溴代氮杂氟硼二吡咯类近红外吸收光敏剂的合成，光物理性质及其产生单线态氧性能研究

吴清华，崔救恩，焦莉娟，郝二红

(安徽师范大学 化学与材料科学学院，安徽 芜湖 241002)

光动力学疗法(Photodynamic Therapy,PDT)[1-3]是一种基于光化学反应的新型治疗技术，其有着较多的优势而成为目前人们研究的热点。光敏剂(Photosensitizers,PS)在PDT中至关重要，新型高效的光敏剂是人们一直追求的目标。PDT治疗中具有光活性的化学药物和其适当的波长两者协同作用而产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)，继而产生细胞毒性。在PDT的临床治疗中，通常是使用静脉注射PS，之后由于细胞的吞噬转运等会使得PS聚集到病灶上，然后再用适当波长的光对病变组织进行照射，这些富集在病灶上的PS由于光的激发而发生一系列的光物理、光化学反应。综上所述，光动力疗法具有其他疗法所不能替代的优点：选择性强、微创、基本不伤害正常组织、安全、毒副作用小、疗效确切、抗瘤谱广、操作简便、不产生耐药性、可重复治疗、可与其他疗法同时进行而不影响其他治疗的疗效并与多种恶性肿瘤的治疗手段有相加或协同作用。

虽然PDT治疗有着较多的优点，但仍存在许多问题需要解决。目前所发展的光敏剂的吸收波长较短，限制了PDT治疗时的组织穿透性，一般仅能穿透0.5 cm厚的机体组织。并且由于人体组织的散射和吸收使得PDT的适用范围遭到了较大的限制，目前常见的PDT疗法主要适用于皮肤的浅表以及空腔脏器的治疗。受限于PS的吸收波长使其治疗的范围也遭到了限制。光由于其波长的不同而使其具有不同的组织穿透能力，波长的增加能有效地提高激光的穿透力。光敏剂是光动力学疗法的核心物质，设计开发理想新型近红外光敏剂是解决激光穿透力较弱的关键。理想光敏试剂要求：①单一组分的纯化合物；②能在肿瘤及癌细胞中快速选择性富集停留；③长波近红外区域(650～850 nm的PDT激发光窗口)有强吸收；④治疗窗口宽(兼有暗毒性弱和光毒性强的性能)[4]。

氮杂氟硼二吡咯是近年受到广泛重视的一类荧光染料，具有诸多优点：在650 nm以上近红外区域有强烈的吸收；有较好的光稳定性；合成简单等[5-9]。由于重原子效应，溴代或碘代的Aza-BODIPY衍生物由于重原子效应可以产生单线态氧，是良好的光敏剂，具有发展成光动力学疗法光敏剂的潜力。系统研究了几种选择性溴代氮杂氟硼二吡咯的合成方法，发现在溴素过量时，能意外地选择性生成多溴代产物；研究并比较了产物光物理性质，发现这些氮杂氟硼二吡咯在2，6-位溴代的分子都能在近红外光照下高效地产生单线态氧，进一步比较溴原子在氮杂氟硼二吡咯1,7及3,5位的芳环上时，其位置对单线态氧性能的影响。

1 实验部分

1.1 药品及试剂

实验中所使用的试剂除非特殊说明外均使用的分析纯，均未经进一步处理，使用0.25 mm的TLC板(60F-254)对反应进行跟踪。1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF,97%，购自Aldrich公司)。

1.2 样品的测试与表征

实验中的核磁氢谱(1H NMR)以及碳谱(13C NMR)是从Bruker公司生产的AV-300这一型号的核磁仪测试得到的，谱图中的化学位移的内标用的是Si(CH3)4(TMS)，化学位移的单位是ppm。在获得测试数据后，利用Mestrenova软件进行后处理。实验中的紫外可见吸收光谱是用岛津UV2450分光光度计(190～900 nm扫描范围)测得。荧光发射光谱是用Hitachi F-4600FL分光光度计测得。

单线态氧产生效率测试。利用染料分子与二苯基异苯并呋喃(DPBF)反应，测试其降解速率。在氯仿中将光敏剂和参比光敏剂(MB)以及DPBF的浓度分别配制为2.0×10-6M，2.0×10-6M和5.0×10-5M，使用氙灯照射，以590 nm的长波通滤光片滤光，通过调节氙灯的电压，将其光强调至0.5 mW/cm2，通过吸收光谱记录DPBF在415 nm处的吸光度的变化。

