化合物及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明涉及化合物及其制備方法和應用，具體地，所述化合物為式(I)所示化合物或式(I)所示化合物的立體異構體、互變異構體、溶劑化物、代謝產物、藥學上可接受的鹽或它的前藥，所述化合物具有抗癌活性；進一步地，利用所述化合物作為還原劑和穩定劑可以制備獲得金納米粒子，從而可以一步法制備獲得金納米粒子，并且制備獲得的金納米粒子表現出優異的抗癌活性。
【專利說明】
化合物及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發明涉及藥物技術領域，具體的，本發明涉及化合物及其制備方法和應用，更具 體的，本發明涉及式(I)所示化合物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 金納米粒子是指直徑在1-100納米范圍內的金顆粒，它除了具有金屬納米粒子共 有的性能外，還具有特殊的生物親和效應。一般而言，金納米粒子的制備需要兩步法:氯金 酸的還原及金納米粒子的穩定。常用的還原劑有硼氫化鈉、抗壞血酸，而常用的穩定劑則是 硫醇。金納米粒子在生物醫學上有廣泛的應用，主要用于癌癥等疾病的診斷和治療。
[0003] 然而，目前金納米粒子的制備方法仍有待改進。
【發明內容】
[0004] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0005] 本發明是發明人基于以下發現所獲得的：
[0006] 硒元素作為人體必需的微量元素之一，具有獨特的氧化還原性質，能夠調控人體 內的氧化還原平衡。含硒化合物會參與一系列重要的生理過程，具有抗氧化、清除自由基等 有益的生物效應。同時，有研究表明，一些含硒小分子能展現出良好的抗癌活性，因此在癌 癥治療領域有著潛在的應用價值。那么，能否將金納米粒子與含硒化合物結合起來，探索其 在抗癌領域的進一步應用。一方面，基于含硒化合物的還原性以及硒-金相互作用，有可能 實現一步法制備硒元素穩定的金納米粒子。另一方面，該體系中的金納米粒子與含硒化合 物可能會產生協同效應，展現出優異的抗癌活性。
[0007] 根據本發明的第一方面，本發明提出一種化合物，其為式（I)所示化合物或式（I) 所示化合物的立體異構體、互變異構體、溶劑化物、代謝產物、藥學上可接受的鹽或它的前 藥，
[0008] 所述化合物具有抗癌活性，細胞凋亡 CI)B 實驗表明，所述化合物可以殺死癌細胞，小鼠實驗表明，所述化合物對實體瘤具有抑制作 用;進一步地，利用所述化合物作為還原劑和穩定劑可以制備獲得金納米粒子，具體地，所 述化合物還原氯金酸(HAuCl4)生成金納米粒子并將其穩定，從而可以一步法制備獲得金納 米粒子，制備獲得的金納米粒子穩定、尺寸均一，并且制備獲得的金納米粒子表現出優異的 抗癌活性，細胞凋亡實驗表明，該硒元素穩定的金納米粒子可以有效殺死癌細胞;小鼠實驗 表明，該金納米粒子對實體瘤有明顯的抑制作用。
[0009] 根據本發明的第二方面，本發明提出一種制備式(I)所示化合物的方法，包括：
[0010] (1)使式1所示化合物和式2所示化合物接觸，以便獲得式3所示化合物；
[0011] (2)使式3所示化合物和二硒化二鈉接觸，以便獲得式4所示化合物；
[0012] (3)使式4所示化合物與式5所示化合物接觸，以便獲得式(I)所示化合物，
[0015] 利用所述方法可以有效制備獲得所述式(I)所示化合物。
[0016] 根據本發明的一些實施例，所述步驟(1)包括：
[0017] (Η)將所述式1所示化合物與三乙胺混合，以便獲得第一混合液；
