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具有细胞显影的三联吡啶类配合物双光子材料及制备方法
一、技术领域：
本发明涉及一种双光子吸收材料及其制备方法，具体地说是一种具有活体组织细胞显影功能的双光子吸收材料及其合成方法。
二、背景技术
近年来，随着双光子吸收材料的发现，双光子荧光技术在应用方面有了重大突破。由于双光子技术使用的是长波激发(近红外)，具有激发能量低、波长长，穿透性强、光损伤小等特点，在医疗诊断和荧光显微成像技术中有诱人的应用前景。2004年，O’Halloran(J.Am.Chem.Soc.，2004，126，712-713)等报道了以Zn(II)离子为中心的配合物双光子荧光显微技术在检测活体组织细胞中的应用，成功解决了单光子诱导荧光对活体组织细胞存在辐射损伤的缺点，从而引起了人们对配合物双光子显影材料的制备和生物学应用的研究兴趣。
近两年含N、S、O等杂环配体的配合物双光子材料方面的报道越来越多，其中涉及单核、多核配合物以及簇合物，它们均表现出较好的双光子行为，其中最有代表性工作应该是2006年的Goswami(J.Am.Chem.Soc.，2006，128，402-403)等人报道一组Zn(II)希夫碱的双光子光学行为，金属离子的引入增大了配体的双光子吸收截面。
19世纪30年代，2，2′:6′，2″-三联吡啶(简称为三联吡啶)，首次被Morgan和Burstall成功分离出来。自此以后，通过设计与现代合成技术，一些具有潜在应用前景的三联吡啶衍生物已被高效合成和广泛研究。由于三联吡啶基团是含有三个N原子的螯合配位基，它的衍生物与过渡金属具有良好的螯合能力，在双光子配合物材料的制备中有广泛的应用价值。在配合物的研究当中，人们发现，功能化的三联吡啶衍生物的配合物有着特殊的光物理性质，在光化学上能被用作荧光或电化学传感器。在临床医学和生物化学方面，已被广泛的应用在金属显色测定、DNA结合试剂制备和抗癌研究等方面。
硫和锌是重要的生命元素，长期以来，科学界十分关注Zn(II)中心含硫配合物材料的研究工作。然而，由于硫具有较高的富电子性，至今没有获得硫原子端基配位的配合物，已报道的大多是硫原子桥连两个或多个金属中心的多核配合物以及簇合物。
申请人曾就细胞显影和以三联吡啶衍生物为辅助配基的Zn(II)S₂配合物为主题进行过文献调研，结果如下：
(一)、www.google.com网检索结果：(2008/9/27)
 

检索关键词检索结果专利  配合物双光子吸收材料无专利  细胞显影无三联吡啶衍生物26项，均无三联吡啶衍生物类Zn(II)S₂配合物的制备硫原子端基配位配合物无双光子43000项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无关双光子吸收材料33800项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无关三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无三联吡啶类Zn(II)S₂配合物细胞                            显影                          无terpyridine derivates18100项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无关terpyridine derivates                     Zn(II)S₂ complex         无two-photon absorption                    material                                                      72600项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无关two-photon excited                  fluorescence                                                 347000项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无关terpyridine derivates                    two-photon excited                       fluorescence                                                          496项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物制备及其生物显                                                 影无关                                           terpyridine derivates                     two-photon absorption                     material                                                               390项，均与三联吡啶类Zn(II)S₂配合物制备及其生物显                                                 影无关                                           
(二)、中国期刊网检索结果：
检索方式一：
篇名-三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无相关文献。
篇名-三联吡啶类Zn(II)S₂配合物双光子吸收材料无相关文献。
检索方式二：
全文-三联吡啶类Zn(II)S₂配合物无相关文献。
全文-三联吡啶类Zn(II)S₂配合物双光子吸收材料无相关文献。
三、发明内容
本发明旨在提供一种具有活体组织细胞荧光显影特性的双光子吸收材料，所要解决的技术问题是将具有双光子显影基团的三联吡啶衍生物作为辅助配基与硫原子端基配位的Zn(II)中心原子形成三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物。
本发明所称的具有活体细胞显影功能的双光子吸收材料就是三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物，有以下通式：

式中R选自下列取代基之一：

本配合物的特点是Zn(II)离子呈三角双锥配位模式，两个硫离子端基配位，具有双光子显影基团的三联吡啶衍生物三齿螯合配位。
当R为N-己基咔唑取代基时，该配合物的晶体结构X衍射图如图1所示。
该配合物双光子细胞显影测试结果如图2和图3所示，表明本发明合成的这个配合物是优良的活体组织细胞双光子显影材料。
本配合物的合成方法包括三联吡啶衍生物的制备和目标产物配合物合成以及分离、洗涤和干燥。
三联吡啶衍生物的合成依据膦盐和醛之间的Wittg反应。
首先根据文献(Bull.Chem.Soc.Jpn.2007，80，986-993)制得三联吡啶基的膦盐，合成路线图如下：

然后，依据Wittg反应，把膦盐，R-CHO和叔丁醇钾放在研钵中充分研磨至粘稠，用CH₂Cl₂溶解、水洗、干燥、过滤、浓缩和柱分离得到三联吡啶衍生物。
合成路线图如下：

2.三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物的合成：
ZnS纳米晶与三联吡啶衍生物在有机溶剂和密封的压力容器中于125-135度反应22-26小时，冷却、卸压后分离，得到目标产物三联吡啶衍生物的Zn(II)S₂配合物。
本发明的特点：
1、本发明合成的新型三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物是一类具有活体组织细胞双光子荧光显影特性的双光子吸收材料。与其它材料相比具有较大的双光子吸收截面，该类化合物具有激发能量低、波长长，穿透性强、光损伤小、无毒等特点，因此，对细胞无损伤，可用于活体细胞检测、癌症的早期诊断等，具有明显的应用价值。
2、具有双光子响应的三联吡啶衍生物种类繁多。依托本发明的合成方法，变换三联吡啶衍生物的种类，可制得一系列在不同波长下响应的三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物双光子吸收材料。
3、以ZnS纳米晶作原料，原料易得，成本低。采用溶剂热合成技术，密闭体系，环境友好，合成步骤简单，产率高。
四、附图说明
图1是R为N-己基咔唑取代基的三联吡啶衍生物Zn(II)S₂配合物的晶体结构X衍射团。
图2图3是该配合物双光子癌细胞显影测试结果图。
五、具体实施方式
1、三联吡啶衍生物的制备
三联吡啶衍生物的合成依据膦盐和醛之间的Wittg反应。
首先根据文献(Bull.Chem.Soc.Jpn.2007，80，986-993)制得三联吡啶基的膦盐，合成路线图如下：

然后，依据Wittg反应，把膦盐，R-CHO和叔丁醇钾放在研钵中充分研磨至粘稠，用CH₂Cl₂溶解、水洗、干燥、过滤、浓缩和柱分离得到目标产物。
以R-CHO为N-己基咔唑甲醛为例，合成路线图如下：

2、目标产物的合成
以R为N-己基咔唑时的三联吡啶衍生物(标记为L)作为辅助配位基为例。在20cm³的高压釜中，加入ZnS纳米晶19.4mg(0.2mmol)、三联吡啶衍生物L115.6mg(0.2mmol)以及16mL乙醇，密封高压釜，130℃恒温24h，自然冷却到室温，得到红色Zn(S)₂L配合物的单晶，产率85％。