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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710332460.8 (22)申请日 2017.05.12 (71)申请人 华东理工大学 地址 200237 上海市徐汇区梅陇路130号 (72)发明人 赵春常费强 (74)专利代理机构 上海三和万国知识产权代理 事务所(普通合伙) 31230 代理人 任艳霞 (51)Int.Cl. C09B 57/00(2006.01) C09K 11/06(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料 及。
2、其制备和应用 (57)摘要 本发明公开了一种具有大Stokes位移近红 外BODIPY染料NIR-BOD及其合成与应用。 本发明 所述的染料NIR-BOD是由醛基BODIPY通过合环反 应 制得的 。 本发明是 利 用分子内 质子转移 (ESIPT)机制， 通过分子内羟基上的质子， 与相邻 杂环上的氮原子之间的氢键作用， 使其产生具有 大Stokes位移(200nm)的近红外荧光发射。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 107033621 A 2017.08.11 CN 107033621 A 1.一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD， 其特征在于， 所述化。
3、合物NIR- BOD的结构式为： X为O， S， N； R1， R2， R3， R4为甲基或乙基。 2.根据权利要求1所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD， 其特征在于， 所 述BODIPY染料NIR-BOD具有大Stokes位移为200nm。 3.根据权利要求1所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD， 其特征在于， 所 述BODIPY染料NIR-BOD具有在740nm近红外荧光发射。 4.一种权利要求1-3任一项所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD的制备 方法， 包括如下步骤： 醛基BODIPY通过合环反应制得NIR。
4、-BOD染料。 5.一种用于检测硫醇化合物的分子荧光探针BOD-thiol， 其特征在于， 所述分子荧光探 针BOD-thiol为权利要求1-3任一项所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD通过 2,4-二硝基苯磺酰氯修饰羟基而得到， 所述分子荧光探针BOD-thiol的结构式为： X为O， S， N； R1， R2， R3， R4为甲基或乙基。 6.一种权利要求5所述用于检测硫醇化合物的分子荧光探针BOD-thiol的制备方法， 权 利要求1-3任一项所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD与2,4-二硝基苯磺酰 氯反应得到。 7.一种权利要求5所。
5、述检测硫醇化合物的分子荧光探针BOD-thiol或权利要求6制备的 分子荧光探针BOD-thiol在检测生物体中硫醇化合物的应用。 8.一种权利要求1-3任一项所述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD在检测 生物体中硫醇化合物的应用。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107033621 A 2 一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料及其制备和应用 技术领域 0001 本发明属于精细化工领域， 涉及可用于构建大Stokes位移近红外BODIPY染料， 具 体涉及一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD及其合成与应用。 背景技术 0002 氟。
6、化硼络合二吡咯甲川类(Boron-dipyrromethene， 简称BODIPY)荧光染料是一类 具有优异性能的新型荧光分子染料， 在具有较高摩尔消光系数和荧光量子产率的同时， 也 具有较为稳定的光谱性质。 此外， 这类染料对溶剂极性和pH值均表现出较好的耐受性。 染料 分子一般具有一定的共轭平面， 在特定条件下可以经得失电子调控其荧光发射， 能够通过 适当修饰， 使该类染料可应用于荧光标记、 生物检测等方面。 具有近红外荧光发射的染料， 能够大大减小对生物体的光损伤， 也减少了背景荧光的干扰以及对深层组织的渗透， 例如 菁染料等。 但这些染料都伴随有Stokes位移小的限制， 容易导致严重。