[0018] (1-2)將所述式2所示化合物與二氯甲烷混合，以便獲得第二混合液；
[0019] (1-3)將所述第二混合液滴加入所述第一混合液中，于30攝氏度，攪拌反應3小時， 以便獲得式3所示化合物。由此，可以進一步有效制備獲得式(I)所示化合物。
[0020] 根據本發明的一些實施例，所述步驟(2)包括：
[0021] (2)于50攝氏度下，在乙腈中，使所述式3所示化合物和二硒化二鈉接觸，以便獲得 式4所示化合物。由此，可以進一步有效制備獲得式(I)所示化合物。
[0022] 根據本發明的一些實施例，所述步驟(3)包括：
[0023] (3)于室溫下，在四氫呋喃中，加入硼氫化鈉和氫氧化鈉，使所述式4所示化合物與 所述式5所示化合物接觸，以便獲得式（I)所示化合物。由此，可以進一步有效制備獲得式 (I)所示化合物。
[0024]其中，需要說明的是，在本發明中，"式X所示化合物"與"化合物X"可以互換使用，X 是1_5的整數。
[0025] 根據本發明的第三方面，本發明提出一種制備金納米粒子的方法，使前面所述化 合物或者前面所述制備式（I)所示化合物的方法制備獲得的化合物與氯金酸接觸，以便獲 得所述金納米粒子。利用式（I)所示化合物制備金納米粒子時，先將式（I)所示化合物溶于 水中，形成穩定的球狀聚集體后，加入氯金酸，使得氯金酸在聚集體內部被硒還原生成尺寸 均一、直徑在2nm左右的金納米粒子，進而被含硒小分子穩定。生成的金納米粒子會均勾分 布在聚集體內部。式（I)所示化合物在還原氯金酸的過程中，其中的硒元素會被氧化。核磁 共振氫譜表明，與硒相連的亞甲基上的氫的化學位移會移向低場;核磁共振硒譜則表明，硒 的化學位移也會移向低場。同時，X射線光電子能譜的實驗結果表明，硒元素的電子結合能 增大，金的電子結合能則減小，說明硒元素被氧化，而金元素被還原。
[0026] 本發明所提供的所述方法具有以下優勢：（1)采用式（I)所述化合物作為還原劑， 還原氯金酸生成尺寸均一、直徑為2nm左右的金納米粒子，并且由于硒-金相互作用，該生成 的金納米粒子會被式(I)所示化合物穩定，得到含硒化合物穩定的金納米粒子，可以實現一 步法制備獲得金納米粒子，方法簡便，易于拓展，以便引入不同的含硒小分子并實現大規模 制備；（2)利用所述方法制備獲得的金納米粒子表現出優異的抗癌活性，且毒副作用小，有 望成為潛在的抗癌藥物，具體地，細胞凋亡實驗表明，硒元素穩定的金納米粒子可以有效殺 死4T1小鼠乳腺癌細胞和HepG2人肝癌細胞，效果遠好于單獨使用式（I)所示化合物或者采 用現有方法制備獲得的金納米粒子。小鼠實驗表明，硒元素穩定的金納米粒子對實體瘤有 明顯的抑制作用，效果也遠好于單獨使用式（I)所示化合物或者采用現有方法制備獲得的 金納米粒子;同時，所述方法制備獲得的金納米粒子對小鼠的毒副作用很小。
[0027] 根據本發明的一些實施例，所述式（I)所示化合物與所述氯金酸的摩爾比為（1-10) :1。由此，可以進一步有效制備獲得所述金納米顆粒，且控制所述式(I)所示化合物與所 述氯金酸的摩爾比在此范圍內，制備獲得的金納米粒子能夠保持良好的形貌和均一度。
[0028] 根據本發明的第四方面，本發明提出一種金納米粒子，利用前面所述制備金納米 粒子的方法制備獲得。所述金納米顆粒尺寸均一、且被硒元素穩定、表現出優異的抗癌活 性，且毒副作用小，有望成為潛在的抗癌藥物。根據本發明的第五方面，本發明提出一種藥 物，包含式(I)所示化合物、利用前面所述方法制備獲得的式(I)所示化合物、前面所述方法 制備獲得的金納米粒子或所述金納米粒子。利用所述藥物可以有效治療癌癥。
