專利名稱：竹紅菌素聯吡啶類釕配合物及其制備方法
技術領域：
本發明屬于具有光動力活性的光敏劑技術領域，涉及一種竹紅菌素聯吡啶類釕配合物及其制備方法。
背景技術：
光動力療法(photodynamic therapy，簡稱PDT)是一種新型臨床治療腫瘤的技術，被公認為臨床上除手術、放療、化療之外的第4種治療癌癥的方法。它是指給人體施用光療藥物-即光敏劑，在合適波長光激發下，光敏劑可以連續產生各種活性中間物質(如單線態氧、超氧陰離子等)，從而殺死病變組織，達到治療疾病的目的。與傳統的治療技術相比，光動力療法具有雙重選擇性(選擇性富集和選擇性光照)和不受病人體質與年齡限制兩大優點，這對于體質差或年齡大的病人的意義尤為突出。
光動力療法自二十世紀70年代開始應用于人類腫瘤治療以來，在臨床癌癥治療中已取得了令人矚目的成就，特別是一九九三年四月十六日加拿大健康保護局(the Health Protection Bureau of Canada)宣布，批準光卟啉(Photofrin)商品化，用于治療膀胱癌和食管癌。此后，美國、歐洲和日本也相繼批準用光動力療法來治療一些癌癥，如胃癌和肺癌等。光動力療法最主要的光敏劑-卟啉類化合物，是1841年Scherer在研究血液性質的試驗中發現的。1966年Lipson將血卟啉衍生物(HPD)用于檢測和控制癌癥，并首次將其用來治療乳腺癌。1976年Kelly和Snell在《泌尿學雜志》1976年115期150頁(J.Urol.，1976，115，150)中發表了血卟啉醋酸衍生物(Haematoporphyrin derivatives，簡稱HPD)對淺層膀胱癌光動力療法的臨床報告，Dougherty等人在《北大西洋公約組織癌癥研究所雜志》1975年第55期115頁(J.Natl.Cancer Inst.，1975，55，115)中報道了對幾千例各種癌癥患者利用HPD進行光動力治療，表明該光療藥物對腦癌、頸癌和眼癌等具有明顯療效。在對HPD化學組成的研究和對腫瘤生物活性成分的分離鑒定后，研制了光敏素II(Photofrin II)，加拿大QLT光藥物公司于1992年正式生產Photofrin II。目前應用臨床的卟啉類光療藥物有HPD、Photofriin II和血卟啉單甲醚(Dihematoporphyrin ethers and esters，簡稱DHE)等。
雖然血卟啉類光敏劑在臨床上取得了肯定的療效，但這些第一代光敏劑仍存在許多不足。首先，它們都是復雜的卟啉混合物，組成不定，結構尚有爭議；其次，作用光譜不理想，組織穿透能力較差；第三，給藥至光照的時間間隔長，且代謝緩慢，皮膚光敏副作用大，因而限制了血卟啉類光敏劑進一步的應用。
為了克服以上的缺點，推動光動力療法的發展，研究工作者研究和篩選許多新型的光敏劑，包括卟啉衍生物、中介取代芳基卟吩類、酞菁類、葉綠素a降解產物衍生物和稠環醌類(竹紅菌素，金絲桃蒽酮等)。
其中竹紅菌素是從我國云南箭竹上的一種寄生真菌-竹紅菌(HypocrellaLanluase Sacc)中提取的天然光敏劑，屬于3，10-二羥基-4，9-苝醌衍生物，有竹紅菌甲素(Hypocrellin A，簡稱HA，如結構I所示)和竹紅菌乙素(HypocrellinB，簡稱HB，如結構II所示)兩種主要成分，均具有光敏產生各種活性氧的
