CN109679644B - 可见/近红外光诱导变色荧光染料、α-α二聚的氟硼荧光染料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可见/近红外光诱导变色荧光染料、α‑α二聚的氟硼荧光染料及其制备方法和应用，该可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式I所示，其中，R1为H或C6‑C10芳烃基或C1‑C6的脂烃基，R2为H或C1‑C4的脂烃基，R3为H或C1‑C4的脂烃基，R4为H、C1‑C8的芳烃基或C1‑C8的取代芳烃基；该可见/近红外光诱导变色荧光染料具有优异的光致荧光转变性质以能够得到具有优异的荧光量子产率的α‑α二聚的氟硼荧光染料，进而使得该α‑α二聚的氟硼荧光染料在生物超分辨成像领域具有优异的应用前景，同时上述两种氟硼荧光染料的制备方法均具有工序简单和操作简便的优点；
Description
技术领域
本发明涉及荧光染料，具体地，涉及一种可见/近红外光诱导变色荧光染料、α-α二聚的氟硼荧光染料及其制备方法和应用。
背景技术
利用光致变色分子构成的荧光光致变色材料，因其特有的光电特性，如高密度光存储、生物成像和超分辨显微术等，在过去的20年中一直被认为是极具发展潜能的光敏材料。然而，现有的荧光光致变色材料主要是由光致变色分子与荧光分子组合构建的，并且大多是依靠紫外光照射发生转变的。
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。此类染料也越来越多的被应用于细胞染色、细胞成像等，但是对于此类染料应用于超分辨成像的报道却没有。而该专利报道的荧光染料既具有基于单分子定位的超分辨荧光成像技术需要既具有荧光“开-关”功能，又满足有高荧光强度和好的光稳定性，并且有望应用于生物超分辨领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种可见/近红外光诱导变色荧光染料、α-α二聚的氟硼荧光染料及其制备方法和应用，该可见/近红外光诱导变色荧光染料具有优异的光致荧光转变性质以能够得到具有优异的荧光量子产率的α-α二聚的氟硼荧光染料，进而使得该α-α二聚的氟硼荧光染料在生物超分辨成像领域具有优异的应用前景，同时上述两种氟硼荧光染料的制备方法均具有工序简单和操作简便的优点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种可见/近红外光诱导变色荧光染料，该可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式I所示，
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
本发明还提供了一种α-α二聚的氟硼荧光染料，该α-α二聚的氟硼荧光染料如式II所示，
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
本发明也提供了一种如上述的可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法，该制备方法为：将式IV所示结构的中间体、氧化剂进行氧化反应以制得式I所示可见/近红外光诱导变色荧光染料；
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
本发明进一步提供了一种如上述的α-α二聚的氟硼荧光染料的制备方法，该制备方法为：将权利要求1的可见/近红外光诱导变色荧光染料在可见光或者近红外光的照射下进行光反应以制得如权利要求3的α-α二聚的氟硼荧光染料。
本发明更进一步提供了一种上述的α-α二聚的氟硼荧光染料在生物荧光成像中的应用。
在上述技术方案中，本发明制得的如式I所示结构的亚砜类氟硼荧光染料具有优异的荧光量子产量、溶解性和稳定性，在可见/近红外光照条件下可以转化为如式II所示结构的α-α偶联的BODIPY类荧光染料，荧光发射表现出一定差异性，从而实现光致荧光转变，且十分高效，初步认为是作为生物超分辨成像良好的材料。
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是实施例1中B2的吸收光谱图；
图2-1是实施例1中B2的波长510-850nm的发射光谱图；
图2-2是实施例1中B2的波长640-850nm的吸收光谱图；
图3是实施例2中B2的吸收光谱图；
图4-1是实施例2中B2的波长490-830nm的吸收光谱图；
图4-2是实施例2中B2的波长610-840nm的吸收光谱图；
图5是实施例3中B2的吸收光谱图；
图6-1是实施例3中B2的波长500-850nm的吸收光谱图；
图6-2是实施例3中B2的波长650-850nm的吸收光谱图；
图7是B2的单晶衍射图。
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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种可见/近红外光诱导变色荧光染料，该可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式I所示，
