CN116790134B - 一种近红外小分子染料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物材料技术领域，具体为一种近红外小分子染料及其制备方法和应用。本发明的近红外小分子染料具有通式A所示结构，其吸收和发射波长在700‑1700nm近红外区域，分子量小，并具有水溶性好、光稳定性优异、细胞渗透性好、合成简便和结构易修饰等特点，可广泛用于细胞标记与成像、荧光手术导航、多光谱成像、光声成像等生物医学领域；该小分子染料中的部分结构可以作为可激活小分子光学探针，用于过氧亚硝酸根离子的光声检测；
Description
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，尤其是生物医学成像检测领域，具体涉及一种近红外小分子染料及其制备方法和应用。
背景技术
近红外染料是一类在近红外光谱范围内具有吸收和发射光子性能的化合物，在医学诊断、生物成像、材料科学和工业领域都具有广泛的应用潜力。近红外吸收染料可以用于对各类皮肤病、肿瘤等疾病进行光动力或光热治疗，也可用作疾病诊断的光声造影剂；近红外发射染料可以用于手术导航的荧光造影剂，对组织结构或者疾病病灶的边缘进行显像，辅助外科医生进行手术切除。近年来，波长在700到1700纳米范围内的光子被发现具有更优异的生物组织穿透性能，因而生物医学领域对于吸收和发射在这一波段内的近红外染料的需求正在不断增加。
目前，领域中的近红外染料主要是围绕着传统的花菁、氟硼吡咯、方酸菁、卟啉、酞菁、香豆素和罗丹明等母体进行开发。为了将母体的波长延长至近红外区域，现行的普遍策略需要通过拓展共轭、融合杂原子等手段将分子结构做大，这会导致染料水溶性、生物相容性以及光稳定性的下降，同时更大更复杂的结构也会令合成变得困难，难以满足大规模制备的需求。
因此，有必要寻找新型近红外染料母体，并探索合适的合成方法，开发溶解性和光稳定性好、分子结构小巧、同时吸收发射波长还长的近红外染料，这将有助于推动近红外光子技术在医学、生物科学和其他领域的应用，为诊断和治疗等领域提供新的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一类分子量小、光稳定性好、吸收发射峰值波长在近红外区域的功能染料分子及其制备方法和应用。
本发明提供的近红外小分子染料，是基于二胺基芴阳离子结构的新型染料母体，通过母体结构上的取代基调控获得的分子量小、吸收发射峰值波长在近红外区域的功能染料分子。
本发明首先提出一种全新的策略来构建近红外染料母体及其功能化分子体系。具体来讲：
首先，传统染料体系的共轭结构都是基于休克尔芳香性规则构建，而本发明则摒弃了这一通用做法，构建了一种基于芴阳离子骨架的反芳香性新型生色团内核；
其次，通过在芴阳离子骨架上引入不同供电子能力的胺基取代基，以及在芴环9号位置引入大位阻芳环结构，合成得到一系列具有不同吸收发射波长且化学稳定性优异的二胺基芴阳离子染料；
最后，通过在染料分子上进行功能化修饰，得到具备荧光标记或光声传感功能的染料分子。
本发明得到的反芳香性二胺基芴阳离子系列染料，在水中和有机溶剂中均有理想的近红外吸收发射性质，表现出优异的光稳定性和化学稳定性，分子量小于类似性能的其他系列染料分子，易于化学修饰，表现出优异的生物相容性。据此，本发明展示了该类染料在长时程细胞染色荧光成像中的抗漂白性能，以及作为肝胆代谢和肾脏代谢清除途径的荧光造影剂功能，也通过功能化获得了一类新型可激活小分子光声探针，并展示了对过氧亚硝酸根阳离子的光声检测效果。
本发明提供的近红外小分子染料，其结构通式如下式所示，或其盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体或溶剂化物：
式中：
X-为阴离子，包括ClO4 -、PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、CH3COO-、CF3COO-、CF3SO3 -和CH3SO3 -；
R1、R2、R3、R4各自独立选自H、Cl-C6烷基、取代芳基和取代酰基；
R5，R6各自独立选自H、C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基和C1-C6烷氧基；
R7独立选自H、C1-C6烷基、和式I-IV所示基团中的任意一种：
曲线标记处为取代位；
所述近红外小分子染料，其最大吸收波长在800-1150nm之间，最大发射波长在900-1250nm之间；分子量在299-603Da之间。
在一些实施例中，如通式A所示，其中，所述R1和R2可与它们所连接的N形成任选取代的n元含氮杂环，n为4-7的整数，所述n元含氮杂环包括杂氮环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、环己亚胺基或吲哚啉基；
所述R3和R4可与它们所连接的N形成任选取代的n元含氮杂环，n为4-7的整数，所述n元含氮杂环包括杂氮环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、环己亚胺基或吲哚啉基；
其中，优选地，所述n元含氮杂环含有环氧原子，更优选地，所述n元含氮杂环为吗啉基。
在一些实施例中，通式A典型的化合物结构如下式B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11或B12所示：
式B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11或B12中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立选自H，任选取代的C1-C6烷基，C1-C6全氟烷基，C1-C6烷氧基，羧基，卤素和磺酸基。
其中，
所述式B5中，R8和R9各自独立为H或C1-C6烷基；
所述式B10和所述式B11中，R10、R11、R12、R13和R14各自独立选自H，任选取代的C1-C6烷基，C1-C6全氟烷基，C1-C6烷氧基，羧基，卤素和磺酸基；
所述式B12中，R15、R16、R17和R18各自独立选自H，任选取代的C1-C6烷基，C1-C6全氟烷基，C1-C6烷氧基，羧基，卤素和磺酸基；
另一方面，本发明基于通式A母体结构合成了近红外小分子染料，其结构如下式C1和C2所示：
式C1、C2中，R19独立选自式V-VIII所示基团中的任意一种：
所述近红外小分子染料可作为可激活小分子光学探针，所述可激活小分子光学探针在激活前后会产生光信号的变化。
在另一些实施例中，本发明提供的近红外小分子染料的结构如下式D1-D18所示：
在一些具体的实施例中，本发明提供的近红外小分子染料的最大吸收波长在800-1150nm之间，最大发射波长在900-1250nm之间。在另一些具体的实施例中，本发明提供的近红外小分子染料分子量在299-603Da之间。
本发明的另一目的在于，提供了一种通式A化合物的通用简便的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、式(1)所示化合物与氨基化合物经Buchwald-Hartwig碳氮偶联反应，得式(2)所示化合物；
步骤二、式(2)所示化合物在苯锂试剂或者苯基格氏试剂作用下经亲核加成反应，再经酸催化得到通式A所示化合物；
所述步骤一中，所述式(1)所示化合物与氨基化合物经Buchwald-Hartwig碳氮偶联反应，得式(2)所示化合物，包括：
在有机溶剂环境下用钯催化剂和膦配体以及碱作为催化剂，在惰性气体保护下，将式(1)所示化合物与有机胺化合物加热搅拌得到式(2)所示化合物；
其中，所述有机胺化合物选自如式IX-XX所示的一种或多种：
其中，
R8和R9各自独立为H或C1-C6烷基；
R10、R11、R12、R13和R14各自独立选自H，任选取代的C1-C6烷基，C1-C6全氟烷基，C1-C6烷氧基，羧基，卤素和磺酸基；
R15、R16、R17和R18各自独立选自H，任选取代的C1-C6烷基，C1-C6全氟烷基，C1-C6烷氧基，羧基，卤素和磺酸基；