[0029] 根據本發明的一些實施例，所述藥物進一步包含藥學上可接受的載體，賦形劑，稀 釋劑，輔劑或媒介體中的至少一種。
[0030] 根據本發明的第六方面，本發明提出式(I)所示化合物、利用前面所述方法制備獲 得的式（I)所示化合物、前面所述方法制備獲得的金納米粒子或金納米粒子在制備藥物中 的用途，其中，所述藥物用于治療癌癥，任選地，所述癌癥為乳腺癌和/或肝癌。
【附圖說明】
[0031] 圖1是根據本發明實施例2中所制備的硒元素穩定的金納米粒子的透射電鏡圖。
[0032] 圖2是根據本發明實施例3中所制備的硒元素穩定的金納米粒子的透射電鏡圖。
[0033] 圖3是根據本發明實施例4中所制備的硒元素穩定的金納米粒子的透射電鏡圖。 [0034]圖4是根據本發明實施例5中含硒小分子EGSe-tMe被氧化前后的核磁共振氫譜。
[0035]圖5是根據本發明實施例5中含硒小分子EGSe-tMe被氧化前后的核磁共振硒譜。 [0036]圖6是根據本發明實施例5中硒元素穩定的金納米粒子制備前后的硒元素和金元 素的X射線光電子能圖譜。
[0037]圖7是根據本發明實施例6中4T1細胞和HepG2細胞用藥后細胞凋亡實驗結果圖。 [0038]圖8(A)是根據本發明實施例6中小鼠用藥前后相對腫瘤體積結果圖。
[0039] 圖8(B)是根據本發明實施例6中小鼠用藥前后小鼠體重結果圖。
[0040] 圖8(C)是根據本發明實施例6中小鼠用藥前后腫瘤大小比對圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。另 外，如果沒有明確說明，在下面的實施例中所采用的所有試劑均為市場上可以購得的，或者 可以按照本文或已知的方法合成的，對于沒有列出的反應條件，也均為本領域技術人員容 易獲得的。
[0042] 實施例
[0043]實施例1:含硒小分子的合成
[0044] 含硒小分子EGSe-tMe的合成主要包括以下步驟：
[0045] 1)取2 · 62g三甘醇單甲醚（16mmol)與2 · 02g三乙胺（20mmol)混合，冰水浴下攪拌。 將3.82g對甲苯磺酰氯(20mmol)溶于10mL二氯甲烷，用恒壓滴液漏斗緩慢滴加至上述混合 液。隨后在30攝氏度下攪拌3小時，分液、真空下蒸干溶劑，粗產物通過柱層析純化(二氯甲 燒:乙酸乙酯=4:1)得到化合物3。
[0046]
[0047] 2)取0.227g硼氫化鈉(6mmol)和0.474g硒粉(6mmol)，置于100mL圓底燒瓶中，加入 水，敞口反應5min后，50攝氏度下密閉反應20min，得到二硒化二鈉。1.910g化合物3(6_〇1) 溶于50mL乙腈，加入上述體系，50攝氏度下密閉反應5小時，真空下除去乙腈，二氯甲烷萃 取、除去溶劑得到化合物4。
[0048]
[0049] 3)向化合物4中加入溶于30mL四氫呋喃的0.758g 2,4,6_三溴甲基三甲基苯 (1.9mmol)。再取0.454g硼氫化鈉（12mmol)和0.024g氫氧化鈉(0.6mmol)，溶于10mL水中，加 入上述混合體系。室溫反應5小時，真空下除去四氫呋喃，二氯甲烷萃取、除去溶劑，粗產物 通過柱層析純化(二氯甲烷：甲醇=20:1)得到產物EGSe-tMe。
[0050]
[0051 ]實施例2:硒元素穩定的金納米粒子的合成與形貌表征
[0052] 將含硒小分子EGSe-tMe溶于純水中，控制其濃度為0.5mM。向其中加入氯金酸，控 制其濃度為〇. 25mM。靜置一段時間，得到硒元素穩定的金納米粒子(AuNP/Se)。將制備得到 的金納米粒子吸附在碳支持膜銅網上，利用透射電子顯微鏡進行表征，結果如圖1所示。
[0053]實施例3:硒元素穩定的金納米粒子的合成與形貌表征
