CN111689950A - 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用 - Google Patents

一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111689950A
CN111689950A CN202010724461.9A CN202010724461A CN111689950A CN 111689950 A CN111689950 A CN 111689950A CN 202010724461 A CN202010724461 A CN 202010724461A CN 111689950 A CN111689950 A CN 111689950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diphenylamino
formaldehyde
fluorescent probe
dimethyl
malononitrile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010724461.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111689950B (zh
Inventor
刘鸿志
王清正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN202010724461.9A priority Critical patent/CN111689950B/zh
Publication of CN111689950A publication Critical patent/CN111689950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111689950B publication Critical patent/CN111689950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针，其结构式如下式I所示：本发明的近红外荧光探针是在近红外波长区域有较强的发射，其光热性质和化学稳定性都比较高。本发明所述的近红外荧光探针制备方法简单、荧光量子产率高和斯托克斯位移大，在发展近红外荧光探针和生物荧光成像中具有重要的应用前景。

Description

一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方 法与应用
技术领域
本发明涉及一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用，属于近红外荧光探针技术领域。
背景技术
近红外波段(650—900nm)的光波避开了体内水、有氧及无氧血红蛋白等主要吸收体的吸收，其传播特性主要决定于光的散射，因而具有较深的生物组织穿透能力(达十几厘米)。而且该波段无电离、无辐射，对生物组织无任何伤害，从而赋予了其无损在线连续监测生物体内各项参数的潜能，也使其在生物医学检测领域蕴藏着巨大的应用前景，必将在体内特异性分子的识别，尤其是肿瘤特异性分子的诊断中发挥重要的作用。
有机双杂环分子，特别是噻吩和呋喃这两类化合物及其它们的衍生物在医药领域和光电功能材料中都有着广泛的应用。目前已发展的近红外有机荧光探针要么斯托克斯位移较小，为10-20nm左右，会导致部分发射光被自吸收，造成荧光淬灭；要么荧光量子产率低，这些都会造成生物荧光成像中的对比度大大下降。
中国专利文献CN107501207A公开了一种基于噻吩嗪的近红外荧光染料及其合成方法和应用。该近红外荧光染料由10-乙基噻吩嗪-3-甲醛与4-(氰基甲基)苄腈通过缩合反应而得到。本发明所述的近红外荧光染料可对溃疡型结直肠炎动物模型进行荧光成像。该荧光探针发射波长较短、斯托克斯位移较小的缺陷。
因此发展具有大斯托克斯位移和发射波长较大的近红外有机荧光探针，可极大地提高荧光成像的精确度，这是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是目前近红外有机荧光探针斯托克斯位移较小、发射波长较短的难题，本发提供一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用。本发明的探针具有斯托克斯位移大、发射波长较长和良好的化学稳定性。
为解决以上技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针，其结构式如下式I所示：
Figure BDA0002601161090000021
其中，X为O或S。
根据本发明优选的，当X为O时，为具有呋喃结构的有机双杂环近红外荧光探针：2-(2，6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)呋喃-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈，结构式如下式Ⅱ所示：
Figure BDA0002601161090000022
根据本发明优选的，当X为S时，为具有噻吩结构的有机双杂环近红外荧光探针2-(2，6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)噻吩-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈，结构式如下式Ⅲ所示：
Figure BDA0002601161090000023
一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针的制备方法，包括步骤如下：
(1)2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈反应，得到2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈；
(2)二苯胺与5-溴-2-呋喃甲醛或5-溴噻吩-2-甲醛反应，得到5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛或5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛；
(3)将步骤(1)的2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈与步骤(2)的5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛或5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛反应，得到基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针。