7、的荧光自淬灭和检测 灵敏度降低等负效应。 增大染料Stokes位移常用的方法包括，共振能量转移 (FRET)， 构建扭曲内部电荷转移(TICT)， 以及发展分子内质子转移(ESIPT)的发色团等。 目 前， 对于此类染料的合成难度较大， 很大程度上限制了其应用。 发明内容 0003 为解决上述问题， 本发明第一个目的是提供一种具有大Stokes位移近红外BODIPY 染料NIR-BOD。 0004 本发明第二个目的是提供一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD的制 备方法。 0005 本发明第三个目的是提供一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD的分。
8、 子荧光探针， 通过2， 4-二硝基苯磺酰氯修饰羟基， 获得检测硫醇化合物的分子荧光探针。 0006 本发明第四个目的是提供一种检测硫醇化合物的分子荧光探针， 在检测生物体中 硫醇化合物的应用。 0007 本发明的技术方案如下： 0008 一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD， 所述染料NIR-BOD是由醛基 BODIPY通过合环反应而制得； 然后， 再进一步对羟基进行修饰， 获得检测硫醇化合物的荧光 探针BOD-thiol。 0009 所述化合物NIR-BOD的结构式为： 0010 说明书 1/4 页 3 CN 107033621 A 3 0011 X为O， S， 。
9、N； R1， R2， R3， R4为甲基或乙基。 0012 所述化合物BOD-thiol的结构式为： 0013 0014 X为O， S， N； R1， R2， R3， R4为甲基或乙基。 0015 所述BODIPY染料NIR-BOD具有大Stokes位移为200nm。 0016 所述BODIPY染料NIR-BOD具有在740nm近红外荧光发射。 0017 本发明还提供一种具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD的制备， 包括如 下步骤： 醛基BODIPY通过合环反应， 得到具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD。 0018 本发明还提供一种检测硫醇化合物的。
10、分子荧光探针BOD-thiol， 其应用上述具有 大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD， 通过2,4-二硝基苯磺酰氯修饰羟基， 获得检测硫 醇化合物的分子荧光探针BOD-thiol。 0019 本发明独创性的利用分子内质子转移(ESIPT)， 构建了具有大Stokes位移近红外 BODIPY染料NIR-BOD； 通过对羟基的修饰获得了检测硫醇化合物的分子荧光探针BOD- thiol， 并应用于生物体内硫醇化合物的检测， 实现了具有大Stokes位移近红外BODIPY染料 的制备和应用。 0020 本发明是醛基BODIPY通过合环反应， 得到具有大Stokes位移近红外BODI。
11、PY染料 NIR-BOD； 该染料BOD-NIR与2,4-二硝基苯磺酰氯反应， 制得检测硫醇化合物的分子荧光探 针BOD-thiol。 0021 0022 本发明还提供一种上述检测硫醇化合物的分子荧光探针BOD-thiol在检测生物体 中硫醇化合物的应用。 0023 本发明还提供一种上述具有大Stokes位移近红外BODIPY染料NIR-BOD在检测生物 体中硫醇化合物的应用。 说明书 2/4 页 4 CN 107033621 A 4 0024 本发明同现有技术相比， 具有以下优点和有益效果： 0025 本发明是利用分子内质子转移(ESIPT)构建了BODIPY染料， 有效减少了检测过程 中的。
12、光损伤， 以及荧光自淬灭和检测灵敏度降低等负效应， 并且首次实现了具有大Stokes 位移近红外BODIPY染料的制备， 及其在生物体中的应用。 附图说明 0026 图1为NIR-BOD在缓冲溶液体系中的光谱图。 0027 图2为NIR-BOD在不同pH值的缓冲溶液体系中740nm处的荧光强度。 0028 图3为探针BOD-thiol与Cys反应随时间变化的紫外吸收图(a)和荧光发射图(b)。 0029 图4为探针BOD-thiol的选择性柱状图。 探针只与硫醇化合物产生响应， 不与其它 测试物种发生反应。 0030 图5探针BOD-thiol在HeLa细胞中检测硫醇化合物的激光共聚焦荧光成像。
13、图。 0031 图6为NIR-BOD的氢谱， 氘代试剂为氘代氯仿。 1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm): 7.94 (d,1H,J8.0Hz),7.85(d,1H,J8.0Hz),7.81(s,1H),7.57-7.55(m,3H),7.50-7.46(m, 1H),7.39-7.34(m,4H),2.70(s,3H),2.37(q,2H,J7.6Hz),3.20(s,3H),1.39(s,3H),1.03 (t,3H,J7.6Hz). 0032 图7为NIR-BOD的碳谱， 氘代试剂为氘代氯仿。 13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm): 170.0,163.7,15。