[0054] 將含硒小分子EGSe-tMe溶于純水中，控制其濃度為0.25mM。向其中加入氯金酸，控 制其濃度為〇. 25mM。靜置一段時間，得到硒元素穩定的金納米粒子(AuNP/Se)。將制備得到 的金納米粒子吸附在碳支持膜銅網上，利用透射電子顯微鏡進行表征，結果如圖2所示。 [0055]實施例4:硒元素穩定的金納米粒子的合成與形貌表征
[0056] 將含硒小分子EGSe-tMe溶于純水中，控制其濃度為2.5mM。向其中加入氯金酸，控 制其濃度為〇. 25mM。靜置一段時間，得到硒元素穩定的金納米粒子(AuNP/Se)。將制備得到 的金納米粒子吸附在碳支持膜銅網上，利用透射電子顯微鏡進行表征，結果如圖3所示。 [0057]實施例5:硒元素穩定的金納米粒子的價態表征
[0058] 將含硒小分子EGSe-tMe及硒元素穩定的金納米粒子(AuNP/Se)分別溶于氘代二甲 基亞砜，利用核磁共振氫譜表征氫的化學位移，如圖4所示，可以觀察到與硒相連的亞甲基 上的氫的化學位移向低場移動。利用核磁共振硒譜表征硒的化學位移，如圖5所示，可以觀 察到硒的化學位移向低場移動。將含硒小分子EGSe-tMe、氯金酸(HAuC1 4)及硒元素穩定的 金納米粒子(AuNP/Se)分別置于硅片上，利用X射線光電子能譜表征硒元素和金元素的電子 結合能，結果如圖6所示，可以觀察到硒元素的電子結合能增大，金元素的電子結合能則減 小。
[0059] 實施例6:細胞凋亡實驗和小鼠實驗
[0060] AuNP/Citrate制備方法:將氯金酸和檸檬酸鈉溶解在20mL水中，使其終濃度均為 2.5mM，邊攪拌邊加入0.6mL新配制的濃度為0.1M的硼氫化鈉，制得AuNP/Ci trate。
[0061 ]細胞凋亡實驗所用的細胞是4T1小鼠乳腺癌細胞和HepG2人肝癌細胞。
[0062] 4T1小鼠乳腺癌細胞的培養基的配制：在適于4T1小鼠乳腺癌細胞的培養基中，分 別加入含硒小分子EGSe-tMe、標準方法制備的金納米粒子(AuNP/Ci trate)及硒元素穩定的 金納米粒子(AuNP/Se )，從而獲得含硒小分子EGSe-tMe終濃度為250μΜ，100μΜ，50μΜ，25μΜ， 10μΜ，5μΜ，ΙμΜ的培養基、標準方法制備的金納米粒子(AuNP/Citrate)終濃度為250μΜ，100μ 1，5(^1，25以1，1(^1，5以1，1以1的培養基，硒元素穩定的金納米粒子以11即/36)的終濃度為250 μΜ，1 ΟΟμΜ，50μΜ，25μΜ，1 ΟμΜ，5μΜ，ΙμΜ的培養基。
[0063] HepG2人肝癌細胞的培養基的配制：在適于HepG2人肝癌細胞的培養基，分別加入 含硒小分子EGSe-tMe、標準方法制備的金納米粒子(AuNP/Citrate)及硒元素穩定的金納米 粒子(AuNP/Se)，從而獲得含硒小分子EGSe-tMe終濃度為250μΜ，100μΜ，50μΜ，25μΜ，10μΜ，5μ Μ，ΙμΜ的培養基、標準方法制備的金納米粒子(AuNP/Citrate)終濃度為250μΜ，100μΜ，50μΜ， 25μΜ，10μΜ，5μΜ，1μΜ的培養基，硒元素穩定的金納米粒子(AuNP/Se)的終濃度為250μΜ，100μ Μ，50μΜ，25μΜ，1 ΟμΜ，5μΜ，ΙμΜ的培養基。
[0064]分別采用上述配制獲得的4Τ1小鼠乳腺癌細胞的培養基培養4Τ1小鼠乳腺癌細胞， 分別采用上述配制獲得的HepG2人肝癌細胞的培養基培養HepG2人肝癌細胞，并且記錄24小 時后的細胞存活率，結果如圖7所示，可以觀察到硒元素穩定的金納米粒子可以有效殺死癌 細胞。