根据本发明优选的，步骤(1)中，2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈反应具体如下：
将2，6-二甲基-4-吡喃酮、丙二腈和醋酸酐混合后，于140-150℃下加热反应10h，反应结束后减压蒸馏得到粗产物，粗产物用硅胶色谱柱提纯，得黄白色固体产物2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈。
进一步优选的，2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈的摩尔比为1：(1-2)，2,6-二甲基-4-吡喃酮与醋酸酐的摩尔体积比为1:(1-5)，单位，mol/L。
进一步优选的，硅胶色谱柱溶剂为二氯甲烷与甲醇的混合溶剂，二氯甲烷与甲醇的体积比为9-10:1。
根据本发明优选的，步骤(2)中，二苯胺与5-溴-2-呋喃甲醛反应时，得到5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛，具体反应过程如下：
在氮气保护下，将1，10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾、二苯胺、5-溴-2-呋喃甲醛和二甲基亚砜混合后，回流加热48小时，反应结束后，将反应溶液分散在水中，抽滤后得到棕色固体，柱色谱提纯，获得黄色固体产物5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛。
进一步优选的，5-溴-2-呋喃甲醛与二苯胺的摩尔比1:(1-2)，5-溴-2-呋喃甲醛与1,10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾的摩尔比为1:(0.1-0.3):(0.01-0.03):(0.2-0.4):(3-5)；5-溴-2-呋喃甲醛与二甲基亚砜的摩尔体积比为1:(8-12)，单位，mol/L。
进一步优选的，柱色谱提纯使用的溶剂为正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，二正己烷与乙酸乙酯的体积比为(93-95)：(5-7)。
根据本发明优选的，步骤(2)中，二苯胺与5-溴噻吩-2-甲醛反应时，得到5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛，具体反应过程如下：
在氮气保护下，将1，10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾、二苯胺、5-溴噻吩-2-甲醛和二甲基亚砜混合后，回流加热48小时，反应结束后，将反应溶液分散在水中，经抽滤后得到棕色固体，柱色谱提纯，获得黄色固体产物5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛。
进一步优选的，5-溴噻吩-2-甲醛与二苯胺的摩尔比1:(1-2)，5-溴噻吩-2-甲醛与1,10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾的摩尔比为1:(0.1-0.3):(0.01-0.03):(0.2-0.4):(3-5)；5-溴噻吩-2-甲醛与二甲基亚砜的摩尔体积比为1:(8-12)，单位，mol/L。
进一步优选的，柱色谱提纯使用的溶剂为正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，二正己烷与乙酸乙酯的体积比为(93-96)：(4-7)。
根据本发明优选的，步骤(3)中，具体反应过程如下：
将5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛、2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈和溶剂乙腈放入单口烧瓶中，滴加哌啶，于85-95℃下反应20-26h，反应结束后静止冷却，析出黑色固体产物，即得基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针。
进一步优选的，5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈的摩尔比为(1-2):(1-2)；5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与乙腈的摩尔体积比为1：18-20，单位，mol/L；5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与哌啶的摩尔体积比为1:0.18-0.23。
上述2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈的结构式，如式1所示：
Figure BDA0002601161090000041
5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛的结构式如式2所示：
Figure BDA0002601161090000042
5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛的结构式如式3所示：
Figure BDA0002601161090000051
上述基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针的应用，作为荧光成像试剂使用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的近红外荧光探针具有斯托克斯位移大、发射波长较长和光化学稳定性高等特点；发射波长为690nm，斯托克斯位移为182nm。
2、本发明所述的近红外荧光探针的制备及分离提纯过程相对简单、产率较高。
3、本发明所述的近红外荧光探针的发射波长位于近红外光区，可以对细胞进行荧光标记，是一种有用的荧光成像试剂。
附图说明
图1为实施例1近红外荧光探针I的1H NMR图谱。
图2为实施例1近红外荧光探针I的13C NMR图谱。
图3为实施例2近红外荧光探针Ⅱ的1H NMR图谱。
图4为实施例2近红外荧光探针Ⅱ的13C NMR图谱。
图5为实施例1近红外荧光探针I的HRMS图谱。
图6为实施例2近红外荧光探针Ⅱ的HRMS图谱。
图7为实施例1近红外荧光探针I的紫外吸收光谱和荧光发射光谱。
图8为实施例2近红外荧光探针Ⅱ的紫外吸收光谱和荧光发射光谱。
