一种萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子np-bodipy及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及荧光化合物及其制备和应用领域，具体涉及一种萘酰亚胺-氟硼二吡 咯荧光分子NP-B0DIPY及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 氟硼二吡咯荧光分子的摩尔消光系数大，荧光量子产率高，荧光谱峰窄，灵敏度 高，稳定好，具有优良的光学性能，可广泛用于生物荧光分析领域，是近年来的研究热点。萘 酰亚胺-氟硼二吡咯复合荧光分子在文献中鲜有报道，其荧光性能优异，荧光量子效率高， 存在从萘酰亚胺能量给体到氟硼二吡咯能量受体之间的分子内荧光共振能量转移，具有聚 集诱导荧光性质，可作为有机荧光染料用于制备染料负载的二氧化硅荧光纳米粒子以及肿 瘤细胞荧光成像，在活细胞成像、荧光传感器、生物荧光分析、荧光标记、药物高通量筛选等 领域具有极为重要的应用。
【发明内容】
[0003] 发明目的：本发明所要解决的第一个技术问题是提供了一种萘酰亚胺-氟硼二吡 咯荧光分子NP-B0DIPY。
[0004]本发明所要解决的第二个技术问题是提供了一种萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子 NP-B0DIPY的制备方法。
[0005]本发明所要解决的第三个技术问题是提供了一种萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子 NP-B0DIPY的应用。
[0006] 本发明通过铜催化的1，3_偶极环加成反应，制备得到一种新型萘酰亚胺-氟硼二 吡咯荧光分子NP-B0DIPY。该荧光分子在现有技术中未见报道，具有聚集诱导荧光性质，并 且存在分子内荧光共振能量转移。该萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子可作为荧光性能优异 的有机染料用于制备染料负载二氧化硅荧光纳米粒子以及用于肿瘤细胞荧光成像，在活细 胞成像、荧光传感器、生物荧光标记等领域具有极为重要的应用价值。
[0007]技术方案:为了解决上述技术问题，本发明提供了一种萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光 分子NP-B0DIPY，由如下结构式构成：
[0008]
[0009] 上述的萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY的制备方法，所述萘酰亚胺-氟 硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY由8-[4-(2_叠氮乙氧基)苯基]-1，3,5,7-四甲基-氟硼二吡咯 (BODIPY)和N-正丁基-4-乙炔基-1，8-萘二甲酰亚胺(Ey-NP)通过1，3-偶极环加成反应得 至IJ，反应在二氯甲烷、乙醇和纯水的混合溶液中进行，以五水合硫酸铜和抗坏血酸钠、三乙 胺为催化体系，具体反应式如下：
[0010]
[0011]上述的萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY在作为染料负载荧光纳米粒子 制备方面的应用。
[0012]上述的萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY在肿瘤细胞成像方面的应用。 [0013]上述的萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY作为分子内荧光共振能量转移 荧光化合物的应用。
[0014] 有益效果:本发明具有以下优点:本发明的新型荧光化合物包含N-正丁基-1，8-萘 二甲酰亚胺和8-烷氧苯基-1，3，5，7-四甲基氟硼二吡咯两种复合荧光团，其荧光性能优异， 荧光量子效率高，存在从萘酰亚胺能量给体到氟硼二吡咯能量受体之间的分子内荧光共振 能量转移，具有聚集诱导荧光性质，可作为有机荧光染料用于制备染料负载的二氧化硅荧 光纳米粒子以及肿瘤细胞荧光成像，在活细胞成像、荧光传感器、生物荧光分析、荧光标记、 药物高通量筛选等领域具有极为重要的应用。萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光化合物NP-B0DIPY 的结构、合成、荧光性质及应用在现有文献中未见报道。
【附图说明】
[0015] 图1是萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY在四氢呋喃溶液中的荧光光谱 (NP-B0DIPY浓度为 10-5mol/L);
[0016] 图2为负载NP-B0DIPY染料的二氧化硅荧光纳米粒子的透射电镜图；
[0017]图3为萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光染料NP-B0DIPY负载的二氧化硅纳米粒子在纯水 溶液中的荧光光谱(NP-B0DIPY浓度为1 〇Λιο1/L);
[0018] 图4为萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光染料NP-B0DIPY与乳腺癌细胞MCF-7共同孵化后 的激光共聚焦荧光显微照片。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子的制备
[0020]化合物BODIPY按文献方法制备（HuanrenCheng，YingQian.Intramolecular fluorescenceresonanceenergytransferinanovelPDI-B0DIPYdendritic structure:synthesis，Hg2+sensorandlivingcellimaging，SensorsandActuators B，2015，219，57-64)。具体合成方法如下：
[0021 ] 将3 · 09g( 13 · 55mmol)的4_(2_溴乙氧基）苯甲酸和1 · 03g( 15 · 85mmol)的叠氮化钠 溶于45mLDMF中，室温下磁力搅拌反应24h，然后将反应液倒入45mL冰水中，萃取，洗涤，干 燥，减压蒸馏，得到2.50g(4-(2-叠氮基乙氧基)苯甲醛），将其溶于150mL二氯甲烷溶液中， 继续加入2.48g(0.026mol)2，4-二甲基吡咯，滴加两滴三氟乙酸，室温搅拌下反应12h。然后 向反应液中加入3.17g(0.013mo1)四氯苯醌，继续搅拌12h，再向混合液中加入15mL三乙胺 和15mL三氟化硼乙醚络合物，在0°C下反应12h。结束反应，萃取，洗涤，干燥，柱色谱提纯，得 到B0DIPY红色固体。产率25 %。分析所得化合物B0DIPY:
[0022] FT-IR(KBr):2960,2923,2860,2119,2106,1605,1544,1507,1370,1192,1054， 838,761cm-1
[0023] ΧΗNMR(CDC13,300MHz)5：7.18(d,J= 8.34Hz,2H) ,7.01(d,J= 8.37Hz,2H) ,5.97 (s,2H) ,4.12(t,Ji= 5.85HzJ2 = 5.85Hz, 2H), 3.58(t,Ji= 6.51HzJ2 = 6.45Hz, 2H), 2.55 (s,6H),1.43(s,6H)〇
[0024] 化合物Ey-NP的制备按文献方法制备(HuiminGuo,MariaL.Muro-Small,Shaomin Ji,JianzhangZhao,FelixN.Castellano.Naphthalimidephosphorescencefinally exposedinaplatinum(II)diiminecomplex.Inorg.Chem.,2010,49,6802-6804)〇
[0025] 萘酰亚胺-氟硼二吡咯荧光分子NP-B0DIPY的制备
[0026] 氮气保护及磁力搅拌下，在15mL二氯甲烷/乙醇/纯水混合溶液(二氯甲烷/乙醇/ 纯水的体积比为 12:1:1)中分别加入0.148(0.34111111〇1)8001?￥和0.1(^(0.36111111〇1祀7-即，充 分搅拌下继续加入抗坏血酸钠0.041〖(0.201111]1〇1)和五水合硫酸铜0.026〖(0.101111]1〇1)，滴加 三乙胺lmL，室温反应48h。结束反应，向反应体系加入15mL水，萃取，干燥，柱色谱提纯，得到 红色固体即化合物NP-B0DIPY，产率为65%。
[0027] 化合物NP-B0DIPY的合成路线如下：
[0028]
[0029] 分析所得化合物NP-B0DIPY:
[0030]核磁共振氢谱咕NMR(CDC1