一種磷光銥配合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-06-15 06:33:06 1

一種磷光銥配合物及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種磷光銥配合物及其製備方法和應用，屬於有機光電功能材料【技術領域】。具體涉及一類磷光銥配合物分子的製備方法及其在分子氧檢測、細胞標記和成像中的應用。該類配合物材料由環金屬配體、金屬中心和苯甲基取代蒽的輔助配體組成，結構通式如下所示，該材料具有較長的發光壽命，反應條件溫和，易提純，在乏氧檢測、細胞成像和病理診斷中有非常好的應用前景。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬於有機光電材料【技術領域】，具體涉及一類磷光銥配合物的製備方法及其 在分子氧檢測、細胞標記和成像領域中的應用。 一種磷光銥配合物及其製備方法和應用

【背景技術】
[0002] 氧分子對生物體生命活動的正常進行起著重要作用，在人體內部，氧分子的影響 主要分成兩個部分，一個是正常的身體組織，需要氧氣才能夠運轉；另外一個，是腫瘤組織 以及細菌、病毒，它們需要在厭的環境下才可以生存。氧氣參與人體的所有重大生理活動， 包括能量轉化為熱量，以及消滅各種毒素，都必須有氧氣充足的參與。氧氣被身體也用來氧 化各種毒素，以及細菌、病毒、癌細胞、老舊細胞。在缺乏的狀態下，這些人體的正常工作都 會受到極大的影響，而導致毒素無法排除，累積下來，觸發各種致命的疾病。例如器官的損 害，最直接的原因是這個器官在運轉過程，消耗了大量的氧氣，產生大量的自由基，而沒有 得到及時的氧氣補給，來中和身體的酸性；糖尿病人，在缺氧狀態下，造成糖無法被完全利 用，而造成糖的蓄留；心血管病人，由於酸性破壞，造成血管硬化，而導致血液循環受阻，而 造成心血管疾病。
[0003] 人體內的氧分壓有一定的數值範圍，吸空氣時為20mmHg，吸純氧時低於70mmHg， 兒童為5mmHg (0. 66千帕），正常青年人平均為8mmHg (1. 06千帕），60?80歲可達 24mmHg(3. 2千帕），一般不超過30mmHg。氧分壓的數值偏離正常波動區間時表明生物體病 症的出現，氧分壓顯著增大表示肺的氧合功能障礙。同時，氧分壓明顯減低，常低於60mmHg， 一般由肺內短路所致，如肺不張和成人型呼吸窘迫症候群，吸純氧不能糾正。中度增加的低 氧血症，一般吸入純氧可望獲得糾正，如慢性阻塞性肺部疾病。由於通氣不足造成的低氧血 症，若肺泡-動脈氧分壓差正常，則提示基礎病因多半不在肺，很可能為中樞神經系統或神 經-肌肉病變引起的肺泡通氣不足。因此，人體中的氧分子存在，不僅參與生命正常代謝的 供能，而且對氧分壓偏離值的測量可用於病症的早期診斷，使得開發用於檢測氧分子的探 針具有重要的生物學價值。
[0004] 目前，檢測氧分子的方法已經有很多的研究，對常量氧含量的分析主要有化學容 量法、磁氧分析法、氧化鋯濃差電池法和氣相色譜法等，微量氧含量的分析主要有化學比色 法、電化學法、庫侖分析法和黃磷發光法等。Yanqing Tian等報導了一種用聚合物作為輔助 基質的新方法，即將可交聯的氧傳感器共價鍵接到聚合物薄膜上來檢測溶解氧。該傳感器 的光穩定性好，對溶解氧的改變的響應時間短，而且具有較好的生物相容性，尤其對人體肺 腺癌上皮細胞幾乎無細胞毒性（Chem. Mater. 2010, 22, 2069 - 2078)。Xiangqun Zeng等報 道了一種離子液體作為電解質的極譜法氧傳感器，該傳感器的檢測限可達到〇. 〇5vol %，氧 分壓在0%?20%範圍內有線性相關性。相比傳統的水相設計，離子液體作為支持電解質 使得傳感器具有更好的檢測性能和穩定性，可用於非標準條件下的氧含量的測量，傳感器 的使用壽命大大延長（Anal. Chem. 2011，83, 7066 - 7073)。但是上述技術螢光探針存在如下 技術問題：（1)聚合物輔助的配合物探針雖然使其生物毒性得到降低，但該交聯分子的發 光相對較弱，乏氧前後的磷光強度改變相對較小，會使得細胞成像的效果不明顯。（2)用離 子液體介質使其在溶液中具有較好的檢測性能，但適用於生物細胞環境中會存在一定的局 限性。
[0005] 因此，開發具有高效的、可用於生物細胞成像的磷光探針具有重要的應用價值。