III能力。目前，我國一些醫院已經在臨床上用竹紅菌素光療法治療某些皮膚病(如外陰白色病變、白癲病、牛皮癬等)。1980年萬象儀在《科學通報》1980年第25期1148頁，羅子華等人在《云南醫藥》1980年第一期20頁上報道竹紅菌素光療法治療外陰白色病變和疤痕疙瘩。加拿大的Lown在《光化學與光生物》1997年第65卷第2期352-354頁(Photochemistry &Photobiology，1997，65(2)352-354)上報道竹紅菌乙素具有明顯的抗艾滋病毒的效果。經過十多年來對竹紅菌素的結構、光化學、光物理、光生物、藥理學等各方面的廣泛系統的研究，研究工作者發現與其它類型的光敏劑相比，竹紅菌素作為一種新型的光敏劑，具有易純化、化學修飾性好、三重態量子產率高、單重態氧量子產率高、光毒性高、從正常組織排出速度快等優點，因此被公認為是一種極有應用前景的光療藥物，但是要使竹紅菌素最終得以臨床應用，還需要在兩方面對其性能加以改進一是提高竹紅菌素的水溶性，二是增強其在光療窗口(600-900nm)的吸光能力。
為此人們開展了大量的結構改性工作，制備出各種類型的竹紅菌素衍生物。中國科學院理化技術研究所張寶文教授在《化學快報》2001年838頁(Chemistry Letters，2001，838)上報道了利用環糊精修飾的竹紅菌乙素衍生物，該衍生物在水溶性得到改善的同時，光療窗口的吸收能力頁得到一定的提高。到目前為止，報道的竹紅菌素衍生物主要包括磺化竹紅菌素、巰基修飾的竹紅菌素、胺基修飾的竹紅菌素、糖苷修飾的竹紅菌素和環糊精修飾的竹紅菌素等。這些衍生物雖然水溶性有所改善，吸光波長相對未修飾竹紅菌素有所紅移，但合成、提純上的難度仍然嚴重地限制了它們的實際應用。相比之下，通過制備竹紅菌素金屬配合物來改進其光療效果具有許多明顯的優勢(1)配合物制備工藝簡單，易于大規模生產；(2)配合物水溶性優異；(3)配合物吸收光譜紅移顯著。周家宏等人在《化學通訊》2003年1372頁(Chemistry Communication，2003，1372)上報道鑭離子與竹紅菌甲素間形成的配合物不僅水溶性好、光療窗口吸光能力增強，而且極為穩定，更為重要的是配合物的單重態氧量子效率比竹紅菌素配位前還有所提高，接近于1.0，與此同時，該配合物與DNA的親和力也由于靜電作用的存在而顯著增強。遺憾的是目前報道的竹紅菌素金屬配合物均是長鏈的結構，分子量很大，影響其在血液傳遞或進入細胞內的能力，另外該類金屬配合物對腫瘤組織的定位的能力也不高。
另外，聯吡啶類釕配合物的研究領域很廣泛，目前主要涉及染料敏化太陽能電池、DNA分子的結構探針、DNA分子的光開關、DNA的光斷裂試劑和發光pH傳感器等方向。因此若將聯吡啶類配合物與竹紅菌素各自的性能有機地結合到一起，將會推動竹紅菌素類配合物在光動力療法中的進一步發展。
發明內容
本發明的目的在于克服竹紅菌素水溶性差、光療窗口吸收弱的缺點，提高竹紅菌素對腫瘤組織的定位能力和光敏能力，而提供一類竹紅菌素聯吡啶類釕配合物，同時提供這種配合物的制備方法。
本發明將二氯二聯吡啶合釕或在聯吡啶上帶有不同取代基的二氯二聯吡啶合釕與竹紅菌甲素或竹紅菌乙素進行配位，合成出竹紅菌素聯吡啶類雙功能釕配合物，其通式分別如結構III和結構IV所示 其中竹紅菌素為竹紅菌甲素或竹紅菌乙素；二氯二聯吡啶類合釕為二氯二聯吡啶合釕或二氯二-3，3-二氨基聯吡啶合釕。
本發明的竹紅菌素聯吡啶類雙功能配合物制備方法，按如下步驟進行將竹紅菌素和二氯二聯吡啶類合釕按摩爾比1∶5～1∶20，與極性有機溶劑和堿混合，溶解，通惰性氣體保護，反應結束后，抽干溶劑，再用極性有機溶劑溶解，經薄層層析法或柱層析法得到竹紅菌素聯吡啶類釕配合物。
更優化和更具體地說，以上方法按如下步驟進行將竹紅菌素和二氯二聯吡啶類合釕按摩爾比1∶5～1∶20，與極性有機溶劑和堿混合，并使其溶解，同時進行攪拌，避光加熱，通惰性氣體保護，反應溫度40～80℃，反應時間3～8小時，反應結束后，抽干溶劑，再用甲醇溶解，經薄層層析法或柱層析法得到竹紅菌素聯吡啶類釕供配合物。