14、9.2,151.9,147.4,142.0,141.0,137.7,136.5,135.0,134.3,132.3, 132.2,129.3,128.3,126.6,126.4,125.3,122.2,122.0,121.3,114.0,100.1,17.2,14.2, 13.6,12.2,11.3. 0033 图8为NIR-BOD的质谱。 HRMS(ESI):calcd for C31H27BF2N3OS+:538.1936； found: 538.1941M+H+. 0034 图9为BOD-thiol的氢谱， 氘代试剂为氘代氯仿。 1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm): 8.8。
15、6(s,1H),8.61(d,1H,J2.4Hz),8.36(dd,1H,J18.4Hz,J22.0Hz),8.29(d,1H,J 8.0Hz),8.06(d,1H,J8.8Hz),7.92(d,1H,J7.6Hz),7.59-7.56(m,4H),7.49(t,1H,J 7.4Hz),7.34-7.32(m,2H),7.07(s,1H),2.62(s,3H),2.39(t,2H,J7.6Hz),1.74(s,3H), 1.43(s,3H),1.06(t,3H,J7.6Hz). 0035 图10为BOD-thiol的碳谱， 氘代试剂为氘代氯仿。 13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm。
16、): 168.5,164.0,150.5,148.4,147.5,145.8,144.2,143.8,143.2,141.6,139.5,138.2, 135.2,134.1,134.0,133.4,130.5,130.1,129.8,129.6,127.9,126.7,126.3,125.7, 124.7,122.5,121.5,120.0,109.1,17.2,13.9,13.8,12.5,11.1. 0036 图11为BOD-thiol的质谱。 HRMS(ESI):calcd for C37H29BF2N5O7S2+:768.1570； found:768.1572M+H+. 具体实施方。
17、式 0037 下面结合实施例对本发明作进一步阐述， 本领域技术人员应当理解， 所述实施例 仅用于示例， 而不对本发明构成任何限制。 实例中XS， O， N； R1， R2， R4CH3， R3CH2CH3。 0038 术语： 0039 实施例1化合物NIR-BOD(XS， O)的合成 说明书 3/4 页 5 CN 107033621 A 5 0040 N2气体保护下， 在DMF中加入HO-B-CHO(130mg， 0.3mmol； R1， R2， R4CH3， R3 CH3CH2)， 邻氨基苯硫酚(75.1mg， 0.6mmol)和偏重亚硫酸钠(57.7mg， 0.304mmol)回流2小时，。
18、 冷却， 旋干溶剂， 柱层析提纯得到红棕色固体， 产率52.8。 XO时， 与实例1中的方法一致。 (HO-B-CHO为本实验室自制， 自制方法参考专利号： ZL 201310636785.7， 邻氨基苯硫酚和偏 重亚硫酸钠为购买) 0041 实施例2化合物NIR-BOD(XN)的合成 0042 N2气体保护下， 在醋酸中加入HO-B-CHO(200mg， 0.46mmol； R1， R2， R4CH3， R3 CH3CH2)， 邻苯二胺(99.5mg， 0.92mmol)回流2小时， 冷却， 旋干溶剂， 柱层析纯化得到深棕色 固体， 产率43.2。 0043 实施例3化合物BOD-thiol。
19、(XS)的合成 0044 用干燥二氯甲烷溶解化合物NIR-BOD(50mg， 0.093mmol， R1， R2， R4CH3， R3 CH3CH2)， 向其中加入三乙胺(25.8 L， 0.19mmol)， 然后于冰浴下加入2， 4-二硝基苯磺酰氯 (50.7mg， 0.19mmol)， 随后撤去冰浴， 于室温下反应1h。 反应完成后， 蒸除溶剂， 柱层析进行 分离纯化， 得到红色固体， 产率39.0。 (XO， N的制备方法实例3中的方法一致) 说明书 4/4 页 6 CN 107033621 A 6 图1 图2 说明书附图 1/5 页 7 CN 107033621 A 7 图3 图4 图5 说明书附图 2/5 页 8 CN 107033621 A 8 图6 图7 说明书附图 3/5 页 9 CN 107033621 A 9 图8 图9 说明书附图 4/5 页 10 CN 107033621 A 10 图10 图11 说明书附图 5/5 页 11 CN 107033621 A 11 。