含哌啶取代酞菁金属配合物的合成及其对癌细胞光灭活作用

采用“模板法”合成8种含哌啶取代酞菁金属配合物[(PEO)4PcM, M=Zn, Ni, Co, Cu, PEO=2-(哌啶-1-基)乙氧基], 采用FTIR、质谱和元素分析等技术对其进行了表征. 分别测定了它们的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱和光敏化产生单线态氧的能力. 研究结果表明, 2种酞菁锌配合物均具有较高的摩尔消光系数、一定的荧光量子产率和较大的单线态氧生成速率. 通过光动力灭活BEL7402肝癌细胞的试验研究发现, β-(PEO)4PcZn的浓度为10 μmol/L时, 在670 nm激光辐照下, 光剂量为1.2 J时, 对癌细胞的抑制率可达到83%.     

含哌嗪取代酞菁金属配合物的合成及其对癌细胞的光灭活作用

本文报道了8种含哌嗪取代酞菁金属配合物{(SPEO)₄PcM,M=Zn、Ni、Co、Cu,SPEO=2-[4-(2-磺基乙基)哌嗪-1-基]乙氧基}的合成及其表征,并分别测定了它们的紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱、DPBF捕获单线态氧的能力,结果表明它们都具有极高的摩尔消光系数、较高的荧光量子产率、较大的单线态氧生成速率。通过对肝癌细胞BEL7402光灭活作用的研究发现,当β-(SPEO)₄PcZn浓度为10 μmol·L^-1时,在670 nm激光辐照下,光剂量为1.2 J,药物对癌细胞的抑制率可达82%。     

苯并噁唑类化合物荧光光谱的研究

研究了38种苯并噁唑系列化合物的紫外吸收光谱、荧光发射光谱和荧光量子产率。计算了第一激发单线态辐射和非辐射寿命。结果表明,在苯并噁唑基的苯环上非极性基团取代对辐射和非辐射速率影响不大,但极性基团取代后影响较大。     

四-β-(氨甲基)酞菁锌盐酸盐的合成及光物理光化学性质研究

四-β-(邻苯二甲酰亚胺甲基)酞菁锌(ZnPcP4)与85%水合肼反应得到四-β-(氨甲基)酞菁锌(ZnPcN4,分子式C36H28N12Zn),其盐酸盐为ZnPcN4.HCl。测试合成得到的标题化合物紫外-可见电子吸收光谱,荧光光谱和单线态氧生成速率。标题化合物在水中聚集,在90%1,2-丙二醇/水中主要以单体形式存在。目标酞菁锌配合物在90%DMF/水的中性溶液存在聚集体,在弱酸性条件下,随酸度增大,675 nm处Q带单体吸收峰升高,在DMF/water(10%,V/V)/HCl(1.2 mmol·L-1)溶液中10-5 mol·L-1的酞菁配合物基本上没有聚集;在强酸性条件下,随酸度增大,675 nm处Q带单体吸收峰下降的同时,在713 nm处酞菁单质子化吸收峰强度有所增加。ZnPcN4.HCl在DMF体系中聚集,荧光量子产率和单线态氧量子产率变小,但其在DMF/water(10%,V/V)/HCl(1.2mmol·L-1)体系中主要以单体形式存在,荧光量子产率为0.19,单线态氧量子产率0.58,光敏活性与标准无取代酞菁锌相近。     

芳氧基取代酞菁锌的合成及光物理化学性质

合成得到3-(5-氨基-萘氧基)邻苯二甲腈(C18H11N3O)、4-(5-氨基-萘氧基)邻苯二甲腈(C18H11N3O)、3-联苯氧基邻苯二甲腈(C20H12N2O)及4-联苯氧基邻苯二甲腈(C20H12N2O)4种未见报导的取代邻苯二甲腈,以此为前躯体合成了四[α-(5-氨基-萘氧基)]酞菁锌(C72H44N12O4Zn)、四[β-(5-氨基-萘氧基)]酞菁锌(C72H44N12O4Zn)、四[α-(联苯氧基)]酞菁锌(C80H48N8O4Zn)和四[β-(联苯氧基)]酞菁锌(C80H48N8O4Zn)4种未见报导的芳氧基取代酞菁锌配合物。通过测定它们的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱,获得其最大吸收波长及其摩尔消光系数、最大发射波长、荧光量子产率(ΦF)、单线态氧量子产率(ΦΔ)及光降解速率常数并与其类似物进行了比较,探讨了它们的光物理光化学性质的构效关系。研究结果表明四[α-(联苯氧基)]酞菁锌在红光区具有大的摩尔消光系数,且具有较高的ΦΔ,有望开发成为光动力治疗用光敏剂。     

一种可生成单重态氧的新型光敏剂──类卟啉大环金属配合物

含丙基取代的不对称联三吡咯大环化合物及其金属配合物的合成已在前文报道,这些配合物在740～780nm光谱区域内具有强的光吸收。其单重态氧的生成可由它的光敏氧化蒈烯得到约68%高产率的“ene”型产物所证实,同时测定了它们的单重态氧量子产率(φ¹O₂)及荧光量子产率(φ₁)。     

新型锌酞菁衍生物的合成及其光物理性质

以锌酞菁为母核，设计并合成了新型锌酞菁衍生物(1)，其结构经UV-Vis, ¹H NMR和HR-MS(ESI)表征。以DMSO为溶剂，对化合物1的光物理性质进行了检测。结果表明：化合物1的紫外-可见吸收光谱Q-带最大吸收峰为682 nm；荧光光谱的最大发射波长为690 nm；以无取代的ZnPc（Φ_F=0.20， Φ_△=0.67）为参照，测得化合物1的荧光量子产率（Φ_F）为0.22，单线态氧量子产率（Φ_△）为0.71；化合物1的光热转换效率为48.8%。      

含吡啶环的芳香醚-噁二唑类化合物的合成及其光谱研究

为开发新的高强度的有机电致发光材料, 用含烷氧基的取代苯甲酸(2)与2,6-吡啶二甲酰肼(3)在POCl3作用下, “一锅煮”法合成6个结构对称的含吡啶环的芳香醚-噁二唑4a～4f. 通过MS, IR, 1H NMR, 元素分析等手段对其结构进行了表征. 化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性, 其荧光发射波长均在347～507 nm范围内, 最大荧光发射波长在384 nm附近处, 且荧光强度较强. 在芳环上引入5-Br基团(4e, 4f), 化合物的荧光发射波长发生红移, 荧光强度有所减弱. 以硫酸奎宁作参比, 测定6个目标产物的荧光量子产率, 5-Br基团的引入对荧光量子产率没有明显影响. 同时讨论了代表性产物4a在不同溶剂中最大荧光激发波长处的荧光量子产率, 发现溶剂极性对该类化合物的荧光量子产率基本没有影响.     

新型咪唑类有机荧光小分子的合成及其性质研究

设计并合成了一系列新型吩噻嗪(或三苯胺)-取代的咪唑类有机荧光小分子,通过紫外-可见、荧光和电化学法分析了其光致发光性能和结构的关系.采用密度泛函(DFT)理论(B3LYP/6-31G(d)计算基组)计算了该化合物的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)分布.产物的高荧光量子产率、高HOMO能级和高的热稳定性表明:咪唑和吩噻嗪或三苯胺的结合可有效提高产物空穴传输能力和荧光量子产率.     

反丁烯二酰基桥连的带不同取代基的卟啉二联体的合成与性质

合成了反丁烯二酰基桥连的3种带不同取代基的卟啉二联体, 通过红外光谱, 紫外-可见光谱, 核磁共振波谱和质谱对化合物的结构进行了确认, 并研究了二联体的表面光电压谱, 荧光光谱和激光拉曼光谱的变化. 结果表明, 取代基的类型对卟啉二联体分子的荧光量子产率有显著影响, 带供电子基团的甲氧基增强了荧光量子产率, 而带吸电子基团的氯则降低了荧光量子产率, 并且吸电子基团的氯比供电子基团的甲氧基对荧光的影响更大. 取代基的电子效应对卟啉二联体的荧光性和激光拉曼光谱有较大影响.     