紫外光谱性质的测定。①称量：紫外可见吸收光谱的测定需要确定化合物的结构，确保化合物达到很高纯度和干燥度，用万分之一天平称取质量为1.0～3.0 mg左右的样品。②配样：首先用0.5～1 mL的二氯甲烷溶解配制10-3mol/L的样品母液。再用移液枪移取10～30 μL母液加入到4 mL离心管中，等待CH2Cl2挥发干后，用5 mL移液管移取测试所需的不同溶剂，配成三组浓度梯度不同的数量级为10-5mol/L的测试样，并且尽可能确保紫外吸光度在0.2～0.7范围内。③测试：每一种溶剂测试前，用相应溶剂的空白样扫描基线后进行紫外可见吸收光谱的测试。

荧光发射光谱性质的测定：荧光发射光谱通常需要样品的浓度在10-6mol/L左右。荧光量子产率的测定以1,3,5,7-四苯基AzaBODIPY 4a(氯仿,φ=0.34)为参比，激发波长为600 nm。研究中所有化合物荧光量子产率的计算公式为[10]：

式中,Φ为量子产率；A为样吸收强度；I为荧光光谱线下的积分面积；n为各个溶剂的折射率；下标s和x分别代表标准物和各个样品。

1.3 样品的合成

化合物1-3按文献报道的方法合成[5,9,11]，其制备方法如下。

(1)α-β不饱和芳酮1a-c的制备。

称取B(20 mmol)置于50 mL烧瓶中,并使用20 mL的EtOH将其溶解，在磁力搅拌的条件下往上述溶液中加入A(20 mmol)，之后再将8 mL 10%的NaOH溶液在搅拌条件下逐滴加入到反应中，在有大量黄色沉淀固体生成前继续搅拌，反应完成后,抽滤,滤饼先用水洗,再用乙醇/水混合溶剂(体积比10∶7)洗涤,干燥,得固体产物1,产率分别为：1a(3.9 g,94%),1b(5.4 g,95%),1c(5.2 g,92%)。

1a:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.92(d,J=7.12 Hz,2H),7.85(d,J=6.89 Hz,1H),7.78(d,J=5.85 Hz,1H),7.69(d,J=9.30 Hz,4H),7.49～7.51(m,4H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ189.9,145.7,137.2,135.7,132.9,131.5,130.7,129.5,129.0,127.8,122.9.HRMS Calcd for:C15H12O:208.088 8.Found:208.089 8.

1b:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.88(d,J=7.58 Hz,2H),7.82(d,J=6.37 Hz,1H),7.65(d,J=5.92 Hz,4H),7.41～7.45(m,4H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ189.3,145.4,136.9,134.7,131.9,130.7,130.0,129.0,128.5,127.8,121.5.HRMS Calcd for:C15H11BrO:285.999 3.Found:285.998 9.

1c:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.02(d,J=6.88 Hz,2H),7.69～7.79(m,3H),7.49～7.60(m,4H),7.37(d,J=5.32 Hz,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ190.4,143.7,138.4,138.3,134.5,133.2,130.0,128.8,128.7,122.8,97.1.HRMS Calcd for:C15H11BrO:285.999 3.Found:285.999 6.

(2)硝基甲烷与烯酮的迈克尔加成反应制备2a-c。

在50 mL圆底烧瓶中将化合物1(8 mmol)溶于30 mL无水乙醇中,再加入二乙胺(8mL)和硝基甲烷(8 mL)。反应混合物加热回流，70 ℃条件下反应24 h。反应混合物倒入200 mL水中，用二氯甲烷(100 mL×3)萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干后得到油状产物2。其产率分别为：2a(2.02 g,94%),2b(2.64 g,95%),2c(2.55 g,92%)。

2a:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.85(d,J=7.14 Hz,2H),7.51(t,J=7.41 Hz,1H),7.39(d,J=7.14 Hz,2H),7.19～7.29(m,5H),4.74～4.80(m,1H),4.59～4.65(m,1H),4.11～4.16(m,1H),3.31～3.46(m,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ196.8,139.1,136.4,133.5,129.1,128.7,128.0,127.8,127.4,79.5,41.5,39.3.HRMS Calcd for C16H15NO3:269.105 2.Found:269.106 1.

