CN105968118B - 一种酞菁铱配合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种酞菁铱配合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于近红外光热转化材料领域，特别涉及一种具有近红外光热转化性质的酞菁铱配合物及其制备方法和应用，将[Ir(COD)Cl]2和酞菁作为原料，在氮气保护下，加入溶剂，100‑200℃条件下反应6‑24小时；将反应液旋蒸去除溶剂、硅胶柱层析分离，收集液体旋干，冲洗，干燥；或是将得到的反应液冷却过滤，用二氯甲烷将滤饼溶解，过滤，收集滤液旋干，用无水乙醚冲洗，干燥，即得样品。上述酞菁铱配合物在800nm左右处具有很好的吸收，能很好的将近红外光转化为热能，热稳定性好。而且在808nm激光的激发下，15分钟内，温度可升至55℃，能有效杀死癌细胞，是光热治疗技术中的一种极佳的光热转换试剂。

Description

一种酞菁铱配合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于近红外光热转化材料领域，特别涉及一种具有近红外光热转化性质的酞菁铱配合物及其制备方法和应用。
背景技术
光热治疗技术是一种重要的微创治疗技术，该技术是利用光热转换试剂将激光的光能转换为热能，从而达到以高温杀死细胞的目的。其特点有准确定位、杀死病变细胞或组织，而在众多的热疗技术中，近红外热疗更备受关注。目前，研究比较多的近红外光热转换试剂主要分为贵金属纳米材料，如金、钯等不同形貌纳米材料等；碳材料，如碳纳米管、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯等；有机化合物，如聚苯胺等；还有硫属铜基纳米材料、金属基光热材料等等，种类比较多。但是对于金、钯纳米结构材料具有很多内在的缺陷，比如，金、钯的近红外吸收主要来源于纳米结构的表面等离子共振效应，而表面等离子共振效应受纳米结构的形貌、大小以及周围介质的介电常数影响非常大，导致治疗效果不明显；碳纳米材料吸光系数较低，制备条件较为复杂。
贵金属铱与酞菁形成的配合物，由于它们的金属-配体电荷转移三重态所表现出优异的光物理学性质，如：大的斯托克位移、吸收光谱和发射光谱可调、荧光量子产率高和长的磷光寿命等。尤其是，在金属铱配合物中重原子铱原子可以诱导强的自旋电感耦合来增强了激发单重态到激发三重态之间的隙间窜越效率，到达激发三重态的金属铱配合物的能量一边以磷光的形式释放出，一边通过能量转移或电荷转移到基态氧气生成活性氧或者单线态氧，这将金属铱配合物的应用范围拓展到光动力学治疗领域。因此，金属铱配合物在光学上所表现的独特的优势。
目前绝大多数铱配合物还处于紫外光区，没达到生物治疗600-900nm的生物光区。金属-配体电荷转移三重态所表现出优异的光物理学性质，所以，通过对配体的调节和修饰，可以对铱配合物的的发射波长进行调节。众所周知的是紫外光对人体有一定的伤害作用不利于生物诊疗方面的应用，为了将金属铱配合物光动力学治疗的光源拓展到可见光，科研工作者们正研发新一代光敏剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种酞菁铱配合物，该配合物在800nm左右具有很好的吸收，能很好的将近红外光转化为热能，热稳定性好，是光热治疗技术中的一种极佳的光热转换试剂。
本发明的另一个目的是提供一种上述酞菁铱配合物的制备方法。
本发明的目的可以通过以下方案来实现：
一种酞菁铱配合物，其特征在于：该配合物的结构式如式(Ⅰ)所示，
其中，R为H，烷基或丁氧基。优选的，所述烷基为甲基。
优选的，所述烷基为甲基。
上述酞菁铱配合物的制备方法，其步骤包括：
(1)将[Ir(COD)Cl]2和酞菁作为原料，在氮气保护下，加入溶剂，100-200℃条件下反应6-24小时；