[0065]小鼠實驗所用的是，BALB/c小鼠，種植4T1小鼠乳腺癌細胞，采用PBS緩沖溶液分別 配制5mM含硒小分子EGSe-tMe溶液、5mM金納米粒子溶液(AuNP/Citrate)、5mM硒元素穩定的 金納米粒子溶液(AuNP/Se)以及空白溶液，分別將上述溶液注射入腫瘤小鼠體內，腫瘤小鼠 的用藥劑量均為1.5mg/kg，每隔兩天測量腫瘤相對體積及小鼠體重，結果如圖8所示，可以 觀察到硒元素穩定的金納米粒子對實體瘤有明顯的抑制作用。
[0066]此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。
[0067]在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技 術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結 合和組合。
[0068] 盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種化合物，其特征在于，其為式（I)所示化合物或式（I)所示化合物的立體異構體、 互變異構體、溶劑化物、代謝產物、藥學上可接受的鹽或它的前藥，2. -種制備式(I)所示化合物的方法，其特征在于，包括： (1) 使式1所示化合物和式2所示化合物接觸，W便獲得式3所示化合物； (2) 使式3所示化合物和二砸化二鋼接觸，W便獲得式4所示化合物；O3. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，步驟(1)包括： (1-1)將所述式1所示化合物與=乙胺混合，W便獲得第一混合液； (1-2)將所述式2所示化合物與二氯甲燒混合，W便獲得第二混合液； (1-3)將所述第二混合液滴加入所述第一混合液中，于30攝氏度，攬拌反應3小時，W便 獲得式3所示化合物。4. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，步驟(2)包括： (2) 于50攝氏度下，在乙臘中，使所述式3所示化合物和二砸化二鋼接觸，W便獲得式4 所示化合物。5. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，步驟(3)包括： (3) 于室溫下，在四氨巧喃中，加入棚氨化鋼和氨氧化鋼，使所述式4所示化合物與所述 式5所示化合物接觸，W便獲得式(I)所示化合物。6. -種制備金納米粒子的方法，其特征在于，使權利要求1所述化合物或者權利要求2- 5任一項所述方法制備獲得的化合物與氯金酸接觸，W便獲得所述金納米粒子， 任選地，所述式(I)所示化合物與所述氯金酸的摩爾比為（1-10): 1。7. -種金納米粒子，其特征在于，利用權利要求6所述方法制備獲得。8. -種藥物，其特征在于，包含權利要求1所述化合物、權利要求2-5任一項所述方法制 備獲得的化合物、權利要求6所述方法制備獲得的金納米粒子或權利要求7所述金納米粒 子。9. 根據權利要求8所述藥物，其特征在于，所述藥物進一步包含藥學上可接受的載體， 賦形劑，稀釋劑，輔劑或媒介體中的至少一種。10. 權利要求1所述化合物、權利要求2-5任一項所述方法制備獲得的化合物、權利要求 6所述方法制備獲得的金納米粒子或者權利要求7所述金納米粒子在制備藥物中的用途，其 中，所述藥物用于治療癌癥，任選地，所述癌癥為乳腺癌和/或肝癌。
【文檔編號】A61K33/24GK105906540SQ201610299299
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】許華平, 李天予, 徐俊
【申請人】清華大學