红外荧光染料及其应用

本发明属于染料化学领域，具体地涉及一种红外荧光染料及其应用。

背景技术：

1、近二十年，超分辨荧光显微成像技术将活细胞动态显微成像的分辨率提高到纳米水平。其中，用于超分辨显微成像的荧光染料的开发是染料化学领域的研究前沿。可见光超分辨荧光显微成像受生物背景信号的干扰，且具有光毒性，不适宜于活体生物样本的长时间成像。近红外染料可以突破上述局限，在超分辨荧光显微成像领域备受关注。花菁类染料荧光亮度高、细胞毒性小，在近红外超分辨荧光显微成像中获得广泛应用。但同时，花菁类染料也有不足。目前在近红外超分辨荧光显微成像中应用的花菁染料波长较短，分布在650-800nm，且光稳定性不佳。而波长大于800nm的现有染料普遍在光稳定性和荧光亮度方面存在不足。因此，开发波长大于800nm的超分辨荧光显微成像染料，可以实现长时间、低毒性的动态荧光显微成像，同时还可与可见光染料开展多通道超分辨成像。此外，波长大于800nm的近红外染料还可利用其强大的组织穿透能力和低荧光背景的优势，用于活体荧光成像、疾病的光动力治疗和肿瘤的光热消融等领域。

技术实现思路

1、本发明的第一方面提供一种下式a所示的化合物：

2、

3、式中：

4、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8各自独立选自：氢，氨基，羟基，硝基，氰基，羧基，卤素，芳基c1-4烷氧基，c2-4烯基，-so3-，-so2x，-so2nh2，和任选被1或2个选自c1-4烷氧基、卤素、叠氮基、氨基和巯基的取代基取代的c1-4烷基；或者r1与r2、r2与r3、或r3与r4和/或r5与r6、r6与r7、或r7与r8与它们各自连接的c一起形成任选被1-3个选自卤素、c1-4烷基和c1-4烷氧基的取代基取代的苯环；

5、r9、r10、r11、r12、r13各自独立选自：氢，氨基，羟基，硝基，氰基，羧基，卤素，芳基c1-4烷氧基，c2-4烯基，-so3-，-so2x，-so2nh2，任选被1-5个选自卤素、c1-4烷氧基和叠氮基的取代基取代的c1-4烷氧基，任选被1或2个选自c1-4烷氧基、卤素、叠氮基、氨基和巯基的取代基取代的c1-4烷基，任选被氧代杂环基-oc(＝o)-c1-4亚烷基-y-[c1-4亚烷基-o]n-c1-4亚烷基取代的杂芳基c1-4烷氧基，和任选被氧代杂环基-oc(＝o)-c1-4亚烷基-y-[c1-4亚烷基-o]n-c1-4亚烷基取代的芳基c1-4烷氧基；

6、r14和r15各自独立选自h、任选被卤素取代的c1-6烷基、c6-14芳基和c2-4烯基；或者r14和r15与和它们连接的氮原子一起形成任选被1-5个选自c1-6烷基、卤素和氧代的取代基取代的3-8元杂环基或4-15元杂桥环基；或者r14和r15与和它们连接的氮原子一起形成3-8元环烷基螺4-15元杂桥环基或3-8元杂环基螺4-15元杂桥环基；所述杂环基和杂桥环基具有1-5个选自n、o和s的杂原子；

7、r16和r17各自独立选自h、任选被卤素取代的c1-4烷基、c1-4烷氧基和c2-4烯基；或者r16与其所连接的c、r14、r14所连接的n一起形成任选被1-4个选自c1-4烷基和卤代c1-4烷基的取代基取代的5-7元含氮杂环，和/或r17与其所连接的c、r15、r15所连接的n一起形成任选被1-4个选自c1-4烷基和卤代c1-4烷基的取代基取代的5-7元含氮杂环；

8、a-为酸脱除质子的酸根离子，所述酸选自hcl、三氟乙酸、甲磺酸、醋酸、硫酸中的一种或多种；

9、x为卤素；

10、y为o或s；

11、n为选自1-500的整数。

12、本发明还提供一种荧光染料，其含有本文任一实施方案所述的化合物和任选的溶剂。

13、本发明还提供一种染料组合物，其含有权本文任一实施方案所述的化合物和任选的溶剂。

14、本发明还提供一种试剂盒，其含有本文任一实施方案所述的化合物和任选的溶剂，或含有本文所述的荧光染料或染料组合物。

15、本发明还提供本文任一实施方案所述的化合物在制备用于近红外荧光成像、光热治疗和/或光动力治疗的试剂中的用途。

技术特征：

1.下式a所示的化合物：

2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8各自独立选自氢、氨基、羟基、硝基、氰基、羧基、卤素、芳基c1-4烷氧基、c2-4烯基、-so3-、-so2x、-so2nh2和任选地被1或2个选自c1-4烷氧基、卤素、叠氮基、氨基和巯基的取代基取代的c1-4烷基；优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8各自独立选自氢、氨基、羟基、硝基、氰基、羧基、卤素、芳基c1-4烷氧基、c1-4烷基、c2-4烯基、-so3-、-so2x、-so2nh2；更优地，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8各自独立选自氢、卤素、c1-4烷基、-so3-和-so2x，x的定义如权利要求1所述。