图9为实施例1近红外荧光探针I的固体量子产率。
图10为实施例2近红外荧光探针Ⅱ的固体量子产率。
具体实施例子
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不受限于此。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
实施例中所用原料和设备均为本领域技术人员熟知，且均为市场上能够购买到或容易获得或制得。
实施例1
一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈(1)的合成
将2.48g(20mmol)2，6-二甲基-4-吡喃酮和1.59g(24mmol)丙二腈置于50ml单口烧瓶中，加入25ml醋酸酐，142℃加热反应10小时，反应结束减压蒸馏得到粗产物，用硅胶色谱柱(溶剂：二氯甲烷与甲醇的混合溶剂，甲醇体积分数9-10％)提纯，得黄白色固体产物2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈，产率86％。
Figure BDA0002601161090000061
(2)5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛的合成
将100mL DMSO和0.45g(2.3mmol)1，10-菲咯啉一水合物加入三颈烧瓶中，在N2气氛下常温搅拌30分钟，然后加入0.46g(2.4mmol)碘化亚铜和5.00g(36mmol)碳酸钾，常温搅拌30分钟，将2.8g(11mmol)二苯胺，1.75g(10mmol)5-溴-2-呋喃甲醛和0.04g(0.15mmol)18-冠醚-6加入烧瓶中，加热回流反应48小时。反应结束后，将反应溶液分散在1000mL水中，抽滤得到棕色固体，通过柱色谱(溶剂：正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，乙酸乙酯体积分数5-7％)获得纯产物5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛，产率40％。
Figure BDA0002601161090000062
(3)近红外荧光探针2-(2,6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)呋喃-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈Ⅰ的合成
将0.292g(1.108mmol)5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛和0.087g(0.504mmol)2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈放入50ml单口烧瓶中，加入21ml乙腈和0.2ml哌啶，90℃反应24小时；在乙腈中重结晶得到近红外荧光探针Ⅰ，产率为80％。
近红外荧光探针Ⅰ的数据表征如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):7.51(s,1H),7.47(s,1H),7.39(td,J＝16Hz,8H),7.17(t,J＝12Hz,4H),7.11(d,J＝8Hz,8H),6.99(d,J＝4Hz,2H),6.78(s,2H),6.64(s,1H),6.60(s,1H),5.92(d,J＝4Hz,2H).
13C NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):97.85,105.89,112.23,116.12,118.46,123.16,123.89,124.93,125.17,129.54,144.7,144.70,155.47,156.66,158.55.
HRMS m/z:Calculated for C44H30N4O3,[M+H]+＝663.2396,[M+NH4]+＝680.2662found663.2440,680.2593.
Figure BDA0002601161090000071
实施例2
一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针的制备方法，步骤如下：
(1)2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈(1)的合成同实施例1；
(2)5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛的合成
将100mL DMSO和0.45g(2.3mmol)1,10-菲咯啉一水合物加入三颈烧瓶中，在N2气氛下常温搅拌30分钟。然后加入0.46g(2.4mmol)碘化亚铜和5.00g(36mmol)碳酸钾，常温搅拌30分钟。将2.8g(11mmol)二苯胺，1.91g(10mmol)5-溴噻吩-2-甲醛和18-冠醚-6加入烧瓶中，加热回流反应48小时。反应结束后，将反应溶液分散在1000mL水中，抽滤后得到棕色固体。通过柱色谱(溶剂：正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，乙酸乙酯体积分数4-7％)获得纯产物5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛，产率36％。
合成路线如下：
Figure BDA0002601161090000081
(3)近红外荧光探针2-(2,6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)噻吩-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈(Ⅱ)的合成
将0.296g(1.3074mmol)5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛和0.081g(0.568mmol)2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈放入50ml单口烧瓶中，加入25ml乙腈和0.3ml哌啶，90℃反应24小时。在乙腈中重结晶得到近红外荧光探针Ⅱ，产率76％。
近红外荧光探针Ⅱ的数据表征如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):7.80(d,J＝16Hz,2H),7.42(td,J＝16Hz,8H),7.33(d,J＝4Hz,2H),7.20-7.27(m,12H),6.71(d,J＝4Hz,2H),6.66(s,2H),6.45(d,J＝4Hz,2H).
