剂和反应原料同时加入到反应体系中，也可以在溶解有所述缚酸剂的溶液中加入原料，还可以是在至少溶解了一种原料的溶液中加入所述缚酸剂和其它的原料。
根据本发明，为了能够使所述第一接触反应能够充分进行，优选第一接触反应的反应时间为8-15h；更优选为8-12h。
根据本发明，为了能够使所述第二接触反应能够充分进行，优选第二接触反应的反应时间为2-6h；更优选为2-4h。
根据本发明，为了提高反应速度，优选所述第一反应在加热下进行。优选地，所述第一接触反应的反应温度为100-130℃，优选为100-120℃。
根据本发明，为了提高反应速度，优选所述第二反应在加热下进行。优选地，所述第二接触反应的反应温度为100-130℃，优选为100-120℃。此外，优选所述一接触反应的反应温度与所述第二接触反应的反应温度相同。
本发明还提供了上述氟硼荧光染料以及根据上述的方法制备的氟硼荧光染料在荧光标记和生物成像中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例中，核磁测定采用瑞士Bruker公司的AV-300型核磁共振仪进行；质谱的测定采用美国仪器集团的HPLC/ESI-MS型质谱仪进行；紫外光谱的测定采用日本岛津公司的UV-2450型紫外/可见分光光度计进行，荧光光谱的测定日本日立公司的F-4500FL荧光分光光度计进行，相对荧光量子产率的测定采用荧光光谱的测定日本日立公司的F-4500FL荧光分光光度计进行，单晶衍射的测定采用德国BrukerAXS公司的SMARAPEXⅡX-单晶衍射仪进行，其中λmax表示最大吸收波长、εabs表示摩尔消光系数，λem max表示最大荧光发射波长，ΦF表示相对荧光量子产率和Stokes-shift表示Stokes位移；相对荧光量子产率（ΦF）的测定是以其中相对荧光量子产率ΦF的测定以荧光黄(Φ=0.90，在氢氧化钠溶液中)为标准染料，根据公式ΦF=ΦS*(IX/IS)*(AS/AX)*(nX/nS)2计算所得，其中ΦS为标准物荧光黄的荧光量子产率，I为谱图积分面积，A为吸光度，n为溶剂的折光率，下角标S为标准物，X为待测物。
以下实施例中使用的原料：四氢呋喃、乙腈、四氯化钛、三氟化硼乙醚、乙二醇、液溴和无水乙醚是上海凌峰化学试剂有限公司的产品，己烷、三氯甲烷、三乙胺、二氯甲烷、甲苯和丙二腈是国药集团化学试剂有限公司的产品，三氯氧磷、冰醋酸和氨水是无锡亚盛化学试剂有限公司的产品，盐酸是扬州沪宝化学试剂有限公司的产品，氢氧化钠是西陇化工股份有限公司的产品，1,8-萘酰亚胺、4-甲氧基苯胺、氨基吡嗪、2-氨基嘧啶和2-氨基-6-甲基吡啶是安耐吉化学公司的产品，2-氨基喹啉、2-氨基-6-氯吡啶、2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和2-氨基-4-甲基噻唑百灵威科技有限公司的产品，2-氨基苯并噻唑、、2-氨基吡啶、硫氰酸钠是阿拉丁化学公司的产品，2-氰甲基吡啶是阿法埃莎化学有限公司的产品，4-叔丁基苯胺是九鼎化学公司的产品。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
制备例1
原料4-溴-1,8萘酰亚胺的制备：将1,8萘酰亚胺0.52g（3.1mmol）于50ml圆底烧瓶中，加15ml三氯甲烷，冷却至0℃，在搅拌下向溶液中滴加0.16ml（3.1mmol）溴，1min内滴完，然后将反应置于20℃下搅拌24小时，反应完全后，将混合物倒入手中，用三氯甲烷萃取，干燥后淡黄色固体。
对上述产物进行核磁氢谱检测：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.21(d,J=8.1Hz,1H),8.13(d,J=8.1Hz,1H),7.80-7.87(m,2H),7.67(d,J=7.5Hz,1H),6.85(d,J=7.5Hz,1H)。
制备例2
原料2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑的制备：称取4-叔丁基苯胺7.45g，9g硫氰酸钠于100ml烧瓶中，加50ml冰醋酸，在搅拌下缓慢滴加3ml溴，在15℃下反应3小时，接着将混合物倒入100ml冰水和100ml氨水的混合液中，搅拌，有大量黄色固体生成，抽滤，同时用清水洗涤固体，在空气中晾干得到黄色固体。
对上述产物进行核磁氢谱检测：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.6(d,J=2.0Hz,1H),7.47(d,J=8.6Hz,1H),7.37(m,1H),5.30(br,2H),1.35(s,9H)。
制备例3
原料2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑的制备：以制备例2的方法进行，不同的是4-叔丁基苯胺7.45g改为4-甲氧基苯胺6.15g。
对上述产物进行核磁氢谱和核磁碳谱检测：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.45(d,J=9.0Hz,1H),7.1(s,1H),6.89-6.93(m,1H),5.21(br,2H),3.82(s,3H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)164.0,155.6,146.0,132.6,119.7,113.7,105.3,55.9。
制备例4
原料2-氰甲基-6-叔丁基苯并噻唑的制备：称10.3g2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑和20g氢氧化钾于100ml圆底烧瓶，加入80ml乙二醇，充氩气保护，在120℃下反应15小时，反应结束后，将混合物倒入200ml冰水中，用盐酸调至中性，水相用乙醚萃取，旋转蒸发出去乙醚，在109℃下对残渣进行减压（1mb）蒸馏下得到淡黄色液体中间体2-氨基-4叔丁基苯硫酚。再称1.5g2-氨基-4叔丁基苯硫酚和1.52g丙二腈于100ml圆底烧瓶中，加入30ml乙腈做溶剂，再加入0.52ml冰醋酸，在80℃下反应4小时。反应结束后，蒸发去除乙腈，用乙醚和水萃取残渣，重结晶得到无色晶体。
对上述产物进行核磁氢谱检测：1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.97(d,J=8.7Hz,1H),7.87(s,1H),7.57-7.60(m,1H),4.22(s,2H),1.40(s,9H)。
实施例1
式（B1）所示的氟硼荧光染料的制备：
在50ml圆底烧瓶中，加入1,8萘酰亚胺（60mg，0.36mmol）和2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol），加入20ml甲苯，放入110℃的油浴锅中搅拌回流，再加入三乙胺（1ml,7.17mmol）和四氯化钛(0.3ml,2.7mmol)，反应12小时，加入三氟化硼乙醚（1ml，8.10ml），继续反应4小时。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到橙色固体，产率38%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.26(d,J=6.9Hz,1H),8.12(d,J=8.1Hz,1H),7.60-7.80(m,4H),6.59(s,1H),2.62(s,3H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)173.2,160.8,142.7,140.0,131.9,129.6,129.4,129.2,128.9,126.7,125.5,122.7,113.0,107.6,15.3；HRMS(APCI)Calcd.forC15H11BF2N3S[M+H]+314.0729,found314.0727。
并对B1在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表1所示：
表1
表1中：Stokes-shift=λem max-λmax（nm）=1/λmax–1/λem max(cm-1)
实施例2
式（B2）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例1的方法进行，所不同的是1,8萘酰亚胺为120mg（0.72mmol）以及2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol）换为2-氨基苯并噻唑（270mg，1.8mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到橙色固体，产率38%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.34(d,J=6.9Hz,1H),8.14-8.19(m,2H),7.73-7.84(m,4H),7.55-7.68(m,2H),7.40-7.46(m,1H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)141.0,139.7,132.8,129.5,129.1,128.9,127.9,127.6,127.4,126.7,125.7,125.1,123.7,122.0,121.8,118.5,115.6,114.5；HRMS(APCI)Calcd.forC18H11BF2N3S[M+H]+350.0729,found350.0725。
并对B2在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表2所示：
表2
实施例3
式（B3）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例1的方法进行，所不同的是2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol）换为2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑（370mg，1.8mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到橙色固体，产率43%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.32(d,J=3.9Hz,1H),8.16(d,J=8.1Hz,1H),8.09((d,J=8.7Hz,1H),7.72-7.83(m,4H),7.61-7.66(m,2H),1.40(s,9H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)172.4,161.9,149.4,139.7,138.6,132.5,129.4,129.0,128.9,128.2,127.3,126.4,125.8,125.3,123.5,118.2,117.8,114.2,35.1,31.4；HRMS(APCI)Calcd.forC22H19BF2N3S[M+H]+406.1355,found406.1354。
并对B3在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表3所示：
表3
B3在甲苯溶剂中进行荧光发射检测的颜色为黄绿色荧光，由图1可知，B3具有优异的光稳定性。
实施例4
式（B4）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例1的方法进行，所不同的是2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol）换为2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑（324mg，1.8mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到橙色固体，产率43%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.31(d,J=4.2Hz,1H),8.16(d,J=8.1Hz,1H),8.05(d,J=9.0Hz,1H),7.61-7.82(m,4H),7.21(s,1H),7.15(d,J=9Hz,1H),1.60(s,3H)；HRMS(APCI)Calcd.forC19H13BF2N3OS[M+H]+380.0835,found380.0830。
并对B4在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表4所示：
表4
实施例5
式（B5）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例1的方法进行，所不同的是1,8萘酰亚胺换为4-溴1,8萘酰亚胺以及2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol）换为2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑（370mg，1.8mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到橙色固体，产率36%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.35(d,J=7.2Hz,1H),8.29(d,J=8.1Hz,1H),8.08((d,J=9.0Hz,1H),7.83-7.92(m,2H),7.75(d,J=1.5Hz,1H),7.63-7.66(m,1H),7.56((d,J=7.2Hz,1H),1.41(s,9H)；HRMS(APCI)Calcd.forC22H18BF2N3S[M+H]+484.0460,found484.0457。
并对B1在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表5所示：
表5
实施例6
式（B6）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例1的方法进行，所不同的是1,8萘酰亚胺换为4-溴1,8萘酰亚胺以及2-氨基-4-甲基噻唑（205mg，1.8mmol）换为2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑（324mg，1.8mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到红色固体，产率34%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.39(d,J=7.2Hz,1H),8.30(d,J=8.1Hz,1H),8.06(d,J=7.2Hz,1H),7.83-7.92(m,2H),7.55(d,J=7.2Hz,1H),7.16-7.26(m,2H),3.91(s,3H)；HRMS(APCI)Calcd.forC19H11BBrF2N3OS[M+H]+457.9940,found457.9937。
并对B6在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表6所示：
表6
实施例7
式（B7）所示的氟硼荧光染料的制备：
在50ml圆底烧瓶中，加入1,8萘酰亚胺（60mg，0.36mmol）和2-氰甲基-6-叔丁基苯并噻唑（117mg，0.5mmol），加入20ml甲苯，放入100℃油浴锅中搅拌回流，再加入三氯氧磷（0.3ml，3.27mmol），反应12小时，加入三乙胺（1ml），半小时后加入三氟化硼乙醚（1ml），继续反应4小时。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到红色固体，产率47%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.65(d,J=7.5Hz,1H),8.20(d,J=8.1Hz,2H),7.76-7.87(m,4H),7.64-7.70(m,2H),1.42(s,9H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)165.8,150.1,141.2,132.9,129.8,129.6,129.3,128.7,128.2,126.4,123.5,118.3,116.4,114.6,35.3,31.4；HRMS(APCI)Calcd.forC24H19BF2N3S[M+H]+430.1355,found430.1346。
并对B7在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表7所示：
表7
实施例8
式（B8）所示的氟硼荧光染料的制备：
按照实施例7的方法进行，所不同的是1,8萘酰亚胺换为4-溴1,8萘酰亚胺以及2-氰甲基-6-叔丁基苯并噻唑（117mg，0.5mmol）换为2-氰甲基-6-叔丁基苯并噻唑（117mg，0.5mmol）。反应结束后，冷却，用50mL的二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，使用硅胶柱层析得到红色固体，产率38%。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ8.66(d,J=7.5Hz,1H),8.29(d,J=8.1Hz,1H),8.18(d,J=8.4Hz,1H),7.82-7.93(m,3H),7.68-7.71(m,1H),7.60(d,J=7.5Hz,1H),1.42(s,9H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)165.6,150.4,145.5,141.2,140.9,132.5,132.1130.2,129.8,128.7,127.7,126.6,118.3,117.7,116.0,115.1,35.3,31.4；HRMS(APCI)Calcd.forC24H18BBrF2N3S[M+H]+508.0460,found508.0454。