(2)纯化：
一种纯化的方法为:将步骤(1)中得到的反应液去除溶剂、硅胶柱层析分离，收集液体旋干，冲洗，干燥。
另一种纯化的方法为：将步骤(1)中得到的反应液冷却过滤，用二氯甲烷将滤饼溶解，过滤，收集滤液旋干，用无水乙醚冲洗。
所述步骤(1)中的[Ir(COD)Cl]2和酞菁的重量比为1:1-5。优选的，所述[Ir(COD)Cl]2和酞菁的重量比为1:1-2。合理的原料配比，有利于节约原料，降低反应成本且反应达到较大产率。
所述酞菁为无金属酞菁或取代酞菁。优选的，所述取代酞菁为烷基取代酞菁或丁氧基取代酞菁。进一步优选的烷基取代酞菁为甲基取代酞菁。
所述步骤(1)中的反应温度为100-160℃，反应时间为12-24小时。合适的反应条件，有利于在降低副产物的产生，最短的时间内达到最大的产率，提高实验效率。
所述步骤(1)中的溶剂为二甲苯、甲苯或乙二醇。合适的溶剂，有利于产物的生成，降低了纯化的难度，更好的得到较纯的产物。
所述步骤(2)中，200-300目硅胶，称量30-70倍于上样量的硅胶装柱，用二氯甲烷：丙酮约150:1的洗脱剂展开柱层析分离。
所述步骤(2)中，采用无水乙醚冲洗，可除去反应产生的荧光点而对产物不造成影响。
所述步骤(2)中，干燥温度为70℃-100℃。
上述酞菁铱配合物可作为光热治疗技术中的一种极佳的光热转换试剂。
酞菁的结构式为可以为：
其中，R为H，烷基或丁氧基。
本发明的有益效果是：
1、本发明制备得到酞菁铱配合物在800nm左右处具有很好的吸收，能很好的将近红外光转化为热能，热稳定性好。
2、本发明的反应步骤简单，提纯过程方便易操作。
3、所述酞菁铱配合物的光热转化效率高，在808nm激光的激发下，15分钟内，温度可升至55℃，能有效杀死癌细胞，是光热治疗技术中的一种极佳的光热转换试剂。
附图说明
图1为实施例5中制得的酞菁铱配合物的紫外吸收谱图。
图2为实施例5中制得的酞菁铱配合物的1HNMR图。
图3为实施例5中制得的酞菁铱配合物的质谱图。
图4为实施例5中制得的酞菁铱配合物的光热曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例，以丁氧基取代酞菁为例，对本发明作进一步说明：
实施例1
(1)酞菁铱配合物的制备
称量67.2mg的[Ir(COD)Cl]2和109mg丁氧基取代酞菁置于50mL三颈烧瓶中，抽真空充氮气，循环三次。注入20mL甲苯，氮气保护下，100℃反应12h；
(2)酞菁铱配合物的纯化
将步骤(1)中的反应后的反应液旋蒸除去溶剂，加少量硅胶拌样，称量200-300目的硅胶30-70倍于上样量装柱，用二氯甲烷：丙酮约150:1的洗脱剂展开柱层析分离。收集液体旋干，用无水乙醚冲洗，70℃-100℃的温度下干燥，即得样品。
实施例2
(1)酞菁铱配合物的制备
称量80.4mg的[Ir(COD)Cl]2和109mg的丁氧基取代酞菁置于50mL三颈烧瓶中，抽真空充氮气，循环三次。注入20mL乙二醇，氮气保护下，100℃反应16h；
(2)酞菁铱配合物的纯化
将步骤(1)中的反应后的反应液旋蒸除去溶剂，加少量硅胶拌样，称量200-300目的硅胶30-70倍于上样量装柱，用二氯甲烷：丙酮约150:1的洗脱剂展开柱层析分离。收集液体旋干，用无水乙醚冲洗，70℃-100℃的温度下干燥，即得样品。
实施例3
(1)酞菁铱配合物的制备
称量80.4mg[Ir(COD)Cl]2和109mg Pc置于50mL三颈烧瓶中，抽真空充氮气，循环三次。注入20mL甲苯，氮气保护下，100℃反应18h；
(2)酞菁铱配合物的纯化
将步骤(1)中的反应后的反应液旋蒸除去溶剂，加少量硅胶拌样，称量200-300目的硅胶30-70倍于上样量装柱，用二氯甲烷：丙酮约150:1的洗脱剂展开柱层析分离。收集液体旋干，用无水乙醚冲洗，70℃-100℃的温度下干燥，即得样品。
实施例4
(1)酞菁铱配合物Ir-Pc-2Cl的制备
称量80.4mg[Ir(COD)Cl]2和109mg Pc置于50mL三颈烧瓶中，抽真空充氮气，循环三次。注入20mL二甲苯，氮气保护下，100℃反应24h；
(2)酞菁铱配合物Ir-Pc-2Cl的纯化
将步骤(1)中的反应后的反应液旋蒸除去溶剂，加少量硅胶拌样，称量200-300目的硅胶30-70倍于上样量装柱，用二氯甲烷：丙酮约150:1的洗脱剂展开柱层析分离。收集液体旋干，用无水乙醚冲洗，70℃-100℃的温度下干燥，即得样品。
实施例5
(1)酞菁铱配合物的制备
称量80.4mg[Ir(COD)Cl]2和109mg Pc置于50mL三颈烧瓶中，抽真空充氮气，循环三次。注入20mL二甲苯，氮气保护下，155℃反应18h；
(2)酞菁铱配合物的纯化
将反应过后的混合液过滤，用二氯甲烷将滤饼溶解，过滤，收集滤液旋干，用无水乙醚冲洗，干燥，即得样品。
将本实施例中制得的金属铱酞菁配合物通过紫外吸收、1HNMR、质谱等手段进行表征确认，从所表征的结果说明，所合成的酞菁铱配合物的分子式为C64H80O8N8Cl2Ir。
图1为本实施例中制得的酞菁铱配合物的紫外吸收谱图，从图中可以看到该配合物的最大吸收在817nm处。
图2为本实施例中制得的酞菁铱配合物的1HNMR图，从图中可以看到该配合物的五组氢的位置及比例。
图3为本实施例中制得的酞菁铱配合物的质图，从图中可以看到该配合物的分子量为1352，进一步对该化合物进行确认。
图4为本实施例中制得的酞菁铱配合物的光热曲线图，从图中可以看到该配合物在808nm的激光激发下的升温效果随样品时间的变化而变化。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：该配合物的结构式如式(Ⅰ)所示，
其中，R为H，烷基或丁氧基；
其步骤包括：
(1)将[Ir(COD)Cl]2和酞菁作为原料，在氮气保护下，加入溶剂，100-200℃条件下反应6-24小时；
(2)将步骤(1)中得到的反应液旋蒸去除溶剂、硅胶柱层析分离，收集液体旋干，冲洗，干燥；
或将步骤(1)中得到的反应液冷却过滤，用二氯甲烷将滤饼溶解，过滤，收集滤液旋干，冲洗。
2.根据权利要求1所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的[Ir(COD)Cl]2和酞菁的重量比为1:1-5。
3.根据权利要求1或2所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述酞菁为取代酞菁。
4.根据权利要求3所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述取代酞菁为烷基取代酞菁或丁氧基取代酞菁。
5.根据权利要求1所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的反应温度为100-160℃，反应时间为12-24小时。
6.根据权利要求1所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂为二甲苯、甲苯或乙二醇。
7.根据权利要求1所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，200-300目硅胶，称量30-70倍于上样量的硅胶装柱，用二氯甲烷：丙酮为150:1的洗脱剂展开柱层析分离。
8.根据权利要求1所述的酞菁铱配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，采用无水乙醚冲洗，干燥温度为70℃-100℃。
9.权利要求1中的酞菁铱配合物在制备光热转换试剂中的应用。
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