【發明內容】

[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種磷光發射的銥配合物，給出它們的製備方 法，並提出這類配合物在氧分子檢測、細胞標記以及生物成像中的應用。
[0007] 本發明所採用的技術方案如下：
[0008] 為了解決上述其中一個技術問題提出的技術方案是：一種磷光發射的銥配合物， 由環金屬配體、金屬中心和苯甲基取代蒽的輔助配體組成的銥配合物具有如下結構通式：
[0009]

【權利要求】
1. 一種磷光銥配合物，其特徵在於由環金屬配體、金屬中心和苯甲基取代蒽的輔助配 體組成的銥配合物具有如下結構式：
其中，C~N配體為下列結構中的一種：
2. -種如權利要求1所述的由磷光銥配合物的製備方法，其特徵在於該製備方法的合 成路線如下：
步驟一.在氮氣保護下，在乙醇/甲苯/碳酸鉀飽和水溶液（V:vl:2:l)的反應液體系 中加入對甲基苯硼酸與9, 10-二溴蒽，在四（三苯基磷）鈀的催化下反應12小時，反應停 止後靜置冷卻，用二氯甲烷萃取混合液收集有機相，濃縮得到粗產物經柱層析分離得到純 的產物：9_溴-10-對甲苯基蒽； 步驟二.1，Γ -雙二苯基膦二茂鐵二氯化鈀作為催化劑，9-溴-10-對甲苯基蒽與雙聯 頻那醇硼酸酯在二氧六環、碳酸鉀的鹼性環境中80°C氮氣保護密閉反應12小時，反應停止 後先將二氧六環蒸出除去，然後用二氯甲烷萃取混合液，收集有機相，濃縮得到粗產物，經 柱層析分離得到純的目標產物：對甲苯基蒽頻那醇硼酸酯； 步驟三.用間二甲苯作溶劑，2, 5-二溴吡啶與正丁基錫反應，以四（三苯基磷）鈀為 催化劑，避光130°C反應三天，反應結束後加入乙二胺四乙酸二鈉鹽除去剩餘的錫試劑，用 二氯甲烷萃取混合液收集有機相，濃縮得到粗產物經柱層析分離得到純的產物：5, 5' -二 溴-2, 2' -聯批陡； 步驟四.在氮氣保護下，將銥二氯橋與聯吡啶的N~N配體在二氯甲烷/甲醇（2:1，v: v) 混合液中40°C密閉反應4小時，冷卻至室溫後加入六氟磷酸鉀繼續反應1小時，分離提純， 得到銥配合物中間體； 步驟五.在氮氣保護下，在乙醇/甲苯/碳酸鉀飽和水溶液（V:vl:2:l)的反應液體系 中加入對甲苯基蒽頻那醇硼酸酯與銥配合物中間體，在四（三苯基磷）鈀的催化下反應12 小時，反應停止後靜置冷卻，用二氯甲烷萃取混合液收集有機相，濃縮得到粗產物經柱層析 分離得到純的銥配合物終產物。
3. -種如權利要求1所述的磷光銥配合物，其特徵在於該磷光銥配合物應用於乏氧檢 測。
4. 一種如權利要求1所述的磷光銥配合物探針，其特徵在於該磷光銥配合物應用於細 胞標記和生物成像。
【文檔編號】C07F15/00GK104086596SQ201410194180
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】趙強, 黃維, 於海霞, 許文娟, 劉淑娟, 張傳起, 劉亞紅 申請人:南京郵電大學