13C NMR(400MHz,CD2Cl2),δ(ppm):105.64,113.67,115.97,116.01,124.62,125.15,128.86,129.69,130.27,131.01,132.09,146.88,155.49,156.67,158.59.
HRMS m/z:Calculated for C44H30N4OS2,[M+H]+＝694.1861,found 695.1979.
合成路线如下：
Figure BDA0002601161090000082
采用德国Bruker公司生产的AVANCE 400MHz核磁共振波谱仪对上述制备的近红外荧光探针(I)和近红外荧光探针(Ⅱ)进行液体1H NMR和液体13C NMR测试。
采用HITACHI F-7000型荧光光谱仪对上述制备的近红外荧光探针(I)和近红外荧光探针(Ⅱ)的荧光特性进行测试。
测试结果：
近红外荧光探针I的激发波长为508nm，发射波长为690nm，斯托克斯位移为182nm。近红外荧光探针Ⅱ的激发波长为510nm，发射波长为678nm，斯托克斯位移为168nm；因此，本发明的近红外荧光探针具有斯托克斯位移大、发射波长较长。
本领域的技术人员容易理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用以限定本发明。凡本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针，其结构式如下式I所示：
其中，X为O或S。
2.根据权利要求1所述基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针，其特征在于：当X为O时，为具有呋喃结构的有机双杂环近红外荧光探针：2-(2，6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)呋喃-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈，结构式如下式Ⅱ所示：
Figure FDA0002601161080000012
当X为S时，为具有噻吩结构的有机双杂环近红外荧光探针2-(2，6-双((E)-2-(5-(二苯基氨基)噻吩-2-基)乙烯基)-4H-吡喃-4-亚烷基)丙二腈，结构式如下式Ⅲ所示：
Figure FDA0002601161080000013
Figure FDA0002601161080000021
3.一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针的制备方法，包括步骤如下：
(1)2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈反应，得到2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈；
(2)二苯胺与5-溴-2-呋喃甲醛或5-溴噻吩-2-甲醛反应，得到5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛或5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛；
(3)将步骤(1)的2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈与步骤(2)的5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛或5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛反应，得到基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈反应具体如下：
将2，6-二甲基-4-吡喃酮、丙二腈和醋酸酐混合后，于140-150℃下加热反应10h，反应结束后减压蒸馏得到粗产物，粗产物用硅胶色谱柱提纯，得黄白色固体产物2，6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，2，6-二甲基-4-吡喃酮与丙二腈的摩尔比为1：(1-2)，2,6-二甲基-4-吡喃酮与醋酸酐的摩尔体积比为1:(1-5)，单位，mol/L；硅胶色谱柱溶剂为二氯甲烷与甲醇的混合溶剂，二氯甲烷与甲醇的体积比为9-10:1。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，二苯胺与5-溴-2-呋喃甲醛反应时，得到5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛，具体反应过程如下：
在氮气保护下，将1，10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾、二苯胺、5-溴-2-呋喃甲醛和二甲基亚砜混合后，回流加热48小时，反应结束后，将反应溶液分散在水中，抽滤后得到棕色固体，柱色谱提纯，获得黄色固体产物5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，5-溴-2-呋喃甲醛与二苯胺的摩尔比1:(1-2)，5-溴-2-呋喃甲醛与1,10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾的摩尔比为1:(0.1-0.3):(0.01-0.03):(0.2-0.4):(3-5)；5-溴-2-呋喃甲醛与二甲基亚砜的摩尔体积比为1:(8-12)，单位，mol/L；柱色谱提纯使用的溶剂为正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，二正己烷与乙酸乙酯的体积比为(93-95)：(5-7)。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，二苯胺与5-溴噻吩-2-甲醛反应时，得到5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛，具体反应过程如下：