单取代与1,1'-双取代1,2,3-三唑基二茂铁衍生物的光谱、电化学与热性质

合成并表征了一系列单取代及1,1'-双取代1,2,3-三唑基二茂铁衍生物.与单取代二茂铁衍生物相比,1,1'-双取代二茂铁衍生物具有较大的摩尔吸光系数.荧光光谱中,烷氧链的增加和氯原子的引入均使化合物的荧光强度减弱,量子产率降低.循环伏安实验中,代表化合物展示准可逆的单电子氧化还原进程,并且1,1'-双取代三唑基二茂铁衍生物的半波氧化还原电位较单取代化合物向阳极移动150 m V左右,表明前者难于发生失电子氧化反应.热性质研究表明,这些化合物的降解温度在285~305℃之间.含有单烷氧链的单取代二茂铁衍生物熔点较高,在加热过程中未熔解而是直接发生了降解反应;含有多烷氧链的化合物熔点降低,在加热和冷却过程中有的发生了单晶相的熔解和凝固过程,有的发生了多晶相到液相的转变.     

N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物的合成与荧光性质研究

以琥珀酰亚胺为原料,经溴代、吲哚加成、与水合肼反应、酰基化和烷基化等反应,设计合成了6a～6c和7a～7b共5个新型N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物,其结构经IR,1H NMR和HRMS等进行了表征,并研究了该类化合物的紫外、荧光性能和热性质.研究表明,N-苯甲酰胺基取代的双吲哚马来酰亚胺类化合物的紫外吸收光谱在360～400和450～500 nm显示两个主要吸收峰,将N原子甲基化和苄基化后,紫外吸收峰波长发生红移.以化合物紫外最大吸收波长为激发波长,目标化合物的荧光发射光谱在560～620 nm有最大发射峰,7a有最大的荧光量子产率,7a在不同溶剂中随溶剂极性的增大,量子产率没有明显的变化规律,讨论了化合物的结构对荧光性能的影响.热学性质研究表明,化合物7a和7b的玻璃化转变温度(Tg)分别为116和80℃,目标化合物的分解温度接近400℃.     

吩噻嗪-荧光蛋白生色团类似物的合成、S原子促进的光动力治疗及双光子荧光成像

绿色荧光蛋白(GFP)生色团由于良好的生物相容性、低暗毒性和光稳定性而备受关注,然而,将GFP生色团用于光动力治疗鲜有报道.以N-丁基吩噻嗪-3-甲醛、甘氨酸叔丁酯盐酸盐和亚胺酯为原料,通过[2+3]环加成反应合成了一种吩噻嗪荧光蛋白生色团类新型光敏剂(Ptz-FP), Ptz-FP是一种不含重原子、由S原子促进的具有优异单线态氧产生效果的光敏剂,可用于光动力治疗.在二甲基亚砜(DMSO)溶液中,Ptz-FP光敏剂的吸收波长位于436nm,此处的摩尔消光系数为1.4×104 L·mol~(-1)·cm~(-1),发射波长在626 nm, Stokes位移高达190 nm,荧光量子产率为1.5%.以Ru(bpy)3Cl2为参比,测得光敏剂Ptz-FP在甲醇溶液中单线态氧产率为33.1%.通过噻唑蓝(MTT)法测试了光敏剂Ptz-FP的暗毒性和光毒性,结果表明其具有较低的细胞毒性(≥89.9%)和较高的光毒性,能在30 min内杀死50%以上的A-549细胞.此外,通过活性氧检测试剂盒DCFH-DA在15 min内成功检测到A-549细胞中活性氧的产生,并由AO/EB活死细胞染色剂监测到A-549细胞凋亡过程.最后,光敏剂Ptz-FP成功应用于双光子荧光成像.光敏剂Ptz-FP有望为今后荧光成像指导的荧光蛋白生色团类光敏剂的开发奠定基础.     

金属酞菁敏化光还原硝基化合物的反应

本文研究了各种金属酞菁以及带有不同取代基的锌酞菁敏化光还原硝基化合物的反应。确定了光敏还原反应的主要产物是氨基和羟氨基化合物;羟氨基化合物与亚硝基化合物通过暗反应缩合生成偶氮N-氧化物。测定了它们的氧化还原电位和荧光量子产率。从敏化光还原反应的量子产率及荧光猝灭与硝基化合物浓度的依赖关系,计算出各种金属酞菁激发单重态与三重态的敏化效率。受激发金属酞菁将电子转移至硝基化合物是敏化光还原反应的起始过程。电子转移生成离子自由基对后,电荷分离与逆电子转移过程相互竞争。由于自旋选择规则的限制,激发三重态的敏化效率一般比激发单重态的敏化效率高。为了提高敏化光还原反应的效率,除选择三重态产率较高的敏化剂外,改变敏化剂的结构可提高敏化剂激发单重态的敏化效率,从而提高敏化光还原反应的量子产率.     