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料中，各取代基的具体种类可以在宽的范围内选择，但是考虑到原料的成本、制备的产率以及反应速率，优选地，R1为H或C6-C10烷基取代苯基、C1-C6的直链烷基，R2为H或C1-C4的直链烷基，R3为H或C1-C4的直链烷基，R4为H、C1-C4的直链烷基或C1-C4的杂环烷基、C1-C8的甲氧基取代芳烃基；优选地，R1为H或2,4,6三甲基苯基，R2为H或甲基，R3为H或乙基，R4为甲基、2-甲氧基苯基或2-吡咯基；更优选地，可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式B2或C4所示，
本发明还提供了一种α-α二聚的氟硼荧光染料，该α-α二聚的氟硼荧光染料如式II所示，
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
在上述α-α二聚的氟硼荧光染料中，各取代基的具体种类可以在宽的范围内选择，但是考虑到原料的成本、制备的产率以及反应速率，优选地，R1为H或C6-C10烷基取代苯基、C1-C6的直链烷基，R2为H或C1-C4的直链烷基，R3为H或C1-C4的直链烷基，R4为H、C1-C4的直链烷基或C1-C4的杂环烷基、C1-C8的甲氧基取代芳烃基；更优选地，R1为H或2,4,6三甲基苯基，R2为H或甲基，R3为H或乙基，R4为甲基、2-甲氧基苯基、2-吡咯基。
本发明也提供了一种如上述的可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法，该制备方法为：将式IV所示结构的中间体、氧化剂进行氧化反应以制得式I所示可见/近红外光诱导变色荧光染料；
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，R4为H、C1-C4的脂烃基、C1-C8的芳烃基或C1-C8的取代芳烃基。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，各取代基的具体种类可以在宽的范围内选择，但是考虑到原料的成本、制备的产率以及反应速率，优选地，R1为H或C6-C10烷基取代苯基、C1-C6的直链烷基，R2为H或C1-C4的直链烷基，R3为H或C1-C4的直链烷基，R4为H、C1-C4的直链烷基或C1-C4的杂环烷基、C1-C8的甲氧基取代芳烃基；更优选地，R1为H或2,4,6三甲基苯基，R2为H或甲基，R3为H或乙基，R4为甲基、2-甲氧基苯基或2-吡咯基。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高产物的产率，优选地，中间体、氧化剂的用量比为0.1mmol：0.2-0.3mmol。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，氧化反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高产物的产率以及制备速率，优选地，氧化反应满足以下条件：反应温度为15-35℃，反应时间为0.5-1.5h，
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，氧化剂的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高产物的产率以及制备速率，优选地，氧化剂选自间氯过氧化苯甲酸、过氧化氢、溴酸钠和二氧化氯中的至少一者。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，为了进一步提高反应速率，优选地，氧化反应在有机溶剂中进行，其中，有机溶剂可选自二氯甲烷、氯仿、乙腈和甲苯中的至少一者。
在上述可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法中，中间体的制备方法可能存在多种，针对不同的R4取代基，为了进一步提高中间体的制备产率，优选地，在R4为H或脂肪烃基的情形下，中间体通过以下方法制备而得：在保护气的存在下，将式III所示结构的BODIPY、硫化物、四丁基溴化铵进行接触反应以制得式IV所示结构的中间体；其中，为了进一步提高反应产率，优选地，接触反应在溶剂中进行，溶剂可选自甲苯、水、N,N-甲基甲酰胺和氯苯中的至少一者。
在R4为2-甲氧基苯基的情形下，中间体通过以下方法制备而得：
1)将式V所示结构的BODIPY与硫化物、四丁基溴化铵进行接触反应以制得式VI所示结构的化合物；其中，为了进一步提高反应产率，优选地，接触反应在溶剂中进行，溶剂可选自甲苯、水N,N-甲基甲酰胺和氯苯中的至少一者；
2)将VI所示结构的化合物与卤化物进行接触反应以制得式VII所示结构的化合物；其中，为了进一步提高反应产率，优选地，接触反应在溶剂中进行，溶剂可选自乙腈、二氯甲烷和乙醇中的至少一者；
3)在碱性条件下(碱性条件可以通过碳酸盐提供)，将所述式VII所示结构的化合物与对甲氧基苯硼酸、Pd(PPh3)4进行接触反应以制得式IV所示结构的中间体；
其中，R1为H或C6-C10芳烃基或C1-C6的脂烃基，R2为H或C1-C4的脂烃基，R3为H或C1-C4的脂烃基，X为卤素，优选氯。