所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、乙醚、1，4-二氧六环中的一种或多种；
所述钯催化剂选自三(二亚苄基丙酮)二钯、双二亚苄基丙酮钯、醋酸钯中的一种或多种；
所述碱选自叔丁醇钾、叔丁醇钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾中的一种或多种；
所述膦配体选自三叔丁基膦、三苯基膦、三正丁基膦中的一种或多种。
所述步骤二中，所述式(2)所示化合物在苯锂试剂或者苯基格氏试剂作用下经亲核加成反应，再经酸催化得到通式A所示化合物，包括：
所述式(2)所示化合物在苯锂试剂或者苯基格氏试剂作用下，以醚类作为反应溶剂，经亲核加成反应，经酸催化剂催化，在室温下反应，得到通式A所示化合物；
其中，所述苯锂试剂如式XXI所示：
R5，R6各自独立选自H、C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基和C1-C6烷氧基；
R7独立选自H、C1-C6烷基、和式I-IV所示基团中的任意一种：
曲线标记处为取代位；
所述苯基格氏试剂为苯锂试剂对应的格氏试剂；
所述醚类溶剂为四氢呋喃或乙醚；
所述酸催化剂为高氯酸或三氟乙酸。
除此之外，本发明还提出了一种基于通式A进行近红外多光谱荧光成像的应用。
其中，所述近红外多光谱荧光成像包括近红外活体多光谱荧光成像。
具体来讲，所述近红外活体多光谱荧光成像还包括多通道小动物活体脏器荧光成像应用，更具体的，包括式D1-D18中的至少两种在多通道小动物活体脏器荧光成像中的应用。
进一步的，本发明还提出了一种基于小分子探针式C1和式C2在光声检测过氧亚硝酸根(ONOO-)离子中的应用。
本发明提供的功能染料分子，其吸收和发射波长在700-1700nm近红外区域，分子量小，并具有水溶性好、光稳定性优异、细胞渗透性好、合成简便和结构易修饰等特点，可广泛用于细胞标记与成像、荧光手术导航、多光谱成像、光声成像等生物医学领域；该小分子染料中的部分结构可以作为可激活小分子光学探针，用于过氧亚硝酸根离子的光声检测。
附图说明
图1为反芳香性胺基芴阳离子染料1a-14a(详见实施例1-15)在二氯甲烷中的吸收和发射光谱。
图2为可激活小分子探针18a(详见实施例19)对过氧亚硝酸根(ONOO-)离子产生响应时的吸收和发射光谱变化情况。
图3为染料3a(详见实施例3、20)和作为对照的商业化近红外染料Cy7-Cl染色内皮(EC)细胞后使用808nm激光激发，2×104mW/mm2功率密度和100ms的曝光时间连续拍摄1000帧前后收集到的细胞荧光成像图像及其图像信噪比对比情况。
图4为使用染料2a和15a(详见实施例2、16、21)对小鼠多脏器进行近红外多光谱荧光成像的结果。
图5为可激活小分子探针18a(详见实施例19、22)在小鼠脑损伤模型中对过氧亚硝酸根(ONOO-)离子的光声成像检测结果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，本发明用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非限于这些例子。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅用于解释本发明，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，凡是本发明的精神和原则之内所做的任何修改、替代或改进均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料1a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体1的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、氨基甲酸叔丁酯、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体1。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72(d,J＝1.5Hz,2H),7.53(d,J＝8.1Hz,2H),7.11(dd,J＝8.1,1.9Hz,2H),6.82(s,2H),1.54(s,18H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ152.24(C),145.62(C),144.42(C),129.77(C),125.23(C),117.75(C),110.31(C),28.42(CH3)；
(2)染料1a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体1的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，然后加入过量水淬灭，用二氯甲烷萃取，并用饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，得油状物，加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂(体积比为1：1)，在室温下搅拌3小时，旋蒸除去溶剂，柱层析分离(二氯甲烷：甲醇＝50：1)，得染料1a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体1的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.68(s,4H),7.33–7.18(m,3H),6.95(s,2H),6.59(d,J＝8.4Hz,2H),6.18(d,J＝8.4Hz,2H),2.16(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.07(C),160.87(C),147.57(C),135.41(C),134.64(C),131.10(C),129.86(C),128.87(C),128.37(C),114.44(C),114.15(C),20.31(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C21H19N2[M]+299.1543,found 299.1694。
实施例2：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料2a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体2的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、甲基-氨基甲酸叔丁酯、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体2。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.60(d,J＝8.0Hz,2H),7.47(d,J＝1.7Hz,2H),7.15(dd,J＝8.0,1.9Hz,2H),3.32(s,6H),1.50(s,18H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ154.23(C),149.79(C),144.66(C),131.24(C),124.97(C),124.64(C),117.18(C),81.42(C),37.20(CH3),28.46(CH3)；
