本发明属于有机合成,涉及bodipy类荧光探针的合成,具体涉及一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针及其制备方法。
背景技术:
1、光动力疗法(pdt)是近年来兴起的一种微创新模式,是一种涉及光源、光敏剂(ps)和分子氧之间的动态相互作用的治疗方法。利用光敏剂在特定波长的光激活下,使光敏剂吸收光子的能量从稳定的基态跃迁至不稳定的单重激发态,随后单重激发态光敏剂进行系间窜越生成三重激发态,且激发态的光敏剂可通过能量传递或电子转移与周围的大分子反应生成活性氧(ros),这些活性氧会直接引起细菌毒性作用,从而导致细菌损伤、凋亡。氟硼二吡咯(bodipy)因其光物理性质,例如高光稳定性、高的荧光量子产率、易于修饰、吸收与发射光谱峰较窄等特点,被认为是最通用的荧光团之一,被广泛应用于检测和光动力治疗。bodipy在应用于光动力治疗的时候,其抗菌性能为研究的中点之一,因此,研发一种具有良好抗菌效果的bodipy荧光探针将对bodipy的应用具有重要的推动意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针,本发明的芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针具有摩尔吸光系数大、高灵敏度和光稳定性、结构修饰容易、抗菌效果明显等优点,本发明的另一目的在于提供该荧光探针的制备方法。
2、本发明是通过以下技术方案实现的:
3、一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针,其结构式如下所示:
4、
5、其中,r1为噻吩基或对硝基苯基,r2为h或i。
6、本发明的进一步改进方案为:
7、一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,包括以下步骤:
8、使芳香醛与2,4-二甲基吡咯发生环合反应制得r-bdp,反应方程式如下所示:
9、
10、其中,r1为噻吩基或对硝基苯基。
11、进一步的,所述制备方法还包括使化合物r-bdp发生碘代反应生成r-bdp-ii,反应方程式如下所示:
12、
13、进一步的,环合反应具体过程为:将芳香醛和2,4-二甲基吡咯混合后,在室温环境下溶解至新蒸过的二氯甲烷中并加热回流,待冷却后依次加入二氯二氰基苯醌、新蒸过的三乙胺tea进行搅拌,将混合溶液在冰浴条件下缓慢滴加三氟化硼乙醚bf3·et2o并继续搅拌,反应完全后,柱层析,减压蒸馏除去溶剂后,置强酸性溶液加水进行醛基的脱保护反应,进行干燥和提纯,得到r-bdp。
14、进一步,所述芳香醛、2,4-二甲基吡咯、二氯二氰基苯醌、三乙胺以及三氟化硼乙醚的摩尔比为(0.3~2):(0.4~2.2):(1~4):(0.8~4.4):(1.2~4)。
15、进一步的,碘代反应具体过程为:将r-bdp和n-碘丁二酰亚胺溶解在ch2cl2中,并在室温下搅拌1h~8h,通过色谱硅胶柱分离纯化获得r-bdp-ii。
16、进一步的,所述r-bdp与n-碘丁二酰亚胺的摩尔比为1:1~4。
17、本发明的更进一步改进方案为:
18、上述芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针在制备检测与光动力治疗药物中的应用。
19、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
20、氟硼二吡咯(bodipy)由于具有较高的摩尔消光系数、明亮的荧光、优异的光稳定性及较好的生物相容性被认为是一类理想的光敏染料。本发明采用氟硼吡咯荧光染料和醛类化合物发生诺文格尔(knoevenagel)缩合反应,通过在bodipy的meso位引入芳香基(如噻吩、硝基苯),使化合物的双光子吸收能力和化学稳定性增强;通过引入碘原子显著减小分子的单重态-三重态能隙,增加非辐射跃迁的可能性,使其具有良好的单线态氧分子产生能力和强大的光转换效率。在一定程度上芳香环和碘原子的引入可对细菌的增殖有很好的抑制效果,不仅提供抗菌作用,还能促进伤口愈合。通过对比实验发现经结构优化后的bodipy抗菌效果明显增强,其中meso位引入芳香环不碘代的bodipy展现出最强的抗菌效果。这对于研究开发基于bodipy的光动力抗菌荧光分子探针具有重要意义,并且在光动力学诊疗方面具有较大的应用潜力。
1.一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针,其特征在于,结构式如下所示:
2.如权利要求1所述的一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于:所述制备方法还包括使化合物r-bdp发生碘代反应生成r-bdp-ii,反应方程式如下所示:
4.根据权利要求2所述的一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于:具体过程为:将芳香醛和2,4-二甲基吡咯混合后,在室温环境下溶解至新蒸过的二氯甲烷中并加热回流,待冷却后依次加入二氯二氰基苯醌、新蒸过的三乙胺tea进行搅拌,将混合溶液在冰浴条件下缓慢滴加三氟化硼乙醚bf3·et2o并继续搅拌,反应完全后,柱层析,减压蒸馏除去溶剂后,置强酸性溶液加水进行醛基的脱保护反应,进行干燥和提纯,最终得到r-bdp。
5.根据权利要求4所述的一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于:所述芳香醛、2,4-二甲基吡咯、二氯二氰基苯醌、三乙胺以及三氟化硼乙醚的摩尔比为(0.3~2):(0.4~2.2):(1~4):(0.8~4.4):(1.2~4)。
6.根据权利要求3所述的一种芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于:具体过程为:将r-bdp和n-碘丁二酰亚胺溶解在ch2cl2中,并在室温下搅拌1h~8h,通过色谱硅胶柱分离纯化获得r-bdp-ii。
7.根据权利要求6所述的一种含芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针的制备方法,其特征在于:所述r-bdp与n-碘丁二酰亚胺的摩尔比为1:1~4。
8.如权利要求1所述的芳香结构bodipy光动力抗菌荧光探针在制备检测与光动力治疗药物中的应用。