在上述中间体的制备方法中，各取代基的具体种类可以在宽的范围内选择，但是考虑到原料的成本、制备的产率以及反应速率，优选地，R1为H或C6-C10烷基取代苯基、C1-C6的直链烷基，R2为H或C1-C4的直链烷基，R3为H或C1-C4的直链烷基，R4为H、C1-C4的直链烷基或C1-C4的杂环烷基、C1-C8的甲氧基取代芳烃基；更优选地，R1为H或2,4,6三甲基苯基，R2为H或甲基，R3为H或乙基，R4为甲基、2-甲氧基苯基或2-吡咯基。
在上述中间体的制备方法中，各物料的用量以及反应条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高中间体的产率，优选地，在R4为H或脂肪烃基的情形下，BODIPY、硫化物、四丁基溴化铵的用量比为0.2mmol：0.1-0.12mmol：0.02-0.06mmol；接触反应满足以下条件：反应温度为70-100℃，反应时间为0.5-4h；
在R4为2-甲氧基苯基的情形下，在步骤1)中，BODIPY、硫化物、四丁基溴化铵的用量比为0.2mmol：0.1-0.12mmol：0.02-0.06mmol；接触反应满足以下条件：反应温度为70-100℃，反应时间为0.5-4h；
在R4为2-甲氧基苯基的情形下，在步骤2)中，VI所示结构的化合物与卤化物的用量比为0.2mmol：1-1.5mmol；接触反应满足以下条件：反应温度为70-90℃，反应时间为0.5-1h；
在R4为2-甲氧基苯基的情形下，在步骤3)中，VII所示结构的化合物与对甲氧基苯硼酸、四三苯基膦钯、碳酸盐的用量比为0.2mmol：0.2-0.3mol：0.02-0.04mmol：0.2-0.6mmol；接触反应满足以下条件：反应温度为80-100℃，反应时间为6-10h。
在上述中间体的制备方法中，硫化物的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高中间体的产率，优选地，硫化物选自硫化钠、九水合硫化钠、二氯化硫和过硫化钠中的至少一者。
在上述中间体的制备方法中，卤化物的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高中间体的产率，优选地，卤化物选自二氯化铜、二水合氯化铜、氯化铁和氯化锌中的至少一者。
本发明进一步提供了一种如上述的α-α二聚的氟硼荧光染料的制备方法，该制备方法为：将权利要求1的可见/近红外光诱导变色荧光染料在可见光或者近红外光的照射下进行光反应以制得如权利要求3的α-α二聚的氟硼荧光染料。
在上述α-α二聚的氟硼荧光染料的制备方法中，光反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的α-α二聚的氟硼荧光染料的产率，优选地，光反应满足以下条件：温度为15-35℃，8-12h。
在上述α-α二聚的氟硼荧光染料的制备方法中，可见光或者近红外光的来源可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的α-α二聚的氟硼荧光染料的产率，优选地，可见光或者近红外光由功率10-15wLED灯或400-600nm的激光灯提供。
本发明更进一步提供了一种如上述的α-α二聚的氟硼荧光染料在生物荧光成像中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。HNMR和13CNMR使用Bruker AVANCE IIISpectrometers 300或者Bruker AVANCE III Spectrometers500MHz核磁共振仪，溶剂为CDCl3；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Bruker AXS公司的SMAR APEXⅡX-单晶衍射仪进行；跟踪反应使用0.25毫米厚荧光TLC板和ZF-1型三用紫外分析仪。
以下实施例中，九水硫化钠是国药集团化学试剂有限公司的产品，四丁基溴化铵是安耐吉化学公司的产品，间氯过氧苯甲酸是安耐吉化学公司的产品。氟硼荧光染料BODIPY为式A1-A2所示结构的化合物中的一种，参考文献合成：Org.Lett.2015,17,4632-4635；
实施例1
1)称取氟硼荧光染料BODIPY A1(56mg，0.2mmol)，Na2S.9H2O(26mg，0.11mmol)，nBu4NBr(6.5mg,0.02mmol)，置于10ml slater反应器中；抽真空通氩气反复三次排除空气。用注射器取2mL甲苯和40ul H2O注入到反应器中，注意避免空气进入；在通氩气保护的情况下，于80℃的油浴中搅拌，TLC跟踪点板，反应3小时结束；将反应液倒入30mL水中，二氯甲烷萃取三次(3×30mL)，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪旋干溶剂；二氯甲烷和石油醚作流动相，通过柱层析分离得到黑色固体B1(24mg，46％产率)。