(2)染料2a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体2的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，然后加入过量水淬灭，用二氯甲烷萃取，并用饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，得油状物，加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂(体积比为1：1)，在室温下搅拌3小时，旋蒸除去溶剂，柱层析分离(二氯甲烷：甲醇＝50：1)，得染料2a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体2的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.11(s,2H),7.26–7.21(m,1H),7.19(d,J＝1.2Hz,2H),7.11(d,J＝7.6Hz,2H),6.61(d,J＝8.7Hz,2H),6.06(dd,J＝8.7,1.3Hz,2H),3.09(s,6H),2.17(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ171.59(C),159.38(C),146.59(C),135.65(C),133.93(C),131.10(C),129.95(C),129.32(C),127.88(C),114.50(C),109.90(C),30.98(CH3),20.29(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C23H23N2[M]+327.1856,found 327.1960。
实施例3：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料3a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体3的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、二甲胺的四氢呋喃溶液、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体3。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.48(d,J＝8.4Hz,2H),6.75(d,J＝2.2Hz,2H),6.43(dd,J＝8.4,2.3Hz,2H),3.09(s,12H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ191.76(C),154.59(C),146.19(C),125.34(C),124.47(C),110.38(C),103.19(C),40.72(CH3)；
(2)染料3a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体3的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料3a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体3的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.67(d,J＝2.1Hz,2H),7.24(d,J＝7.5Hz,1H),7.13(d,J＝7.6Hz,2H),6.58(d,J＝8.9Hz,2H),6.08(dd,J＝8.9,2.1Hz,2H),3.44(s,12H),2.22(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.36(C),147.72(C),135.39(C),132.95(C),129.20(C),127.71(C),113.62(C),111.21(C),42.17(CH3),20.09(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C25H27N2[M]+355.2169,found 355.2269。
实施例4：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料4a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体3的合成
中间体3的合成参照实施例3；
(2)染料4a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲氧基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体3的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料4a。其中2，6-二甲氧基溴苯、正丁基锂、中间体3的投料摩尔比为1：1：0.5。1HNMR(400MHz,DMSO)δ7.49(t,J＝8.4Hz,1H),7.44(d,J＝2.1Hz,2H),6.84(d,J＝8.5Hz,2H),6.78(d,J＝9.0Hz,2H),6.33(dd,J＝9.0,2.1Hz,2H),3.73(s,6H),3.34(s,12H)；13C NMR(101MHz,DMSO)δ158.53(C),157.76(C),147.30(C),133.99(C),133.58(C),129.92(C),112.23(C),112.14(C),105.49(C),56.67(CH3),42.06(CH3)；HRMS(ESI)calcd forC25H27N2O2[M]+387.2067,found 387.2234。
实施例5：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料5a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体4的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、二乙胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体4。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.48(d,J＝8.4Hz,2H),6.72(d,J＝2.3Hz,2H),6.43(dd,J＝8.5,2.3Hz,2H),3.47(q,J＝7.1Hz,8H),1.24(t,J＝7.1Hz,12H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ191.38(C),152.27(C),146.46(C),125.63(C),123.92(C),109.90(C),102.55(C),44.98(CH2),13.01(CH3)；
(2)染料5a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体4的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料5a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体4的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.65(s,2H),7.27–7.22(m,1H),7.13(d,J＝7.7Hz,2H),6.58(d,J＝8.9Hz,2H),6.09(s,2H),3.75(d,J＝6.4Hz,8H),2.23(s,6H),1.37(t,J＝7.1Hz,12H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ156.73(C),148.18(C),135.66(C),133.13(C),131.20(C),129.32(C),127.88(C),113.40(C),110.92(C),47.19(CH2),20.33(CH3),13.97(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C29H35N2[M]+411.2795,found 411.2924。