并对B8在不同种溶剂中的光谱性质进行了检测，测试结果如表8所示：
表8
通过上述实施例1-8可知，通过“一锅法”制得氟硼荧光染料的最大荧光发射波长在518-600nm之间，同时其还具有优异的荧光量子产率和优异的Stokes位移，说明其在荧光标记和生物成像等生物分析领域具有良好的应用前景，同时该制备方法步骤简单，且原料易得。
所示实施例仅用于描述本发明的概要，并不限制本发明，技术员可在所属领域自主选择实施。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (20)
1.一种氟硼荧光染料，其特征在于，所述氟硼荧光染料的结构如式(III)或式(IV)所示，
式(III)和式(IV)中，R1为H或卤素；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为N。
2.根据权利要求1所述的氟硼荧光染料，其中，在(III)和式(IV)中，R1为H或Cl、Br；R7、R8各自独立为H或C1-C3的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C3的烷氧基。
3.根据权利要求2所述的氟硼荧光染料，其中，R7、R8各自独立地为H或甲基，R9选自H、叔丁基或甲氧基。
4.根据权利要求2所述的氟硼荧光染料，其中，R7为H，R8为甲基。
5.根据权利要求1所述的氟硼荧光染料，其中，在(III)和式(IV)所示的氟硼荧光染料为式B1-B6所示结构的化合物中的一种，
6.一种氟硼荧光染料的制备方法，所述氟硼荧光染料的结构如式(III)或式(IV)所示，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
在路易斯酸存在下，将式(X)所示结构的化合物与反应物C进行第一接触反应后，得到第一接触反应后的产物，在得到的第一接触反应后的产物中添加三氟化硼乙醚进行第二接触反应；
所述反应物C选自如式(VII)或式(VIII)所示结构的化合物，
上式中，R1为H或卤素；R7、R8各自独立地为H或C1-C6的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C6的烷氧基；V为N。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，R1为H、Cl或Br；R7、R8各自独立为H或C1-C3的烷基，R9选自H、C1-C6的烷基或C1-C3的烷氧基。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，R7、R8各自独立为H或甲基，R9选自H、叔丁基或甲氧基。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，R7为H，R8为甲基。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其中，式(VII)所示结构的化合物为2-氨基-4-甲基噻唑，
式(VIII)所示结构的化合物为2-氨基苯并噻唑、2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑、2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑或2-氨基-6-叔丁基苯并噻唑。
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的制备方法，其中，相对于1mol所述式(X)所示的化合物，所述反应物C的用量为1-7mol，三氟化硼乙醚的用量为5-30mol，所述路易斯酸的用量为1-10mol。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，相对于1mol所述式(X)所示的化合物，所述反应物C的用量为1.4-5mol，三氟化硼乙醚的用量为10-25mol，所述路易斯酸的用量为2-8mol。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述路易斯酸为四氯化钛或三氯氧磷。
14.根据权利要求6-10中的任意一项所述的制备方法，其中，所述第一接触反应和/或第二接触反应的体系中还包括缚酸剂；相对于1mol所述式(X)所示的化合物，所述缚酸剂的用量为5-30mol。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其中，相对于1mol所述式(X)所示的化合物，所述缚酸剂的用量为10-25mol。
16.根据权利要求14所述的制备方法，其中，所述缚酸剂为三乙胺。
17.根据权利要求6-10中的任意一项所述的制备方法，其中，所述第一接触反应和第二接触反应在溶剂存在下进行。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其中，所述溶剂为甲苯。
19.根据权利要求6-10中的任意一项所述的制备方法，其中，所述第一接触反应的反应时间为8-15h，第二接触反应的反应时间为2-6h；
所述第一接触反应和第二接触反应的反应温度为100-130℃。
20.根据权利要求1-5中任意一项所述氟硼荧光染料在荧光标记和生物成像中的应用。
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