苯环上氯原子的不同取代位置对四苯基锌卟啉-酪氨酸光物理性质的影响

稳态紫外光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱显示,苯环上氯原子的不同位置对氯苯基锌卟啉-酪氨酸的光物理性质有很大影响.紫外吸收光谱中,邻、间和对氯取代的3个化合物都具有典型的Soret带和Q带.其中Soret带位于423nm处,Q(0,0)和Q(0,1)带分别位于549和590nm处.邻位取代化合物的荧光量子产率为0.058,比间位(0.0241)、对位(0.0235)取代化合物的要高得多.邻位取代化合物的荧光寿命(3.11ns)比间位(1.12ns)和对位(1.11ns)取代化合物的长.邻位化合物的这些特性可能归因于取代基之间的空间效应;而在间位和对位化合物中,重原子效应和吸电子的诱导效应可能起主导作用.     

五芳基取代环戊二烯衍生物的合成及其聚集诱导荧光性质研究

五芳基取代环戊二烯衍生物是一类具有聚集诱导荧光性质的化合物,但相应的研究比较少.为了研究不同推拉电子能力的取代基以及取代位置对聚集诱导荧光性质的影响和拓展其在化学传感器、生物探针等方面的应用,我们合成了不同芳香取代基的五芳基取代环戊二烯及其衍生物,并对其进行了紫外吸收、荧光光谱、荧光量子产率、单晶分析等方面的测试表征,重点研究了其聚集诱导荧光性质.     

新型水溶性硫杂蒽酮类光引发剂的光化学性能研究

本文对8种水溶性硫杂蒽酮类光引发剂进行了紫外 可见光谱、荧光光谱以及电子自旋共振光谱(ESR)等测试。测定了最大吸收波长,计算了摩尔消光系数,荧光量子产率,测定了ESR信号强度等。并对其结构与光化学性能之间的关系进行了讨论。     

水溶性共轭聚合物PFP/DNA/卟啉复合物光谱性质的研究

开发水溶性的、可双光子激发的且可选择性产生单态氧的系统在光生物与动力治疗等方面具有应用价值. 在本文中, 利用荧光共振能量转移的原理设计了一套光动力治疗系统, 其中带正电的水溶性共轭聚合物PFP作为能量给体, 在单双光子激发下均具有较高的光捕获能力. 带正电的卟啉作为能量受体, 具有极高的单态氧量子产率, 带负电的DNA是连接桥, 使水溶性共轭聚合物PFP与卟啉之间的能量转移得以实现. 通过研究这个体系的吸收、荧光光谱, 荧光寿命, 单态氧量子产率以及双光子吸收截面等性质, 我们发现具有不同DNA序列的系统能量转移效率和单态氧量子产率均不相同, 其中癌细胞中富含的四链DNA具有最高的选择性, 这使得该系统在光动力治疗上具有非常好的应用前景.     

有机化合物血卟啉及其衍生物被物理因素--超声激活机理研究

利用1，3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)作为单线态氧捕获剂，研究了超声激活血卟啉的机理，通过用紫外-可见分光光度计测量了超声辐照配制好的血卟啉和DPBF溶液后的DPBF相对消耗量，表明了单线态氧的存在量．实验结果显示了DPBF的消耗量随超声照射时间和强度的增加而增加．从而支持了超声激活血卟啉产生单线态氧的说法．并提出了采用各向同性集光球把声致发光和声场分开的方法，进一步研究了是超声空化产生的荧光，还是高温热点激活血卟啉产生单线态氧．与白光对比结果表明，声致发光虽能使照相底版感光，但不足以激活血卟啉产生单线态氧．     

2,5-二取代噁二唑的研究

本文合成了二十六种2-苯基和2-取代苯基-5-(4'-联苯基)噁二唑化合物,测定了这些化合物的熔点、紫外吸收光谱、荧光发射光谱、荧光量子产率和激光转换效率。其中十七种化合物在近紫外区有较高的激光转换效率。