实施例6：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料6a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体5的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、氮杂环丁烷、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.45(d,J＝8.0Hz,2H),6.39(s,2H),6.11(d,J＝8.1Hz,2H),4.01(t,J＝7.1Hz,9H),2.42(p,J＝7.0Hz,5H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ155.43(C),145.78(C),125.21(C),124.89(C),109.04(C),102.06(C),51.81(CH2),16.67(CH2)；
(2)染料6a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体5的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料6a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体5的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.34(s,2H),7.23(d,J＝7.4Hz,1H),7.12(d,J＝7.6Hz,2H),6.55(d,J＝8.6Hz,2H),5.78(d,J＝8.6Hz,2H),4.49(t,J＝7.6Hz,8H),2.60–2.47(m,4H),2.19(s,6H)；13C NMR(101MHz,DMSO)δ156.66(C),146.28(C),135.50(C),132.48(C),129.81(C),128.91(C),128.42(C),111.43(C),110.71(C),53.46(CH2),20.25(CH3),16.22(CH2)；HRMS(ESI)calcd for C27H27N2[M]+379.2169,found 379.2245。
实施例7：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料7a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体6的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、3，3-二氟氮杂环丁烷、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体6。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.50(d,J＝8.1Hz,2H),6.46(d,J＝1.9Hz,2H),6.23(dd,J＝8.1,2.0Hz,2H),4.35(t,J＝11.6Hz,8H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ191.34(C),153.52(C),145.73(C),126.51(C),125.63(C),115.68(C),111.08(C),103.63(C),63.23(CH2)；
(2)染料7a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体6的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料7a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体6的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.36(d,J＝2.1Hz,2H),7.26(t,J＝7.6Hz,1H),7.13(d,J＝7.6Hz,2H),6.63(d,J＝8.6Hz,2H),5.82(dd,J＝8.6,2.1Hz,2H),4.87–4.68(m,8H),2.20(s,6H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ178.35(C),157.17(C),148.14(C),135.34(C),134.53(C),131.39(C),130.43(C),129.95(C),128.14(C),114.48(C),113.34(C),110.91(C),64.40(CH2),20.29(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C27H23F4N2[M]+451.1792,found 451.2016。
实施例8：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料8a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体7的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、四氢吡咯、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体7。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.48(d,J＝8.3Hz,2H),6.63(d,J＝2.1Hz,2H),6.30(dd,J＝8.3,2.2Hz,2H),3.48–3.36(m,8H),2.12–1.98(m,8H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ191.67(C),151.93(C),146.10(C),125.26(C),123.93(C),110.14(C),103.21(C),48.02(CH2),25.54(CH2)；
(2)染料8a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体7的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料8a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体7的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.56(d,J＝1.8Hz,2H),7.24(dd,J＝8.1,7.1Hz,1H),7.12(d,J＝7.7Hz,2H),6.55(d,J＝8.8Hz,2H),5.97(dd,J＝8.8,1.7Hz,2H),3.81(s,8H),2.21(s,6H),2.09(t,J＝6.6Hz,8H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.57(C),155.62(C),147.49(C),135.42(C),132.66(C),131.06(C),129.52(C),129.06(C),127.65(C),114.47(C),111.73(C),50.19(CH3),25.14(CH2),20.04(CH2)；HRMS(ESI)calcd for C29H31N2[M]+407.2482,found407.2552。