2)取B1(52mg，0.1mmol)、m-CPBA(34mg，0.2mmol)置于10ml的圆底烧瓶中，加入5ml二氯甲烷，TLC跟踪点板，25℃下搅拌30分钟反应结束；将反应液倒入30mL水中，二氯甲烷萃取三次(3×30mL)，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪旋干溶剂；正己烷和乙酸乙酯作流动相，通过柱层析分离得到黄色固体B2(44mg，85％产率)。
3)称取B2(54mg，0.1mmol)，置于10ml Schlenk反应器中，加入5ml二氯甲烷，在12WLED光照下25℃下搅拌反应，TLC跟踪点板，反应8h结束，旋干溶剂；二氯甲烷和石油醚作流动相，通过柱层析分离得到亮黑色固体B3(40mg，80％产率)。
表征数据如下：
式(B1)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.97(s,2H),6.77(d,J＝3.7Hz,2H),6.34(d,J＝3.8Hz,2H),2.57(s,6H),2.39(q,J＝7.4Hz,4H),2.16(s,6H),1.06(t,J＝7.5Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ162.61,144.15,139.94,135.99,134.73,134.25,125.47,121.41,120.76,17.24,14.19,13.22,9.38.HRMS calcd.for C26H28B2F4N4S,(M+H)+527.2235,found 527.2228.
式(B2)所示化合物:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.10(s,1H),6.79(d,J＝3.6Hz,2H),2.60(s,3H),2.39(q,J＝7.2Hz,2H),2.18(s,3H),1.05(t,J＝7.4Hz,3H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ168.50,149.40,142.09,138.36,136.86,134.28,123.03,122.74,116.59,17.24,13.93,13.84,9.44.HRMS calcd.for C26H28B2F4N4OS,(M+H)+543.2184,found 543.2190.
式(B3)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30(d,J＝4.1Hz,2H),7.07(s,2H),6.95(d,J＝4.1Hz,2H),2.53(s,6H),2.40(q,J＝7.6Hz,4H),2.19(s,6H),1.07(t,J＝7.6Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ162.73,145.09,140.14,136.74(s),135.44(s),135.23(s),126.37,122.62,17.71,14.60,13.66,9.81.HRMS calcd.for C26H28B2F4N4,(M+H)+475.2452,found 475.2456.
实施例2
1)称取氟硼荧光染料BODIPY A2(69mg，0.2mmol)，Na2S.9H2O(26mg，0.11mmol)，nBu4NBr(6.5mg,0.02mmol)，置于10ml slater反应器中。抽真空通氩气反复三次排除空气；用注射器取2mL甲苯和40ul H2O注入到反应器中，注意避免空气进入；在通氩气保护的情况下，100℃的油浴中搅拌，TLC跟踪点板，反应30分钟结束；将反应液倒入30mL水中，二氯甲烷萃取三次(3×30mL)，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪旋干溶剂；二氯甲烷和石油醚作流动相，通过柱层析分离得到黑紫色粉末状固体C1(55mg，85％产率)。
2)在50mL的干燥圆底烧瓶中加入C1(130mg，0.2mmol)，用10mL乙腈搅拌溶解，加入CuCl2.2H2O(204mg，1.2mmol)，油浴加热，温度保持在80℃，反应40分钟结束；用食盐水洗3次，二氯甲烷萃取，然后经无水硫酸钠除水干燥，再减压蒸馏浓缩得到粗产品；最后将粗产物进行硅胶柱层析提纯(300-400目硅胶粉)得到黑紫色粉末状固体C2(80mg，56％产率)。
3)取C2(143mg，0.2mmol)、对甲氧基苯硼酸(36mg,0.24mmol)、无水NaCO3(32mg,0.3mmol)和Pd(PPh3)4(20mg,0.02mmol)加入到20ml Schlenk反应瓶中，用混合溶剂(甲苯4ml+水1ml)搅拌溶解，在氩气氛围下油浴加热；温度保持在80℃，TLC跟踪点板，反应8小时结束；将反应液倒入200ml水中，用二氯甲烷(50ml×3)萃取，然后经无水硫酸钠除水干燥，再减压蒸馏浓缩得到粗产品；最后将粗产物进行硅胶柱层析提纯(300-400目硅胶粉)得到黑紫色粉末状固体C3(45mg，52％产率)。
4)取C3(86mg，0.1mmol)、m-CPBA(34mg，0.2mmol)置于10ml的圆底烧瓶中，加入5ml二氯甲烷，TLC跟踪点板，25℃下搅拌1小时，反应结束；将反应液倒入30mL水中，二氯甲烷萃取三次(3×30mL)，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪旋干溶剂；正己烷和乙酸乙酯作流动相，通过柱层析分离得到黑色粉末固体C4(57mg，65％产率)。
