噻吩并环BODIPY荧光染料的设备、合成与光谱性质

摘要

在现代生物技术和生命科学的研究中应用到许多检测识别方法，荧光分析技术由于其检测限低、灵敏度高、选择性好等优点，在生物分析领域具有不可替代的作用。在诸多荧光染料中，氟硼二吡咯甲川类(BODIPY)荧光染料以较高的摩尔消光系数和荧光量子产率、良好的光化学稳定性等优点被广泛应用于生物标记、光电器件以及荧光探针等领域。因此，设计并合成新型BODIPY荧光染料引起了人们的广泛关注。
　　 本论文设计并合成了一系列不对称噻吩并环BODIPY荧光染料8a-9d，成功地将噻吩[3，2-6]吡咯引入到BODIPY结构中。以2-噻吩甲醛3a，3b和叠氮乙酸乙酯为原料，经过Hemetsberger-Knittel反应得到噻吩[3，2-b]吡咯甲酸乙酯4a，4b，产率分别为50,42％。4a，4b经四氢铝锂还原和二氧化锰氧化得到噻吩[3，2-b]吡咯甲醛6a，6b，产率分别为50,32％。6a，6b与不同取代的吡咯反应制备了BODIPY8a-9d，产率为21-63％。这一系列的BODIPY荧光染料最大吸收以及发射波长分别为λabs=532.647nm，λem=547-664nm，光谱范围覆盖了可见至近红外区域，荧光量子产率φF=0.19-0.45。通过对BODIPY8a(λem=547nm)的修饰达到了荧光可调控：BODIPY8a经过m-CPBA的氧化得到噻吩-1，1-二氧化的BODIPY10(λem=528nm)，蓝移10nm；BODIPY8a与对二甲氨基苯甲醛经过Knoevenagel缩合反应得到近红外BODIPY12(λem=693nm)，红移146nm。在上述一系列不对称噻吩并环BODIPY的基础上，设计并合成了噻吩并环BODIPY二聚体以及识别硫醇的噻吩并环BODIPY荧光探针。
　　 本论文设计并合成了其它新型BODIPY荧光染料：合成了新型氮杂BODIPY荧光染料21，最大吸收波长为λabs=695nm；设计了检测硫化氢的新型BODIPY荧光探针TM-BODIPY-CH2N3，在检测过程中叠氮基团脱去生成甲基BODIPYTM-BODIPY-CH3，前后荧光强度对比较弱，检测失去意义，这一方面的机理也在研究中。