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(yīng)，反應(yīng)物洗滌，酸性鹽析，反復(fù)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(jī)溶劑，且反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便。以三正辛基膦為高溫溶劑，其沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)丁砜，克服了環(huán)丁砜在反應(yīng)溫度時(shí)發(fā)生明顯分解而導(dǎo)致溶劑迅速減少且引入雜質(zhì)的弱點(diǎn)，保證足夠的反應(yīng)時(shí)間，有利于提高產(chǎn)率。對(duì)于低產(chǎn)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(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)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(shù)】
[0002] 四磺基取代的、具有熒光發(fā)射特性的金屬酞菁化合物或具有熒光量子產(chǎn)率高、熒 光發(fā)射在紅色波長(zhǎng)區(qū)域以及光化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)而成為性能優(yōu)良的新型熒光示蹤劑;或 因三線態(tài)產(chǎn)率高而成為很有希望的光動(dòng)力治療用光敏劑。
[0003] 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)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(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；（2)需大量使用高毒性的有機(jī)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(yīng)物充分混合，再升溫反應(yīng)，使用的高溫溶劑為環(huán)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(huán)丁砜)在200°C時(shí)開始分解，在酞菁 反應(yīng)溫度處(210~230°C)顯著分解，不利于反應(yīng)，同時(shí)引進(jìn)雜質(zhì)。無論采用液相法還是固相 法，都存在有的產(chǎn)物產(chǎn)率低這一共性問題。如四磺基鋁酞菁的合成產(chǎn)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(duì)無取代的金屬酞菁進(jìn) 行磺化，獲得一至四取代的磺基金屬酞菁，在通過色譜技術(shù)進(jìn)行分離純化，獲得四磺基取代 的焚光金屬釀?shì)糩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(shù)要求高，制備周期長(zhǎng)，需使用大量高純度有機(jī)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(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)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(jī)溶劑、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、高溫溶劑易分解，特別是有的酞菁熒光化合物合成產(chǎn)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(fā)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(yīng)，反應(yīng)物洗滌，酸性鹽析，反復(fù)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(zhì)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(yīng)可先預(yù)熱至140°C，使反應(yīng)物 充分混合，然后升溫至210~230°C繼續(xù)反應(yīng)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(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
[0011]其中，M=Al，Zn，Cd，Hg，Mn。
[0012]在本發(fā)明中采用的高溫反應(yīng)溶劑為三正辛基膦，是本發(fā)明的核心要素。
[0013] 與液相法和固相法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
[0014] 1、與液相法比，本發(fā)明無需大量使用高毒性有機(jī)溶劑，且反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)裝置簡(jiǎn) 單、操作簡(jiǎn)便。
[0015] 2、與固相法比，本發(fā)明以三正辛基膦為高溫溶劑，其沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)使用的環(huán)丁 砜，克服了環(huán)丁砜在反應(yīng)溫度時(shí)發(fā)生明顯分解而導(dǎo)致溶劑迅速減少且引入雜質(zhì)的弱點(diǎn)，保 證足夠的反應(yīng)時(shí)間，有利于提高產(chǎn)率。
[0016] 3、與文獻(xiàn)報(bào)道的液相和固相合成法相比，本發(fā)明提出的三正辛基膦高溫溶劑合成 法對(duì)于低產(chǎn)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(tǒng)的液相法還是固相法進(jìn)行合成，其產(chǎn)率都難以達(dá)到3%以上，而采用本發(fā)明的方法，合成 產(chǎn)率可達(dá)到甚至超過8 %。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018] 實(shí)施例：
[0019] 反應(yīng)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(yīng)物于反應(yīng)容器中混合。
[0022] (2)升溫至140C，攪拌均勻。
[0023] (3)待上述反應(yīng)物呈熔融狀態(tài)時(shí)，快速升溫至反應(yīng)溫度(210 230 C)，維持11.5h。
[0024] (4)有機(jī)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(fù)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(chǎn)物4.6g，產(chǎn)率8.2%。
[0029] 磺基取代的金屬酞菁熒光化合物在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明的目的 在于解決現(xiàn)有技術(shù)的弱點(diǎn)，包括產(chǎn)率低，大量使用高毒性有機(jī)溶劑以及反應(yīng)用溶劑沸點(diǎn)偏 低等。本發(fā)明采用的反應(yīng)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(yīng)溫度并維持一 定時(shí)間，即可獲得四磺基取代的、具有熒光發(fā)射特性的金屬酞菁化合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明產(chǎn)率明顯提高，技術(shù)簡(jiǎn)化、操作簡(jiǎn)便、降低成本、利于推廣。
[0030] 本發(fā)明采用高溫反應(yīng)溶劑三正辛基膦，克服了現(xiàn)有技術(shù)的弱點(diǎn)，包括產(chǎn)率低，大量 使用高毒性有機(jī)溶劑以及反應(yīng)用溶劑沸點(diǎn)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?jǐn)嚢瑁狗?應(yīng)物均勻混合。使反應(yīng)物在一定溫度（約140°C)下進(jìn)行預(yù)混勻，后迅速升溫至反應(yīng)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(quán)項(xiàng)】
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(yīng)，反應(yīng)物洗滌，酸性鹽析，反復(fù)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(quán)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(zhì)量比為 112:84:7:1:1:10: (10~50)。3. 如權(quán)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(quán)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(yīng)是先預(yù)熱至140°C，使反應(yīng)物充分混合，然后升溫至210~230°C繼續(xù)反 應(yīng)lh。5. 如權(quán)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(quán)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(quán)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(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，M=Al，Zn，Cd，Hg，Mn。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK105820170SQ201610292865
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】李東輝, 黃萍, 鄧雅斌
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)