所述的極性有機溶劑可以是乙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜等；所述的惰性氣體可以是高純氮氣、高純氬氣等；所述的堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀等；所用的薄層層析法和柱層析法的展開液為氯仿-甲醇(體積比為1∶1)。
竹紅菌素聯吡啶類釕配合物的光化學和光物理實驗表明此類配合物很好地保持了竹紅菌甲素或竹紅菌乙素的光敏活性，能夠光敏產生單重態氧(1O2)和超氧陰離子(O2-)等活性氧，而在無氧的條件下也能產生竹紅菌素的半醌陰離子自由基。在光療窗口的吸收明顯增強，長波長方向的特征吸收峰峰位可以達到690nm左右，而且吸光強度遠大于以前報道的任何一種竹紅菌素衍生物。與其它的金屬配合物相比，該類配合物在水溶性得到改善的同時，分子量也大大降低，從而提高了藥物在血液傳遞或進入細胞內的能力。由于聯吡啶的引入，使得該類配合物對DNA分子的親和能力有顯著的提高，同時也具有了定位能力。離體癌細胞實驗結果表明，該類配合物的暗毒性低，光毒性很高。
聯吡啶配體的引入，使得竹紅菌素類金屬配合物在保持很好的水溶性的同時，降低了分子量，增強在光療窗口吸光的能力，提高對DNA分子的親和力，具有在腫瘤組織中的定位能力，進一步推動竹紅菌素光敏劑在光動力療法中的應用研究。
具體實施例方式
實施例1
竹紅菌甲素40毫克(0.7×10-4摩爾)，二氯二聯吡啶合釕120毫克(2.5×10-4摩爾)，乙醇-氫氧化鈉溶液(pH＝11)100毫升，加入250毫升三口燒瓶中，回流裝置，磁子攪拌，避光，油浴加熱，通高純氮氣(100泡/分)在90℃反應5小時；然后在減壓的條件下，抽干溶劑，用柱層析法分離，所用展開液為氯仿-甲醇(體積比為1∶1)，即可得到竹紅菌甲素二聯吡啶釕配合物，產率89％。
化合物的鑒定紫外吸收(λmax)364nm，647nm紅外吸收(ν)3396cm-1，2923cm-1，1593cm-1，423cm-1，372cm-1，348cm-1，321cm-1核磁共振(δ1H)14.55(s)，8.61(d)，8.49(d)，7.66(t)，7.11(t)，6.23(s)，3.73(s)，3.70(s)，3.50(s)，3.22(d)，2.97(d)，2.09(s)，1.31(d)質譜分析m/z 1174(M+)實施例2竹紅菌乙素37毫克(0.7×10-4摩爾)，二氯二聯吡啶合釕120毫克(2.5×10-4摩爾)，乙醇-氫氧化鈉溶液(pH＝11)100毫升，加入250毫升三口燒瓶中，回流裝置，磁子攪拌，避光，油浴加熱，通高純氮氣(100泡/分)在90℃反應5小時。然后在減壓的條件下，抽干溶劑，用柱層析法分離，所用展開液為氯仿-甲醇(體積比為1∶1)，即可得到竹紅菌乙素二聯吡啶釕配合物，產率90％。
化合物的鑒定紫外吸收(λmax)364nm，651nm紅外吸收(ν)3404cm-1，2921cm-1，1593cm-1，423cm-1，372cm-1，348cm-1，321cm-1
核磁共振(δ1H)8.59(d)，8.50(d)，7.66(t)，7.12(t)，6.22(s)，3.73(s)，3.50(s)，3.66(s)，2.30(s)，1.71(s)質譜分析m/z 1156(M+)實施例3竹紅菌甲素40毫克(0.7×10-4摩爾)，二氯二-3，3-二氨基聯吡啶合釕135毫克(2.5×10-4摩爾)，乙醇-氫氧化鈉溶液(pH＝11)100毫升，加入250毫升三口燒瓶中，回流裝置，磁子攪拌，避光，油浴加熱，通高純氮氣(100泡/分)在90℃反應5小時。然后在減壓的條件下，抽干溶劑，用柱層析法分離，所用展開液為氯仿-甲醇(體積比為1∶1)，即可得到竹紅菌甲素二-二氨基聯吡啶釕配合物，產率87％。