实施例9：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料9a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体8的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、哌啶、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体8。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.49(d,J＝8.4Hz,2H),6.97(s,2H),6.65(dd,J＝8.4,1.8Hz,2H),3.45–3.33(m,8H),1.75–1.61(m,12H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ191.44(C),155.81(C),146.03(C),125.67(C),125.39(C),113.16(C),106.06(C),49.32(CH2),25.64(CH2),24.49(CH2)；
(2)染料9a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体8的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料9a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体8的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.83(s,2H),7.28–7.22(m,1H),7.13(d,J＝7.6Hz,2H),6.62(d,J＝8.9Hz,2H),6.30(s,2H),3.86(s,8H),2.21(s,6H),1.89–1.73(m,12H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ
157.23(C),148.06(C),135.71(C),133.09(C),131.27(C),129.61(C),129.31(C),127.89(C),113.74(C),111.38(C),50.53(CH2),27.01(CH2),24.50(CH2),20.34(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C31H35N2[M]+435.2795,found 435.3144。
实施例10：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料10a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体9的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、六亚甲基亚胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体9。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.47(d,J＝8.4Hz,2H),6.75(d,J＝2.2Hz,2H),6.45(dd,J＝8.5,2.3Hz,2H),3.64–3.50(m,8H),1.89–1.77(m,8H),1.62–1.52(m,8H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ153.38(C),146.35(C),125.52(C),123.97(C),109.74(C),102.43(C),49.90(CH2),27.73(CH2),27.02(CH2)；
(2)染料10a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体9的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料10a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体9的投料摩尔比为1：1：0.5。1HNMR(400MHz,DMSO)δ7.63(d,J＝2.2Hz,2H),7.32(dd,J＝8.3,6.9Hz,1H),7.23(d,J＝7.7Hz,2H),6.63(d,J＝9.0Hz,2H),6.43(dd,J＝9.1,2.2Hz,2H),3.87(t,J＝5.5Hz,8H),2.17(s,6H),1.80(s,9H),1.55(s,8H)；13C NMR(101MHz,DMSO)δ170.44(C),157.22(C),147.57(C),135.51(C),133.26(C),131.25(C),129.88(C),129.15(C),128.42(C),113.09(C),112.47(C),
52.24(CH3),27.74(CH2),26.21(CH2),20.37(CH2)；HRMS(ESI)calcd for C33H39N2[M]+463.3108,found 463.3435。
实施例11：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料11a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体9的合成
中间体9的合成参照实施例10；
(2)染料11a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲氧基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体9的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料11a。其中2，6-二甲氧基溴苯、正丁基锂、中间体9的投料摩尔比为1：1：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.43(d,J＝2.2Hz,2H),7.39(t,J＝8.4Hz,1H),6.72(d,J＝9.0Hz,2H),6.65(d,J＝8.5Hz,2H),6.10(dd,J＝9.0,2.2Hz,2H),3.91–3.72(m,8H),3.77(s,6H),1.95–1.84(m,8H),1.60–1.55(m,8H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ166.42(C),158.50(C),157.17(C),148.24(C),134.13(C),132.63(C),130.34(C),112.11(C),110.58(C),109.75(C),104.53(C),
56.24(CH3),52.21(CH2),27.90(CH2),26.61(CH2)；HRMS(ESI)calcd forC33H39N2O2[M]+
495.3006,found 495.3227。
实施例12：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料12a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体10的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、N-甲基苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体10。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.46(d,J＝8.3Hz,2H),7.43–7.37(m,4H),7.25–7.18(m,6H),6.83(d,J＝2.1Hz,2H),6.57(dd,J＝8.3,2.1Hz,2H),3.40(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ191.47(C),154.00(C),147.78(C),145.82(C),130.02(C),126.36(C),125.87(C),125.45(C),125.26(C),114.40(C),106.80(C),40.96(CH3)；
