以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法
【專利摘要】以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，涉及熒光化合物。將原料4?磺基鄰苯二甲酸三銨鹽、尿素、氯化銨、鉬酸銨、硼酸、三正辛基膦、金屬鹽混合反應，反應物洗滌，酸性鹽析，反復水提、離心、蒸干后再洗滌，得磺基金屬酞菁熒光化合物。無需大量使用高毒性有機溶劑，且反應時間短、反應裝置簡單、操作簡便。以三正辛基膦為高溫溶劑，其沸點遠高于環丁砜，克服了環丁砜在反應溫度時發生明顯分解而導致溶劑迅速減少且引入雜質的弱點，保證足夠的反應時間，有利于提高產率。對于低產率熒光金屬酞菁化合物的合成尤為有利。
【專利說明】
以三正辛基麟為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及熒光化合物，尤其是涉及一種以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁 熒光化合物的方法。
【背景技術】
[0002] 四磺基取代的、具有熒光發射特性的金屬酞菁化合物或具有熒光量子產率高、熒 光發射在紅色波長區域以及光化學穩定性好等特點而成為性能優良的新型熒光示蹤劑;或 因三線態產率高而成為很有希望的光動力治療用光敏劑。
[0003] 國內外文獻調研表明，四磺基金屬酞菁焚光化合物的合成方法分為液相法和固相 法。液相法存在的主要問題是：（1)反應時間長；（2)需大量使用高毒性的有機溶劑，如硝基 苯[James H.Weber and Daryle H.Busch,Inorganic Chemistry，1965,4(4):469-471]。固 相法是輔以少量高溫溶劑，使反應物充分混合，再升溫反應，使用的高溫溶劑為環丁砜 [J.Griffiths,J.Schofield,M.ffainwright and S.B.Brown,Dyes and Pigments,1997,33 (l):65-78]。該法存在的問題是:所使用的高溫溶劑(環丁砜)在200°C時開始分解，在酞菁 反應溫度處(210~230°C)顯著分解，不利于反應，同時引進雜質。無論采用液相法還是固相 法，都存在有的產物產率低這一共性問題。如四磺基鋁酞菁的合成產率難以超過5%。
[0004] 獲得四磺基取代的熒光金屬酞菁化合物還有另一途徑，即對無取代的金屬酞菁進 行磺化，獲得一至四取代的磺基金屬酞菁，在通過色譜技術進行分離純化，獲得四磺基取代 的焚光金屬釀菁[M.Ambroz，A.Beeby，A. J.Macrobert，M. S? C. Simpson，R.K? Svensen，and D.Philips，J.Photochem .Photobiol ?，B:biol. ,1991,(9): 87-95]。這一方法需使用大型儀 器一制備型高速液相色譜儀，技術要求高，制備周期長，需使用大量高純度有機溶劑（甲 醇），制備成本高且由于甲醇的毒性而帶來安全性問題。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的旨在解決前述熒光金屬酞菁化合物合成、制備存在的大量使用有毒 有機溶劑、反應時間長、高溫溶劑易分解，特別是有的酞菁熒光化合物合成產率低等問題， 提供三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法。
[0006] 本發明的具體步驟如下：
[0007] 將原料4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽、尿素、氯化銨、鉬酸銨、硼酸、三正辛基膦、金屬 鹽混合反應，反應物洗滌，酸性鹽析，反復水提、離心、蒸干后再洗滌，得磺基金屬酞菁熒光 化合物。
[0008] 所述4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽、尿素、氯化銨、鉬酸銨、硼酸、三正辛基膦、金屬鹽 的質量比可為112:84:7:1:1:10: (10~50);所述金屬鹽可選自鎂、鈣、鋁、鋅、硅、鍺、鎵、錳、 鐵、鈷、鎳、鉻、銅、鎘的氯化物、氧化物或醋酸鹽;所述混合反應可先預熱至140°C，使反應物 充分混合，然后升溫至210~230°C繼續反應lh;所述洗滌可依次用氯仿、甲醇洗滌;所述蒸 干后再洗滌可采用乙醇洗滌至少2次。
[0009]所制得的磺基金屬酞菁熒光化合物的化學結構式如下：
[0011]其中，M=Al，Zn，Cd，Hg，Mn。
[0012]在本發明中采用的高溫反應溶劑為三正辛基膦，是本發明的核心要素。
[0013] 與液相法和固相法相比，本發明的優點如下：