化合物的鑒定紫外吸收(λmax)365nm，655nm紅外吸收(ν)3401cm-1，2932cm-1，1591cm-1，423cm-1，372cm-1，348cm-1，321cm-1核磁共振(δ1H)14.32(s)，12.36(s)，8.44(d)，7.76(s)，6.38(d)，6.23(s)，3.73(s)，3.70(s)，3.51(s)，3.22(d)，2.96(d)，2.09(s)，1.31(d)質譜分析m/z 1294(M+)實施例4竹紅菌乙素37毫克(0.7×10-4摩爾)，二氯二聯吡啶合釕毫克135(2.5×10-4摩爾)，乙醇-氫氧化鈉溶液(pH＝11)100毫升，加入250毫升三口燒瓶中，回流裝置，磁子攪拌，避光，油浴加熱，通高純氮氣(100泡/分)在90℃反應5小時。然后在減壓的條件下，抽干溶劑，用柱層析法分離，所用展開液為氯仿-甲醇(體積比為1∶1)，即可得到竹紅菌乙素二-二氨基聯吡啶釕配合物，產率85％。
化合物的鑒定紫外吸收(λmax)365nm，659nm紅外吸收(ν)3409cm-1，2932cm-1，1589cm-1，423cm-1，372cm-1，348cm-1，321cm-1核磁共振(δ1H)14.33(s)，8.44(d)，7.76(s)，6.38(d)，6.22(s)，3.73(s)，3.66(s)，3.51(s)，2.30(s)，1.71(s)質譜分析m/z 1276(M+)
權利要求
1.一種竹紅菌素聯吡啶類雙功能釕配合物，其通式分別如結構III和結構IV所示 其中，竹紅菌素為竹紅菌甲素或竹紅菌乙素；二氯二聯吡啶類合釕為二氯二聯吡啶合釕或二氯二-3，3-二氨基聯吡啶合釕。
2.一種權利要求1所述的竹紅菌素聯吡啶類雙功能配合物的制備方法，按如下步驟進行將竹紅菌素和二氯二聯吡啶類合釕按摩爾比1∶5～1∶20，與適量極性有機溶劑和堿混合，溶解，通惰性氣體保護，反應結束后，抽干溶劑，再用極性有機溶劑溶解，經薄層層析法或柱層析法得到竹紅菌素聯吡啶類釕供配合物。
3.按照權利要求2所述的竹紅菌素聯吡啶類雙功能配合物的制備方法，其特征在于，所述各步驟具體操作如下將竹紅菌素和二氯二聯吡啶類合釕按摩爾比1∶5～1∶20，與適量極性有機溶劑和堿混合，并使其溶解，同時進行攪拌，避光加熱，通高純氮氣保護，反應溫度40～80℃，反應時間3～8小時，反應結束后，抽干溶劑，再用甲醇溶解，經薄層層析法或柱層析法得到竹紅菌素聯吡啶類釕供配合物；所述的極性有機溶劑選自乙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜；所述的堿是氫氧化鈉；所用的薄層層析法和柱層析法的展開液為氯仿-甲醇，兩者體積比為1∶1。
全文摘要
本發明將二氯二聯吡啶合釕或在聯吡啶上帶有不同取代基的二氯二聯吡啶合釕與竹紅菌甲素或竹紅菌乙素進行配位，合成出竹紅菌素聯吡啶類雙功能釕配合物，其中二氯二聯吡啶類合釕為二氯二聯吡啶合釕或二氯二－3，3－二氨基聯吡啶合釕。本發明保持了竹紅菌素的光敏活性，在光療窗口的吸收明顯增強，長波長方向的特征吸收峰峰位可以達到690nm，水溶性得到改善，并提高了藥物在血液傳遞或進入細胞內的能力和定位能力。該類配合物的暗毒性低，光毒性很高。其制備方法竹紅菌素和二氯二聯吡啶類合釕與極性有機溶劑和堿混合，惰性氣體保護，反應結束后，抽干溶劑，再用極性有機溶劑溶解，經薄層層析法或柱層析法得到竹紅菌素聯吡啶類釕供配合物。
文檔編號C07F15/00GK1660863SQ20041006598
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者周家宏, 馮玉英, 魏少華, 顧曉天 申請人:南京師范大學