(2)染料12a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体10的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料12a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体10的投料摩尔比为1：1：0.5。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.60(d,J＝2.2Hz,2H),7.50(dd,J＝10.5,4.8Hz,4H),7.43–7.36(m,2H),7.26–7.20(m,4H),7.09(d,J＝7.7Hz,2H),6.98(s,1H),6.42(d,J＝8.9Hz,2H),5.88–5.85(m,2H),3.83(s,6H),2.22(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ175.57(C),158.99(C),148.63(C),144.83(C),135.45(C),133.12(C),131.07(C),130.47(C),129.62(C),128.76(C),128.23(C),127.97(C),126.73(C),114.20(C),114.10(C),43.23(CH3),20.35(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C35H31N2[M]+479.2482,found 479.2677。
实施例13：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料13a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体11的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、二苯胺、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体11。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.48(d,J＝8.2Hz,2H),7.33–7.27(m,8H),7.16–7.07(m,12H),7.01(d,J＝1.9Hz,2H),6.77(dd,J＝8.2,2.0Hz,2H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ191.01(C),153.53(C),146.82(C),145.34(C),129.70(C),128.60(C),125.71(C),125.27(C),124.52(C),121.40(C),113.45(C)；
(2)染料13a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体11的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料13a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体11的投料摩尔比为1：1：0.5。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.45(t,J＝7.7Hz,8H),7.34(t,J＝7.4Hz,4H),7.26–7.22(m,9H),7.13(d,J＝7.6Hz,2H),6.75(d,J＝2.0Hz,2H),6.63(d,J＝8.8Hz,2H),6.22(dd,J＝8.8,1.8Hz,2H),2.28(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ175.99(C),158.30(C),147.34(C),143.64(C),135.63(C),134.39(C),133.64(C),130.47(C),130.08(C),128.70(C),128.17(C),127.62(C),118.48(C),116.80(C),20.60(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C45H35N2[M]+603.2795,found 603.3048。
实施例14：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料14a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体12的合成
无水无氧操作，将3，6-二溴芴酮(化合物1)、吲哚啉、三(二亚苄基丙酮)二钯、三叔丁基膦、叔丁醇钠按摩尔比1：4：0.025：0.075：6投料，溶于甲苯中，在60℃下反应12小时，冷却后用二氯甲烷稀释，过滤除去不溶物，然后旋蒸除去溶剂得到粗产品，用乙酸乙酯洗涤粗产品，过滤，收集固体，得到中间体12。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.63(d,J＝8.2Hz,2H),7.34(d,J＝2.0Hz,2H),7.31(d,J＝8.0Hz,2H),7.24(d,J＝7.3Hz,2H),7.17(t,J＝7.7Hz,2H),7.04(dd,J＝8.2,2.0Hz,2H),6.87(t,J＝7.4Hz,2H),4.10(t,J＝8.3Hz,4H),3.19(t,J＝8.3Hz,4H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ149.14(C),145.68(C),145.35(C),132.37(C),127.57(C),127.42(C),125.57(C),125.54(C),120.73(C),115.52(C),110.33(C),107.83(C),52.46(CH2),28.28(CH2)；
(2)染料14a的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基溴苯溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体12的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料3a。其中2，6-二甲基溴苯、正丁基锂、中间体12的投料摩尔比为1：1：0.5。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.87(s,2H),7.43(d,J＝8.1Hz,2H),7.35–7.26(m,5H),7.19–7.09(m,4H),6.91(d,J＝8.9Hz,2H),6.71(d,J＝8.8Hz,2H),4.67(t,J＝7.5Hz,4H),3.30(t,J＝7.4Hz,4H),2.27(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.23(C),153.17(C),147.80(C),142.61(C),136.93(C),135.75(C),132.87(C),132.50(C),129.66(C),128.29(C),128.07(C),126.50(C),125.93(C),117.30(C),116.73(C),114.39(C),54.74(CH3),28.63(CH2),20.49(CH2)；HRMS(ESI)calcd for C37H31N2[M]+503.2482,found 503.2802。