2b:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.76(d,J=8.12 Hz,2H),7.58(d,J=8.35 Hz,2H),7.31～7.34(m,2H),7.26～7.28(m,3H),4.78～4.82(m,1H),4.65～4.70(m,1H),4.17～4.22(m,1H),3.36～3.45(m,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ195.8,138.9,135.1,132.1,129.5,129.1,128.8,127.9,127.4,79.5,41.5,39.2.HRMS Calcd for C16H12BrNO3:345.000 1.Found:345.000 9.

2c:1H NMR(500 MHz,CDCl3):δ7.80(d,J=7.56 Hz,2H),7.59(d,J=8.12 Hz,2H),7.23～7.35(m,5H),4.81～4.84(m,1H),4.74～4.78(m,1H),4.11～4.25(m,1H),3.36～3.40(m,2H).13C NMR(126 MHz,CDCl3):δ196.3,139.0,138.2,135.8,129.5,129.3,128.1,127.6,101.8,79.6,41.5,39.4.HRMS Calcd for C16H12BrNO3:345.000 1.Found:345.000 5.

(3)四芳基氮杂二吡咯甲川3a-c的合成。

将化合物2(1.0 mmol)溶于20 mL无水乙醇中，再加入醋酸铵(1.54 g,20 mmol)，混合物在70 ℃条件下加热回流24 h。冷却到室温后抽滤，固体用乙醇洗涤，再减压干燥得到粗产物，通过硅胶柱色谱分离提纯(石油醚/二氯甲烷=3/1，v/v)得到产物3。其产率分别为：3a(207 mg,46%),3b(236 mg,39%),3c(272 mg,45%)。

3a:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.04～8.08(m,4H),7.94～7.97(m,4H),7.33～7.57(m,12H),7.21(s,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ155.1,149.6,142.7,133.7,132.2,130.1,129.2,129.1,128.3,128.0,126.6,114.9.HRMS Calcd for C32H24N3[M+H]+:450.197 0.Found:450.194 8.

3b:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.03(d,J=8.12 Hz,4H),7.77(d,J=8.33 Hz,4H),7.66(d,J=8.12 Hz,4H),7.41～7.43(m,4H),7.35～7.38(m,2H),7.15(s,2H).MS(MALDI-TOF):C32H21Br2N3[M]+calcd:m/z 607.008 2.Found:m/z 607.03 4.

3c:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.88～7.95(m,8H),7.48～7.60(m,10H),7.19(s,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):Compound was too insoluble to record a spectrum.HRMS Calcd for C32H22Br2N3[M+H]+:606.018 0.Found:606.019 2.

(4)Aza-BODIPY 4的合成。

将化合物3(10 mmol)、醋酸铵(11.6 g,15 eq)溶于30 mL醋酸中，置于120 ℃下反应8 h，趁热过滤、洗涤、烘干得到黑绿色固体，然后将它溶解在甲苯中，置于65 ℃下分别加入三乙胺(10 mL)、三氟化硼乙醚(15 mL)反应30 min，然后用二氯甲烷萃取、干燥、旋干得到粗产物，进一步通过重结晶(二氯甲烷和石油醚)得到化合物4。其产率分别为：4a(4.27 g,86%),4b(5.62 g,86%),4c(5.55 g,85%)。

4a:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.05～8.07(m,8H),7.4～7.55(m,12H),7.02(s,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ158.9,1454.6,143.8,131.8,130.2,129.9,129.1,128.8,128.3,127.9,127.5,118.8.HRMS Calcd for C32H23BF2N3[M+H]+:498.195 3.Found:498.196 3.

4b:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.01～8.02(m,4H),7.78～7.86(m,4H),7.53～7.59(m,4H),7.41～7.48(m,6H),6.99(s,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ158.1,145.5,144.3,131.7,130.8,130.7,130.6,129.5,129.2,128.4,125.7,118.6.HRMS Calcd for C32H21BBr2F2N3[M+H]+:656.003 3.Found:656.006 1.