[0014] 1、與液相法比，本發明無需大量使用高毒性有機溶劑，且反應時間短、反應裝置簡 單、操作簡便。
[0015] 2、與固相法比，本發明以三正辛基膦為高溫溶劑，其沸點遠高于文獻使用的環丁 砜，克服了環丁砜在反應溫度時發生明顯分解而導致溶劑迅速減少且引入雜質的弱點，保 證足夠的反應時間，有利于提高產率。
[0016] 3、與文獻報道的液相和固相合成法相比，本發明提出的三正辛基膦高溫溶劑合成 法對于低產率熒光金屬酞菁化合物的合成尤為有利。如，四磺基鋁酞菁的合成，無論采用傳 統的液相法還是固相法進行合成，其產率都難以達到3%以上，而采用本發明的方法，合成 產率可達到甚至超過8 %。
【具體實施方式】
[0017] 以下實施例將對本發明作進一步的說明。
[0018] 實施例：
[0019] 反應物4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽56g、尿素41g、三氯化鋁7g、氯化銨3.5g、鉬酸銨 〇.58、硼酸0.58、三正辛基膦5 8。
[0020] 操作步驟：
[0021] (1)將上述反應物于反應容器中混合。
[0022] (2)升溫至140C，攪拌均勻。
[0023] (3)待上述反應物呈熔融狀態時，快速升溫至反應溫度(210 230 C)，維持11.5h。
[0024] (4)有機溶劑洗滌，先氯仿后甲醇。
[0025] (5)用以NaCl飽和的1M鹽酸鹽析處理。
[0026] (6)反復水提、離心、蒸干，
[0027] (7)乙醇多次洗滌。
[0028] (8)真空干燥后稱重，得產物4.6g，產率8.2%。
[0029] 磺基取代的金屬酞菁熒光化合物在生物醫藥領域有著廣泛的應用。本發明的目的 在于解決現有技術的弱點，包括產率低，大量使用高毒性有機溶劑以及反應用溶劑沸點偏 低等。本發明采用的反應方法是將4-磺基鄰苯二甲酸的鈉鹽(或銨鹽)化合物、尿素、金屬 鹽、催化劑以及三正辛基膦的混合物加熱熔化，攪拌均勻后提高溫度至反應溫度并維持一 定時間，即可獲得四磺基取代的、具有熒光發射特性的金屬酞菁化合物。與現有技術相比， 本發明產率明顯提高，技術簡化、操作簡便、降低成本、利于推廣。
[0030] 本發明采用高溫反應溶劑三正辛基膦，克服了現有技術的弱點，包括產率低，大量 使用高毒性有機溶劑以及反應用溶劑沸點偏低等。將4-磺基鄰苯二甲酸的鈉鹽(或銨鹽)化 合物、尿素、金屬鹽、催化劑以及三正辛基膦按一定比例混合，加熱融化，并充分攪拌，使反 應物均勻混合。使反應物在一定溫度（約140°C)下進行預混勻，后迅速升溫至反應溫度。以 4-磺基鄰苯二甲酸單鈉鹽或4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽為起始原料。
【主權項】
1. 以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特征在于具體步驟如 下： 將原料4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽、尿素、氯化銨、鉬酸銨、硼酸、三正辛基膦、金屬鹽混 合反應，反應物洗滌，酸性鹽析，反復水提、離心、蒸干后再洗滌，得磺基金屬酞菁熒光化合 物。2. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所述4-磺基鄰苯二甲酸三銨鹽、尿素、氯化銨、鉬酸銨、硼酸、三正辛基膦、金屬鹽的 質量比為 112:84:7:1:1:10: (10~50)。3. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所述金屬鹽選自鎂、鈣、鋁、鋅、硅、鍺、鎵、錳、鐵、鈷、鎳、鉻、銅、鎘的氯化物、氧化物 或醋酸鹽。4. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所述混合反應是先預熱至140°C，使反應物充分混合，然后升溫至210~230°C繼續反 應lh。5. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所述洗滌是依次用氯仿、甲醇洗滌。6. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所述蒸干后再洗滌是采用乙醇洗滌至少2次。7. 如權利要求1所述以三正辛基膦為溶劑合成磺基金屬酞菁熒光化合物的方法，其特 征在于所制得的磺基金屬酞菁熒光化合物的化學結構式如下：其中，M=Al，Zn，Cd，Hg，Mn。
【文檔編號】C09K11/06GK105820170SQ201610292865
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】李東輝, 黃萍, 鄧雅斌
【申請人】廈門大學