实施例15：
将上述实施例1-14制备得到的通式A染料1a-14a分别配制成浓度为20mM的DMSO溶液作为母液，随后分别稀释成浓度为20μM的二氯甲烷溶液，扫描并绘制其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱，如附图1所示。相关光物理性质如表1所示。可见通式A系列染料的近红外吸收峰和发射峰在800-1200nm之间。
表1通式A系列染料1a-14a的光物理性质
实施例16：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料15a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体13的合成
无水无氧操作，将2，6-二甲基-1，4-二溴苯(化合物2)溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌60分钟。将二碳酸二叔丁酯溶于无水四氢呋喃中，逐滴加入上述反应体系，并升至室温，搅拌12小时。加入水淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，柱层析分离(纯石油醚)，得中间体13。其中化合物2，正丁基锂，二碳酸二叔丁酯的投料摩尔比为1：1：1；
(2)中间体3的合成
中间体3的合成参照实施例3；
(3)染料15a的合成
无水无氧操作，将中间体13溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入叔丁基锂的正戊烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体3的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤并收集固体。将该固体溶于三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂(体积比为1：1)，在室温下搅拌3小时，旋蒸除去溶剂，柱层析分离(二氯甲烷：甲醇＝50：1)，得染料15a。其中中间体13、叔丁基锂、中间体3的投料摩尔比为1：2：0.5。1H NMR(400MHz,DMSO)δ7.79(s,2H),7.62(d,J＝1.7Hz,2H),6.65(d,J＝9.0Hz,2H),6.37(dd,J＝9.0,1.7Hz,2H),3.38(s,12H),2.21(s,6H).13C NMR(101MHz,DMSO)δ169.03(C),167.70(C),158.07(C),146.97(C),136.31(C),135.88(C),132.79(C),131.96(C),129.14(C),128.78(C),113.62(C),113.04(C),42.31(CH3),20.20(CH3).HRMS(ESI)calcd for C26H27N2O2[M]+399.2067,found 399.2165。
实施例17：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料16a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体13的合成
中间体13的合成参照实施例16；
(2)中间体2的合成
中间体2的合成参照实施例2；
(3)染料16a的合成
无水无氧操作，将中间体13溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入叔丁基锂的正戊烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体2的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，然后加入过量水淬灭，用二氯甲烷萃取，并用饱和食盐水洗涤3次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，得油状物，加入三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂(体积比为1：1)，在室温下搅拌3小时，加入甲苯并反复旋蒸除去溶剂，用乙醚和石油醚析出沉淀并洗涤，得染料16a。其中中间体13、叔丁基锂、中间体2的投料摩尔比为1：2：0.5。1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.29(s,2H),7.78(s,2H),7.20(s,2H),6.65(d,J＝7.8Hz,2H),6.23(d,J＝8.5Hz,2H),3.07(s,6H),2.22(s,6H)；13C NMR(101MHz,DMSO)δ169.18(C),167.68(C),159.42(C),147.03(C),136.32(C),135.82(C),133.45(C),131.95(C),129.09(C),128.77(C),31.17(CH3),20.20(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C24H23N2O2[M]+371.1754,found 371.1864。
实施例18：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料17a的制备，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
(1)中间体14的合成
将2-溴-5-碘-1，3-二甲苯(化合物3)溶于二异丙胺中，加入二(三苯基膦)二氯化钯，碘化亚铜和三甲基硅炔，并在室温下搅拌4小时。反应液用乙酸乙酯稀释并用水洗涤3次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，柱层析分离(纯石油醚)，得中间体14。其中化合物3，二(三苯基膦)二氯化钯，碘化亚铜和三甲基硅炔的投料摩尔比为1：0.03：0.06：1.2；
(1)中间体15的合成
将中间体14溶于甲醇中并加入碳酸钾，室温下搅拌12小时。反应液用水稀释，乙醚萃取3次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂得中间体15。其中中间体14和甲醇的投料摩尔比为1：2；
(2)中间体3的合成
中间体3的合成参照实施例3；
(3)染料17a的合成
无水无氧操作，将中间体15溶于四氢呋喃溶剂中，在-78℃下搅拌5分钟，然后逐滴加入正丁基锂的正己烷溶液，继续搅拌30分钟。加入中间体3的无水四氢呋喃溶液，并升至室温，搅拌30分钟，加入过量的10％高氯酸溶液，搅拌10分钟，析出沉淀，过滤，收集固体，得染料17a。其中中间体15、正丁基锂、中间体3的投料摩尔比为1：2：0.5。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.64(s,2H),7.27(s,2H),6.54(d,J＝8.9Hz,2H),6.08(d,J＝8.9Hz,2H),3.44(s,12H),3.11(s,1H),2.19(s,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ172.04(C),158.60(C),147.82(C),136.04(C),132.92(C),131.93(C),131.46(C),129.59(C),123.17(C),113.94(C),111.47(C),83.23(C),78.26(CH),42.40(CH3),20.12(CH3)；HRMS(ESI)calcd for C27H27N2[M]+379.2169,found 379.2277。
实施例19：