4c:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ8.01～8.04(m,4H),7.90(d,J=8.3 Hz,4H),7.61(d,J=8.3 Hz,4H),7.48～7.51(m,6H),7.03(s,2H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ159.6,145.1,142.6,131.6,131.0,129.8,129.6,129.3,128.4,124.1,119.1,107.5.HRMS Calcd for C32H21BBr2F2N3[M+H]+:654.016 3.Found:654.017 1.

(5)溴代Aza-BODIPY 5a-c的合成。

路线a:在干燥的50 mL圆底烧瓶中，称取3a-c(1 mmol)溶于30 mL的二氯甲烷，另称取NBS(390 mg,2.1 mmol)溶于5 mL的二氯甲烷，滴加到圆底烧瓶中，室温下搅拌，TLC跟踪，待原料完全反应后，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品之后将其溶于10 mL甲苯中，依次加入1 mL三乙胺和1.5 mL三氟化硼乙醚，在65 ℃的条件下反应30 min，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品，重结晶得到5a-c。其产率分别为：5a(392 mg,60%),5b(533 mg,66%),5c(566 mg,70%)。

路线b:在干燥的50 mL圆底烧瓶中，称取4(1 mmol)溶于30 mL的二氯甲烷，另称取NBS(712 mg,4 mmol)溶于10 mL的二氯甲烷，滴加到圆底烧瓶中，室温下搅拌，TLC跟踪，待原料完全反应后，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品，再经柱层析分离得到产物5。其产率分别为：5a(559 mg,85%),5b(719 mg,89%),5c(727 mg,90%)。

路线c:在干燥的250 mL圆底烧瓶中，称取4(1 mmol)溶于150 mL的二氯甲烷，将称好的液溴溶于10 mL的二氯甲烷，冰水浴条件下逐滴滴加到反应溶液中，滴加完后再继续搅拌15 min。待反应完全后，加入100 mL饱和的硫代硫酸钠溶液淬灭反应，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品，再经柱层析分离得到产物5。其产率分别为：5a(601 mg,92%),5b(768 mg,95%),5c(760 mg,94%)。

5a:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.86～7.90(m,4H),7.71～7.74(m,4H),7.42～7.50(m,12H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ157.2,143.1,141.7,129.5,129.4,129.1,129.0,128.3,128.1,126.8,126.5,109.4.HRMS Calcd for C32H21BBr2F2N3[M+H]+:654.016 3.Found:654.031 4.

5b:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.88～7.97(m,4H),7.58～7.69(m,4H),7.42～7.51(m,6H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ153.7,143.3,141.4,131.9,131.5,130.8,130.3,129.9,128.1,126.0,122.7,114.5.HRMS Calcd for C32H19BBr4F2N3[M+H]+:814.812 1.Found:814.8099.

5c:1H NMR(300 MHz,CDCl3):δ7.69～7.72(m,8H),7.56～7.58(m,4H),7.45～7.48(m,6H).13C NMR(75 MHz,CDCl3):δ158.5,143.8,141.5,131.9,131.7,131.3,130.6,129.5,129.3,128.5,124.7,110.8.HRMS Calcd for C32H19BBr4F2N3[M+H]+:813.828 2.Found:813.827 0.

(6)四芳基氮杂二吡咯甲川3c直接多溴代合成Aza-BODIPY 5b。

在干燥的250 mL圆底烧瓶中，称取3a(449 mg,1 mmol)溶于150 mL的二氯甲烷，将称好的液溴(5.7 g,36 mmol)溶于10 mL的二氯甲烷，冰水浴条件下逐滴滴加到反应溶液中，滴加完后再继续搅拌15 min。待反应完全后，加入100 mL饱和的硫代硫酸钠溶液淬灭反应，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品之后将其溶于10 mL甲苯中，依次加入1 mL三乙胺和1.5 mL三氟化硼乙醚，在65 ℃的条件下反应30 min，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品，重结晶得到产物5b(646 mg,80%)。