3.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，r9、r10、r11、r12、r13各自独立选自氢、氨基、羟基、硝基、氰基、羧基、卤素、芳基c1-4烷氧基、c2-4烯基、-so3-、-so2x、-so2nh2、任选被1-5个选自卤素和叠氮基的取代基取代的c1-4烷氧基、任选被1或2个选自c1-4烷氧基、卤素和叠氮基的取代基取代的c1-4烷基、和任选被氧代杂环基-oc(＝o)-c1-4亚烷基-y-[c1-4亚烷基-o]n-c1-4亚烷基取代的杂芳基c1-4烷氧基；优选地，r9、r10、r11、r12、r13各自独自选自氢、-so3-、-so2x、-so2nh2、任选被1-3个选自卤素和叠氮基的取代基取代的c1-4烷氧基、任选被1或2个选自c1-4烷氧基、卤素和叠氮基的取代基取代的c1-4烷基、和任选被氧代杂环基-oc(＝o)-c1-4亚烷基-y-[c1-4亚烷基-o]n-c1-4亚烷基取代的杂芳基c1-4烷氧基；更优地，r9、r10、r11、r12、r13各自独立地选自：氢、-so3-、任选被1-3个选自卤素和叠氮基的取代基取代的c1-4烷氧基、任选被1或2个选自c1-4烷氧基和卤素的取代基取代的c1-4烷基、和任选被氧代杂环基-oc(＝o)-c1-4亚烷基-y-[c1-4亚烷基-o]n-c1-4亚烷基取代的杂芳基c1-4烷氧基，x、y和n的定义如权利要求1所述。

4.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述氧代杂环基为1、2或3氧代杂环基；所述氧代杂环基为具有1-3个选自o、s和n杂原子的5-7元杂环基；n为选自1-300的整数；优选地，n为选自1-200的整数。

5.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，r14和r15各自独立选自h、c1-6烷基和c6-14芳基；或者r14和r15与和它们连接的氮原子一起形成任选被1-3个选自c1-6烷基、卤素和氧代的取代基取代的4-7元杂环基或5-12元杂桥环基；或者r14和r15与和它们连接的氮原子一起形成4-7元杂环基螺5-12元杂桥环基；所述杂环基和杂桥环基具有1-3个选自n、o和s的杂原子。

6.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，r16和r17各自独立选自h、c1-4烷基和c1-4烷氧基；或者r16与其所连接的c、r14、r14所连接的n一起形成任选被1-4个选自c1-4烷基和卤代c1-4烷基的取代基取代的5-7元含氮杂环，和/或r17与其所连接的c、r15、r15所连接的n一起形成任选被1-4个选自c1-4烷基和卤代c1-4烷基的取代基取代的5-7元含氮杂环。

7.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，

8.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自以下化合物：

9.一种荧光染料、染料组合物或试剂盒，其含有权利要求1-8中任一项所述的化合物和任选的溶剂；优选地，所述溶剂选自meoh、etoh、proh、iproh、buoh、水、乙腈、丙酮、dmf、dmso、吡啶、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、苯、甲苯、对二甲苯、氯苯、硝基苯、1,4-二噁烷、thf、乙酸乙酯、acoh和缓冲液中的一种或多种；优选地，所述缓冲液为pbs缓冲液。

10.权利要求1-8中任一项所述的化合物在制备用于近红外荧光成像、光热治疗和/或光动力治疗的试剂中的用途。

技术总结
本发明提供一种红外荧光染料及其应用。具体地，本发明提供下式A所示的化合物，式中，R1～R17和A‑的定义如文中所定义。本发明的染料分子的最大吸收波长分布在740nm‑838nm，在近红外区间有较大范围的均匀分布，并且表现出了优异的荧光亮度和光稳定性，优于领域中其它类别的有机小分子近红外荧光染料。

技术研发人员：杨有军,钱旭红,鲁锡存,庄晓莉
受保护的技术使用者：华东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11