可激活小分子探针18a的制备和ONOO-响应情况研究，化合物结构式和具体合成路线如下：
具体步骤如下：
无水操作，将化合物4溶于干燥THF中，在冰浴下搅拌并加入三乙胺和三光气，继续搅拌4小时。反应液经硅藻土助滤，旋蒸除去溶剂后得到油状物氯甲酸酯中间体。另将染料2a溶于二氯甲烷中，在冰浴下加入N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)并搅拌5分钟。将氯甲酸酯中间体用二氯甲烷溶解并逐滴加入染料2a的溶液中，再继续搅拌30分钟。反应结束后用二氯甲烷稀释反应液并用0.1M盐酸洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去大部分溶剂，再加入大量乙醚析出粗产品沉淀。沉淀经制备型高效液相色谱分离(甲醇/水，加入0.1％三氟乙酸)得到染料18a。其中化合物4，三乙胺，三光气，染料2a，DIPEA的投料摩尔比为1.5：2.25：0.75：1：4。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.03–7.75(m,2H),7.47–7.29(m,3H),7.21–7.06(m,2H),6.91(dd,J＝48.3,8.6Hz,2H),6.80–6.57(m,3H),6.42(d,J＝9.0Hz,1H),5.24(s,2H),3.47(s,3H),3.29(s,3H),2.17(s,6H).HRMS(ESI)calcd for C31H29BN2O4[M+H]+505.2299,found505.2292；
染料18a具有能响应ONOO-并通过级联消除脱去的苯硼酸基团，本身无近红外吸收与发射，在响应ONOO-后生成染料2a，具有近红外取的吸收发射，因此是一种响应型ONOO-探针。对于染料18a的ONOO-响应情况，将染料18a配制为50μM浓度的1×PBS溶液，分别加入5-25μM浓度的ONOO-溶液，并用紫外-可见分光光度计收集染料的吸收光谱变化。然后取加入25μM ONOO-的样品与未加入ONOO-的样品，用近红外荧光光谱仪测定二者的荧光发射情况。结果如附图2所示，表明染料18a对ONOO-有良好的响应效果。
实施例20：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料的超稳定长时间细胞染色成像实验。以染料3a为例。
具体步骤如下：
将内皮细胞在35毫米培养皿中培养一夜，用染料3a稀释成1μM的1×PBS溶液，选取商业化近红外染料Cy7-Cl作为对照组，也稀释成1μM的1×PBS溶液。分别染色30min后，各用1×PBS溶液洗涤3次，并分别在近红外二区荧光显微镜下进行成像。所用的激发波长为808nm，收集波长1000nm以上的荧光信号。采用5W的激发功率(功率密度2×104mW/mm2)，曝光时间100ms，并连续收集1000帧的信号，分别对各帧中细胞荧光信号的信噪比变化情况进行绘图，结果如附图3所示。可见商业化近红外染料Cy7-Cl在5W功率照射数秒钟的时间内细胞荧光信号的信噪比急剧下降，其光稳定性较弱，而染料3a在同样的成像条件下，经过长达1000次的重复曝光后仍然很好地保持了其良好的成像信噪比，显示其具有较高的光稳定性。
实施例21：
反芳香性二胺基芴阳离子荧光染料的双通道小鼠脏器荧光成像实验。染料2a、15a具有显著区分的吸收光谱和较大的油水分配系数(LogD)差异，因此可以在小鼠体内呈现有差异的代谢情况，并通过多光谱解混区分来自两种染料的荧光信号。以染料2a、15a为例。具体步骤如下：
将染料2a，15a分别配制成浓度为20mM的DMSO溶液作为母液，首先在2mL离心管中将染料稀释为20μM浓度的1×PBS溶液，并置于近红外相机下，分别用同等功率的730nm、808nm、940nm激光器依次激发，均收集波长1000nm以上的荧光信号，利用采集到的模拟光谱作为参考光谱进行后续的多通道解混。然后，分别用1×PBS将两种染料母液稀释至1mM(2a另添加5％ F127)。取一只6-8周龄的Balb/c小鼠麻醉后脱毛，并通过尾静脉分别注射100μL上述两种染料溶液，待代谢5分钟后，采用与参考光谱采集完全相同的激发和采集条件，置于近红外相机下用730nm、808nm、940nm依次激发，并收集波长1000nm以上的荧光信号，所得到的图像结果用如前所述的体外采集参考光谱进行解混。结果如附图4所示。可见染料成功实现了多脏器的荧光成像并能成功解析来自不同染料的荧光信号，具有较好的生物活体多色荧光成像应用价值。
实施例22：
反芳香性二胺基芴阳离子响应型探针应用于小鼠脑损伤过程中过量产生的ONOO-的多光谱光声检测。染料18a具有ONOO-响应能力，可以在近红外光声成像中实现OFF-ON型的响应，并可以进一步通过多光谱光声信号解混区分活体中的脱氧/含氧血红蛋白的信号，实现活体中的ONOO-检测。以染料18a为例，具体步骤如下：
取一只6-8周龄的Balb/c小鼠麻醉后使用40g金属块从20cm高度落下，以1.5毫米深度击打小鼠一侧头部，制造脑损伤模型，另一侧完好的头部则作为自体对照。12小时后，通过静脉注射200μL浓度为200μM的染料18a的1×PBS溶液，并在30分钟后置于小动物光声成像系统中，收集680nm-970nm的光声信号。利用系统预置的脱氧/含氧血红蛋白标准光谱和预先采集的染料2a的光声光谱作为多光谱解混的参考光谱进行光谱解析并识别出响应后生成的染料2a的光声信号。结果如附图5所示。可见该探针分子成功实现了活体中的ONOO-的检测，具有进一步拓展为新型小分子探针平台用于多种活体传感和分析应用的潜力。
Claims (2)
1.一种近红外小分子染料，其特征在于：结构为如下式D 6-D 14，D18中的任意一种：
2.如权利要求1所述的近红外小分子染料在近红外多光谱荧光成像中的应用。
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| US3000833A (en) * | 1959-01-26 | 1961-09-19 | American Cyanamid Co | Color salts of fluoren-9-ols as infrared absorbers |
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|---|---|---|---|---|
| JPS495636A (zh) * | 1972-05-06 | 1974-01-18 | ||
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| US3954468A (en) * | 1974-08-27 | 1976-05-04 | Horizons Incorporated | Radiation process for producing colored photopolymer systems |
| US4761396A (en) * | 1986-02-12 | 1988-08-02 | Kanzaki Paper Manufacturing Co., Ltd. | Heat-sensitive recording material |
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-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3000833A (en) * | 1959-01-26 | 1961-09-19 | American Cyanamid Co | Color salts of fluoren-9-ols as infrared absorbers |
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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