(7)溴代Aza-BODIPY 5d的合成。

在干燥的50 mL圆底烧瓶中，称取4a(497 mg,1 mmol)溶于30 mL的二氯甲烷，另称取NBS(196 mg,1.1 mmol)溶于5 mL的二氯甲烷，滴加到圆底烧瓶中，室温下搅拌，TLC跟踪，待原料完全反应后，用二氯甲烷萃取(3×50 mL)、收集有机相水洗(3×50 mL)、干燥、减压浓缩得到粗产品，再经柱层析分离得到产物5d(448 mg,78%)。

5d:1H NMR(300 MHz,CDCl3)δ7.96～8.01(m,4H),7.87(d,J=8.9 Hz,2H),7.63(d,J=8.9 Hz,2H),7.41～7.47(m,12H),7.09(s,1H).13C NMR(75 MHz,CDCl3)δ162.4,155.5,146.3,145.6,143.2,140.7,131.9,131.8,131.5,130.6,130.1,129.9,129.6,129.1,128.8,128.7,129.4,128.3,127.8,127.7,127.0,126.9,119.9,108.8.HRMS(EI)Calcd.for C32H22BBrF2N3[M+H]+577.092 6.Found 577.093 9.

2 结果与讨论

2.1 氮杂氟硼二吡咯的合成

Aza-BODIPY按文献报道的方法合成[9]。主要经过羟醛缩合合成查尔酮1，其产率分别是1a(94%),1b(95%),1c(92%)；再与二乙胺发生迈克尔加成生成2，其产率分别是2a(94%),2b(95%),2c(92%)；后者在乙醇中回流与醋酸铵缩合得到二吡咯甲川3如图1所示。其产率分别是3a(46%),3b(39%),3c(45%)，这三步反应都很高效，无需柱色谱分离。化合物3经与三氟化硼配位得到氮杂氟硼二吡咯4。作为亲电取代反应的一种，溴化反应更倾向于发生在二吡咯甲川和Aza-BODIPY母核上电负性最强2,6位。由图1可知，研究了未配位的二吡咯甲川3a-c的溴化反应。发现2.1倍当量的NBS在二氯甲烷中反应30 min，能高效地对其2,6位进行溴化，之后再用三氟化硼乙醚进行配位，以60%～70%的产率从3a-c得到了双溴代Aza-BODIPYs 5a-c。

图1 双溴代氟硼二吡咯的合成

在溴化3a的时候，当增加液溴的当量时，有新的不同于5a的极性更小的产物出现，优化液溴当量到36倍当量时如图2a所示，能得到一个主要的产物。核磁鉴定得到的是一种意外的4溴代的Aza-BODIPY 5b，并通过X单晶衍射进一步得到证实如图3所示。同时，5b的结构也与从对应的溴代苯乙酮B2出发合成得到的溴化产物一致。这个结构说明二吡咯甲川3a能先选择性溴化吡咯位，然后进一步溴化3，5-位取代的苯环的对位。进一步增大液溴的当量有新的溴化产物出现，但是产物比较复杂，未进一步分离。

进一步，尝试对配位后的产物Aza-BODIPY 4a直接溴化。如图2b所示，Aza-BODIPY 4a与1.1倍当量的NBS在二氯甲烷中室温反应，TLC跟踪反应，发现该反应能以78%的产率得到了单溴代的产物5d，控制好反应当量和时间，能较好地控制双溴化产物的量和原料的剩余。当增加NBS的当量到4倍时(图1，路线b)，以较高的产率选择性得到了双溴代的产物5a-c(85～90%)，TLC基本上观察不到原料和单溴代产物。值得一提的是，当该反应在使用NBS时用的是二氯甲烷/甲醇的混合溶剂，随着反应时间的延长，溶液中的原料及产物点都会消失，造成该现象可能是由于NBS与甲醇反应生成MeOBr，后者破坏了Aza-BODIPY母核。最后，将NBS换成Br2时(图1，路线c)，在同样的当量下，使用液溴也能很好地得到相应的产物，并且反应的产率有所提升(92%～95%)。

图2 四溴代氟硼二吡咯5b和单溴代5d的合成

2.2 溴化Aza-BODIPY 5b的晶体结构

在甲醇与二氯甲烷的混合溶液中培养出单晶5b，并通过X射线单晶衍射对其表征，通过表征数据可以知道，这些溴化的Aza-BODIPY的母体骨架表现出很好的平面性，其F-B-F键的键长与传统的键长相比，变化不大。其B-N键的键长在1.57 Å左右，表明其正常的正电荷的离域。其1,7位苯环与其母核的二面角在40°以内。Aza-BODIPY 5b的晶体结构如图3所示，其晶体学数据如表1所示。