5)取C4(88mg，0.1mmol)，置于10ml Schlenk反应器中，加入5ml二氯甲烷，在12WLED光照下25℃下搅拌反应，TLC跟踪点板，反应12h结束，旋干溶剂；二氯甲烷和石油醚作流动相，通过柱层析分离得到亮黑色固体B3(57mg，66％产率)；
表征数据如下：
式(C1)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.91(s,2H),6.95(s,4H),6.64(d,J＝4.1Hz,2H),6.61(d,J＝4.3Hz,2H),6.51–6.44(m,4H),2.35(s,6H),2.11(s,12H).13CNMR(126MHz,CDCl3)δ149.88,144.71,144.25,138.91,136.86,136.47,135.45,129.51,129.42,129.35,128.22,122.65,118.78,21.11,20.02.HRMS calcd.for C36H31B2ClF4N4S,(M-F)+665.2090,found 665.2096.
式(C2)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.94(s,2H),6.58(d,J＝4.1Hz,2H),6.48(d,J＝4.3Hz,1H),6.36(d,J＝4.3Hz,1H),2.35(s,3H),2.10(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ150.28,144.50,142.86,139.08,136.64,134.43,129.60,129.28,128.60,128.25,123.25,118.77,77.23,76.98,76.73,21.09,19.99.HRMS calcd.for C36H30B2Cl2F4N4S,(M+H)+699.1701,found 699.1707.
式(C3)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.01(d,J＝8.9Hz,2H),7.00(d,J＝8.9Hz,2H),6.95(s,2H),6.63(s,2H),6.46(d,J＝4.2Hz,1H),6.40(d,J＝4.2Hz,1H),3.87(s,3H),2.35(s,3H),2.14(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ161.29,160.18,147.44,141.00,138.54,137.66,136.82,135.72,131.47,130.32,129.89,128.11,126.79,124.42,122.25,121.12,113.99,55.35,21.11,20.07.HRMS calcd.for C50H44B2F4N4O2S,(M+H)+863.3385,found 863.3389.
式(C4)所示化合物:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.09(d,J＝9.0Hz,4H),7.01(d,J＝9.0Hz,4H),6.94(d,J＝9.2Hz,4H),6.78(q,J＝4.7Hz,4H),6.72(d,J＝4.1Hz,2H),6.44(d,J＝4.1Hz,2H),3.88(s,6H),2.35(s,6H),2.11(d,J＝14.6Hz,12H).13C NMR(101MHz,CDCl3):δ164.76,162.31,151.22,143.63,139.67,138.87,136.86,136.57,135.80,133.35,132.30,129.67,128.17,123.94,123.28,118.03,114.29,55.48,21.17,20.14.HRMS calcd.for C50H44B2F4N4O2S,(M+H)+863.3385,found 863.3378.
式(C5)所示化合物:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.91(d,J＝8.8Hz,4H),7.38(d,J＝3.8Hz,2H),6.97(s,4H),6.94(d,J＝8.9Hz,4H),6.66(d,J＝4.4Hz,2H),6.58(d,J＝4.3Hz,2H),6.55(d,J＝4.3Hz,2H),3.84(s,6H),2.37(s,6H),2.19(s,12H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ161.7,161.1,144.7,141.4,138.9,138.1,137.0,134.4,131.9,131.7,130.6,128.5,127.6,124.8,121.4,117.9,114.3,55.7,21.5,20.4.HRMS calcd.ForC50H44B2F4N4O2,[M+H]+:831.3665,found 831.3668.