在氮气保护下，将1，10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾、二苯胺、5-溴噻吩-2-甲醛和二甲基亚砜混合后，回流加热48小时，反应结束后，将反应溶液分散在水中，经抽滤后得到棕色固体，柱色谱提纯，获得黄色固体产物5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛；5-溴噻吩-2-甲醛与二苯胺的摩尔比1:(1-2)，5-溴噻吩-2-甲醛与1,10-菲咯啉一水合物、18-冠醚-6、碘化亚铜、碳酸钾的摩尔比为1:(0.1-0.3):(0.01-0.03):(0.2-0.4):(3-5)；5-溴噻吩-2-甲醛与二甲基亚砜的摩尔体积比为1:(8-12)，单位，mol/L，柱色谱提纯使用的溶剂为正己烷与乙酸乙酯的混合溶剂，二正己烷与乙酸乙酯的体积比为(93-96)：(4-7)。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，具体反应过程如下：
将5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛、2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈和溶剂乙腈放入单口烧瓶中，滴加哌啶，于85-95℃下反应20-26h，反应结束后静止冷却，析出黑色固体产物，即得基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与2,6-二甲基-4-吡喃亚基丙二腈的摩尔比为(1-2):(1-2)；5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与乙腈的摩尔体积比为1：18-20，单位，mol/L；5-(二苯基氨基)呋喃-2-甲醛/5-(二苯基氨基)噻吩-2-甲醛与哌啶的摩尔体积比为1:0.18-0.23。
CN202010724461.9A 2020-07-24 2020-07-24 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用 Active CN111689950B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010724461.9A CN111689950B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010724461.9A CN111689950B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111689950A true CN111689950A (zh) 2020-09-22
CN111689950B CN111689950B (zh) 2022-11-11

Family

ID=72486906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010724461.9A Active CN111689950B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111689950B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112812088A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 山东大学 一种近红外发光的三苯胺衍生物荧光分子及其制备方法与应用
CN114540011A (zh) * 2022-01-28 2022-05-27 华南理工大学 一种近红外二区荧光探针分子及用于多模式诊疗一体化的纳米粒子
CN114656441A (zh) * 2022-04-02 2022-06-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一类不对称近红外有机荧光探针及其合成方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001019946A (ja) * 1999-07-05 2001-01-23 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
US20050136007A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Nobuaki Kagawa Near-infrared fluorescent contrast medium
US20140120628A1 (en) * 2011-06-29 2014-05-01 The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University Near-infrared fluorescent dyes with large stokes shifts
CN107382982A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 温州大学 二氰基亚甲基‑4h‑吡喃衍生物及其制备方法与用途
JP2018145315A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 古河電気工業株式会社 ストークスシフトの大きい蛍光色素、生体分子検出用試験キット若しくは生体分子検出用のイムノクロマトグラフィー用試験片、生体分子の検出方法、並びにストークスシフトの大きい蛍光粒子の作製方法
CN108892654A (zh) * 2018-05-29 2018-11-27 武汉振豪生物科技有限公司 含4-二氰基甲基苯并吡喃单元的近红外荧光染料及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001019946A (ja) * 1999-07-05 2001-01-23 Toyo Ink Mfg Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料およびそれを使用した有機エレクトロルミネッセンス素子
US20050136007A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Nobuaki Kagawa Near-infrared fluorescent contrast medium
US20140120628A1 (en) * 2011-06-29 2014-05-01 The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University Near-infrared fluorescent dyes with large stokes shifts