图3 Aza-BODIPY 5b的晶体结构

表1 Aza-BODIPY 5b的晶体学数据

注：abond distance(Å),bdihedral angle between aromatic ring and Aza-BODIPY core(°)

2.3 Aza-BODIPY的光物理性质

对设计合成的Aza-BODIPYs 4-5染料分子进行光物理性能的测试。Aza-BODIPY 5a-d(a,b,c,d)在氯仿中归一化的紫外吸收及荧光发射谱如图4所示，Aza-BODIPYs 4和5在氯仿中的光物理性质如表2所示。这些染料在600～700 nm范围内都有强的吸收。通过对其吸收波长的比较可知，当1,7或3,5位芳环中含有溴原子时，其吸收波长相对于芳环中不含溴原子时有微弱的红移，并伴随着荧光发射波长的红移。该类染料都有着较大的摩尔消光系数，与单体相类似。通过对其荧光量子产率的测试，4a-c在氯仿中的量子产率为0.32～0.34，激发态下1,7或3,5位芳环的旋转导致的内转换可能会损耗一部分吸收的能量[12]，同时发现1,7或3,5位芳环溴化的4b和4c荧光量子产率没有明显的减弱。而2，6-位溴化的5a-d由于重原子效应使得激发态单重态能量通过系间窜越到激发态三重态而导致荧光量子产率明显减弱。其中，2-位单溴代的5d荧光量子产率下降相对较少。这些结果显示溴代的位置对系间窜越影响很大。

表2 Aza-BODIPYs 4和5在氯仿中的光物理性质

注：a4,5 were excited at 600 nm,bFluorescence quantum yields were calculated using 1,3,5,7-tetraphenyl-Azadipyrromethene(φ=0.34 in chloroform),The standard errors are less than 10% based on three independent measurements

2.4 Aza-BODIPY的产生单线态氧性质

为了探究Aza-BODIPYs 5a-c作为光敏剂在PDT治疗中的潜在应用，进一步研究了他们的单线态氧产生效率。以亚甲基蓝(MB)作参比，在氯仿中研究了它们对DPBF的光降解实验(DPBF能与活性氧发生反应，从而导致其浓度的降低)。根据文献中的方法[13]，在氯仿中将5a-c和MB以及DPBF的浓度分别配制为2.0×10-6M，2.0×10-6M和5.0×10-5M，使用氙灯照射，以590 nm的长波通滤光片滤光，通过调节氙灯的电压，将其光强调至0.5 mW/cm2，通过吸收光谱记录DPBF在415 nm处的吸光度的变化。Aza-BODIPYs 5a-c及MB的单线态氧产生效率及5a-c在氯仿中随时间变化的吸收谱如图5所示。从图5的DPBF的降解速率可以知道，双溴化及四溴化的Aza-BODIPY都有较高的单线态氧产生速率，并且5a及5b在氯仿中的降解速率都比MB的要快。不同的是，对于四溴化的5b和5c来说，当溴原子的位置在3,5位的芳环时，其DPBF的降解速率要高于溴原子在1,7位的，造成该现象的原因可能是溴原子在3,5位时能有效地促进其系间窜越。

图5 Aza-BODIPYs 5a-c及MB的单线态氧产生效率及5a-c在氯仿中随时间变化的吸收谱

3 结论

综上所述，研究发展并比较了三种选择性合成溴代氮杂氟硼二吡咯的方法，发现溴素和NBS都能有效地溴化氮杂氟硼二吡咯或者其未配位前体氮杂二吡咯甲川，并且反应会选择性地先在2,6位引入溴原子，当氮杂氟硼二吡咯的1，3，5，7位基团相同时，过量的溴会选择性地在3，5位苯环的对位溴化。产物光物理性质研究发现2,6位溴化能非常有效地降低产物荧光量子效率，而1，3，5，7位取代芳环上溴化对荧光量子效率影响较小。2,6-位溴代氮杂氟硼二吡咯分子能有效地促进其系间窜越，在近红外光照下高效地产生单线态氧。