测试例1
称取约0.5mg的如式(B2)所示的化合物溶于1mL二氯甲烷，接着再用二氯甲烷稀释配制成摩尔浓度为10-6mol/L的溶液；在530nm激光照射下分别进行吸收光谱和发射光谱随时间的变化测试，吸收光谱测试结果如图1所示，发射光谱测试如图2-1和图2-2所示，由图可知化合物B2在二氯甲烷溶液中荧光诱导转变效率较高，在18min时完全转变为α-α二聚体。
测试例2
称取约0.5mg的如式(B2)所示的化合物溶于1mL乙腈，接着再用乙腈稀释配制成摩尔浓度为10-6mol/L的溶液；分别进行吸收光谱和发射光谱测试，吸收光谱测试结果如图3所示，发射光谱测试如图如图4-1和图4-2所示；由图可知化合物B2在乙腈当中的转变速率相较于二氯甲烷较慢。
测试例3
称取约0.5mg的如式(B2)所示的化合物溶于1mL二甲亚砜，接着再用二甲亚砜稀释配制成摩尔浓度为10-6mol/L的溶液；分别进行吸收光谱和发射光谱测试，吸收光谱测试结果如图5所示，发射光谱测试如图如图6-1和图6-2所示；由图可知化合物B2在二甲亚砜当中转变速率相较于二氯甲烷较慢，说明在大极性溶剂当中也可以实现光诱导荧光转变。
测试例4
称取约0.5-1.0mg的如式(B2)和(B3)所示的化合物溶于1mL二氯甲烷，接着再分别用二氯甲烷、乙腈、二甲亚砜稀释配制成摩尔浓度为10-6mol/L的溶液；分别进行吸收光谱和发射光谱测试，测试结果如表1所示。
表1
表1中：Stokes-shift＝1/λmax–1/λem max(cm-1)，logεmax为摩尔吸光系数的log值；Φ为荧光量子产率。
通过上述测试例1-4可知，本发明提供的亚砜BODIPY如式(B2)荧光染料，无论是在二氯甲烷当中还是在更大极性的乙腈或者二甲亚砜当中，均表现出优秀的光致荧光转变性质,荧光发射波长红移143nm。同时光转化产物如式(B3)在以上溶剂中均具有优异的荧光量子产率，我们期待其在生物超分辨成像领域具有良好的应用前景。
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 (11)
1.一种可见/近红外光诱导变色荧光染料，其特征在于，所述可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式I所示，
其中，R1为H，R2甲基，R3乙基，R4为甲基。
2.根据权利要求1所述的可见/近红外光诱导变色荧光染料，其中，所述可见/近红外光诱导变色荧光染料的结构如式B2所示，
3.一种α-α二聚的氟硼荧光染料，其特征在于，所述α-α二聚的氟硼荧光染料如式II所示，
其中，R1为H，R2甲基，R3乙基，R4为甲基。
4.一种如权利要求1所述的可见/近红外光诱导变色荧光染料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将式IV所示结构的中间体、氧化剂进行氧化反应以制得式I所示可见/近红外光诱导变色荧光染料；
其中，R1为H，R2甲基，R3乙基，R4为甲基。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述中间体、氧化剂的用量比为0.1mmol：0.2-0.3mmol。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述氧化反应满足以下条件：反应温度为15-35℃，反应时间为0.5-1.5h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述氧化剂选自间氯过氧化苯甲酸、过氧化氢、溴酸钠和二氧化氯中的至少一者。
8.一种如权利要求3所述的α-α二聚的氟硼荧光染料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将权利要求1所述的可见/近红外光诱导变色荧光染料在可见光或者近红外光的照射下进行光反应以制得如权利要求3所述的α-α二聚的氟硼荧光染料。
9.根据权利要求 8所述的制备方法，其中，所述光反应满足以下条件：温度为15-35℃，8-12h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述可见光或者近红外光由功率10-15wLED灯或400-600nm的激光灯提供。
11.一种如权利要求3所述的α-α二聚的氟硼荧光染料在生物荧光成像中的应用。
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| Martin Bröring et al..Functional Porphyrinoids from a Biomimetically Decorated Bipyrrole.《Eur. J. Inorg. Chem.》.2008, * |
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