JP2018145315A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 古河電気工業株式会社 ストークスシフトの大きい蛍光色素、生体分子検出用試験キット若しくは生体分子検出用のイムノクロマトグラフィー用試験片、生体分子の検出方法、並びにストークスシフトの大きい蛍光粒子の作製方法
CN107382982A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 温州大学 二氰基亚甲基‑4h‑吡喃衍生物及其制备方法与用途
CN108892654A (zh) * 2018-05-29 2018-11-27 武汉振豪生物科技有限公司 含4-二氰基甲基苯并吡喃单元的近红外荧光染料及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHRISTOPHER R. M. ETAL: "(Dicyanomethylene)pyran Derivatives with C2V Symmetry: An Unusual Class of Nonlinear Optical Chromophores", 《J. AM. CHEM. SOC.》 *
CHRISTOPHER R. M. ETAL: "(Dicyanomethylene)pyran Derivatives with C2V Symmetry: An Unusual Class of Nonlinear Optical Chromophores", 《J. AM. CHEM. SOC》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112812088A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 山东大学 一种近红外发光的三苯胺衍生物荧光分子及其制备方法与应用
CN114540011A (zh) * 2022-01-28 2022-05-27 华南理工大学 一种近红外二区荧光探针分子及用于多模式诊疗一体化的纳米粒子
CN114540011B (zh) * 2022-01-28 2023-11-10 华南理工大学 一种近红外二区荧光探针分子及用于多模式诊疗一体化的纳米粒子
CN114656441A (zh) * 2022-04-02 2022-06-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一类不对称近红外有机荧光探针及其合成方法与应用
CN114656441B (zh) * 2022-04-02 2024-05-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一类不对称近红外有机荧光探针及其合成方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111689950B (zh) 2022-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111689950B (zh) 一种基于二苯胺基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用
CN111961040B (zh) 一种基于咔唑基的有机双杂环近红外荧光探针及其制备方法与应用
US10935498B1 (en) Fluorescent probe for detecting nitroreductase and preparation method and use thereof in enzymatic reaction
CN107603269B (zh) 一类基于萘酰亚胺的荧光染料、其制备方法及应用
CN108864056B (zh) 具有aie性能的近红外荧光化合物及其制备方法和应用
CN109054428B (zh) 一种近红外花菁染料的制备方法
CN113024463B (zh) 一种1,8-萘酰亚胺类硫化氢荧光分子探针的制备和应用
CN104710815A (zh) 一种大斯托克斯位移和近红外荧光发射的新型罗丹荧类荧光染料及其合成方法
CN106543213A (zh) 一种红外bodipy荧光染料及其制备方法和应用
CN113861225B (zh) 一种近红外发射有机光敏分子、其制备方法及应用
CN111849196B (zh) 一种近红外二区染料及其合成方法
CN113461722A (zh) 一种具有aie效应的双bodipy类近红外荧光染料及其制备方法
CN115627082B (zh) 一种D-A-π-A型苯并噻二唑类功能染料及其制备方法与应用
Harishkumar et al. Synthesis and fluorescence study of phenylcoumarin/cyanophenylbenzocoumarin-3-carboxylates
CN115724848B (zh) 一种新型pH荧光探针材料及其制备方法和应用
CN111793371A (zh) 一种3，5位不对称修饰bodipy类近红外荧光染料及其制备方法
CN114773875B (zh) 一类氮杂吲哚-方酸菁染料，其合成方法及应用
EP3553054A1 (en) Fluorescent coumarin compounds and method of synthesis thereof
CN113501836A (zh) 一种星型bodipy近红外荧光染料及其制备方法
CN105037359A (zh) 一种具有半花菁-萘酰亚胺结构的化合物、其制备方法及应用
CN105001853A (zh) 一种罗丹明类染料荧光分子探针及其制备方法和应用
CN112939960B (zh) 羰基氮杂环丁烷取代的nbd类荧光染料及其合成方法和应用
CN112939936B (zh) 羰基氮杂环丁烷取代的萘酰亚胺类荧光染料及其合成方法和应用
CN112939950A (zh) 羰基氮杂环丁烷取代的香豆素类荧光染料及其合成方法和应用
CN113150017A (zh) 一种偶联双bodipy类近红外吸收染料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant