含氮雜環化合物及其用途
2024-03-20 01:49:05 1
含氮雜環化合物及其用途
【專利摘要】本發明涉及一類含氮雜環化合物及其用途，所述含氮雜環化合物具有式Ⅰ所示結構(詳見說明書)。本發明提供的含氮雜環化合物將螢光拓展延長至近紅外波長區域(最大波長可至721nm)，作為近紅外(長波長)的聚集誘導螢光探針的應用，很好地用於生物活體成像。
【專利說明】含氮雜環化合物及其用途
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一類含氮雜環化合物及其用途，具體地說，涉及一類氰亞甲基氮雜吡 喃腈衍生物或4-二氰亞甲基喹啉腈衍生物及其用途。
【背景技術】
[0002] 2001年，香港科技大學唐本忠教授發現了具有聚集誘導發光現象（B. Z. Tang，et al.，Chem. Commun.，2001，1740-1741)，該類發光材料在良性有機溶液中，呈現弱的螢光，然 而在固態時卻擁有高的螢光量子產率。吡喃腈（DCM)類化合物作為傳統的雷射染料，其本 身具有聚集螢光淬滅的本性，對許多應用領域（如電致發光、生物成像等）的發展起到制約 作用。
[0003] 最近，朱為宏等通過對傳統DCM類螢光染料中的苯並吡喃腈母體進行分子修飾， 合成了一系列具有發紅光的固體螢光材料喹啉腈衍生物（W.H.Zhu，et al.，Appl. Chem. Mater.，2013, 5, 192-198)。該類發光材料在良性有機溶劑中，由於分子內旋轉和分子扭曲 使其激發態的能量以非輻射的形式釋放，而在聚集態存在或形成固體薄膜時，分子內的旋 轉受阻及J-聚集體的形成，其激發態的能量以輻射的形式釋放，產生螢光聚集增強（AIE) 現象。該類功能材料在光電材料、刺激響應、生物螢光探針、活體成像及藥物緩釋等方面具 有巨大的商業應用價值。
[0004] 然而，目前現有的聚集誘導發光化合物其螢光波長大多數集中在可見光區域，如 四苯乙烯（式B所示化合物，螢光發射在400-500nm)、四苯基取代矽雜環戊烯（式C所示化 合物，螢光發射在400-500nm)等，包括本研究組已合成的紅光AIE化合物（式D所示化合 物）波長也只能達到614nm，這使得其生物應用尤其是在活體成像或藥物緩釋等方面會受 到諸多限制（一般要求螢光波長在近紅外區域，即大於或等於650nm)，特別是容易受到生 物活體自身產生的螢光幹擾。
【權利要求】
1. 一種含氮雜環化合物，其為式I所示化合物：
式I中，R1為C1?C4的烴基或苯基； R2、R3和R4分別獨立選自IC1?C3的烴基、或苯基或取代苯基取代的C1?C3的烴基 中一種，或R2與R3的組合為苯基、R4為H; R5為氰基或式II所示基團；
A為取代的5?6元的芳環基或芳雜環基，所述芳雜環基的雜原子為O或S; 其中，所述取代苯基的取代基選自：羥基或式III所示基團中一種； 所述取代的5?6元的芳環基或芳雜環基的取代基選自：羥基，式III所示基團，C1?C3 烷基，式IV所示基團，式V所示基團或有烷氧基取代的式V所示基團中一種或二種； R6和R7分別獨立選自H或C1?C3烷基中一種。
2. 如權利要求1所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中R1為C1?C4的直鏈或支鏈烷 基，C2?C4的直鏈或支鏈炔基或苯基； R2、R3和R4分別獨立選自：H，C1?C3的直鏈或支鏈烷基，C2?C4的直鏈或支鏈烯基， 或苯基或取代苯基取代的C2?C4的直鏈或支鏈烯基中一種； A為苯基或取代苯基； 其中，所述取代苯基的取代基選自：-OH或式III所示基團中一種，R6和R7分別獨立選自H或C1?C3烷基中一種。
3. 如權利要求2所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中Rl為正丙基，正丁基， 或苯基。
4. 如權利要求3所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中馬、馬和R4分別獨立選自：H， 甲基，苯基或取代苯基取代的乙稀基， 其中，所述取代苯基的取代基選自：-OH或式III所示基團中一種，R6和R7分別獨立選自 C1?C3烷基中一種。
5. 如權利要求4所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中馬、馬和R4分別獨立選自：H， 甲基，苯基或取代苯基取代的乙稀基， 其中，所述取代苯基的取代基選自：-OH或式III所示基團中一種，R6和R7均為甲基。
6. 如權利要求2所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A為苯基或取代苯基； 所述取代苯基的取代基選自：-〇H或式III所示基團中一種，R6和R7分別獨立選自C1?C3燒基中一種。
7. 如權利要求6所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A為苯基或取代苯基；所述取 代苯基的取代基選自：-〇H或式III所示基團中一種，R6和R7均為甲基。
8. 如權利要求7所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A是下列基團中一種：
9. 如權利要求1所述含氮雜環化合物，其特徵在於，所述的含氮雜環化合物為IA所示 化合物：
式IA中，R1為C1?C4的直鏈或支鏈烷基；R5為-CN;A為取代的5元芳雜環基，所述 芳雜環基的雜原子為〇或S; 其中，所述取代的5元芳雜環基的取代基選自=C1?C3烷基，式IV所示基團，式V所示 基團或有C1?C3的烷氧基取代的式V所示基團中一種或二種。
10. 如權利要求9所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A是取代的噻吩基；所述取 代的噻吩基的取代基選自=C1?C3烷基，式IV所示基團，式V所示基團或有C1?C3的烷氧 基取代的式V所示基團中一種或二種。
11. 如權利要求10所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A是取代的噻吩基；所述取 代的噻吩基的取代基選自：甲基，式IV所示基團，式V所示基團或有甲氧基取代的式V所示 基團中一種或二種。
12. 如權利要求11所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A是取代的噻吩基，所述取 代的噻吩基的取代基選自：甲基，式IV所示基團，式V所示基團或式VA所示基團中一種或 二種；
13. 如權利要求12所述含氮雜環化合物，其特徵在於，其中A是下列基團中一種：
14.如權利要求1?13中任意一項所述含氮雜環化合物作為近紅外的聚集誘導螢光探 針的應用。
【文檔編號】C07D495/04GK104311477SQ201410512468
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】朱為宏, 郭志前, 邵安東, 王曉航, 燕宸旭, 顧開智, 許丹丹, 張維偉, 楊婷婷 申請人:華東理工大學