苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁及其合成方法，首次将其作为光敏剂应用在光动力疗法中，研究了其暗毒性和光毒性，探讨了光毒性与浓度之间的关系。结果表明：在无光照时，苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁RC1,RC2和RC4对SMMC‑7721细胞毒性极低。而光照下RC1和RC2对SMMC‑7721细胞有明显的光毒性。该类若丹复合份菁可作为潜在的光敏剂应用在PDT领域。

Benzo [c, d] indole Jourdain rhodacyanine synthesis method and application thereof

The present invention discloses benzo [c, d] indole Jourdain rhodacyanine and synthesis method, for the first time as a photosensitizer in photodynamic therapy, study its dark toxicity and light toxicity, discusses the relationship between light toxicity and concentration. The results show that in the absence of light, benzo [c, d] indole rhodacyanine Jourdain RC1, RC2 and RC4 on SMMC 7721 extremely low cytotoxicity. The light of RC1 and RC2 have obvious phototoxicity on SMMC 7721 cells. This kind of composite can be used as photosensitizer Jourdain merocyanine potential application in the field of PDT.

【技术实现步骤摘要】
苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁及其合成方法和应用
本专利技术涉及苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁及其合成方法和作为光敏剂在光动力疗法中的应用，属于生物医药领域。
技术介绍
随着生态环境的日益破坏，癌症的种类和发病率日益增高。目前放疗和化疗依然不能满足治疗癌症的需求，光动力疗法作为新兴的一种肿瘤治疗手段，受到了人们的广泛关注。光敏剂是肿瘤光动力治疗方法中使用的特定药物，是PDT的核心物质，它直接决定PDT的疗效和该疗法在临床上的应用和推广。最早用于PDT的光敏剂是血卟啉衍生物（HpD），属于第1代光敏剂，虽然其在临床上疗效肯定，但由于其存在着组分不明、对红光吸收小、皮肤光毒反应明显等缺点，从而限制了该项医学新疗法的临床推广。为了克服第1代光敏剂的缺点，人们从血卟啉出发对其进行优化，开始了第2代光敏剂的研究。研究较多的是卟啉衍生物、具有取代芳基的卟啉衍生物、酞菁类等，它们均具有单一组分，明确的分子结构、长可见光区吸收强，且具有高的单线态氧量子产率、在治疗剂量下的副作用小等特点，使得PDT的基础研究和临床应用才得到广泛的关注。第3代光敏剂研发的主要策略是在第2代光敏剂上交联某些特殊的化学物质，以提高其水溶性和对肿瘤组织的特异选择性。目前临床应用或试用的PDT光敏剂受到如下的限制：一是品种不多，只有少数几种，难于满足临床的不同需求；二是一些光敏剂作用光谱不理想，在组织穿透好的红光区及近红外区吸收较小，使得深处肿瘤组织的治疗受到限制；三是对肿瘤组织的特异选择性较低，难于实现主动靶向作用。目前克服上述PDT光敏剂缺点的研究主要集中在对卟啉衍生物、酞菁衍生物的结构修饰上，而关于新型结构的PDT光敏剂的研究报道几乎没有，因此，开发新型结构的长波长PDT光敏剂具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是合成一类含π-离域阳离子结构的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，将其作为PDT光敏剂应用于光动力疗法中，测其对SMMC-7721细胞的暗毒性和光毒性，筛选出具有理想作用光谱、光动力活性强的长波长含氮杂环双D-π-A单阳离子结构类PDT光敏剂。本专利技术实现过程如下：结构式（I）所示的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，结构式（I）所示的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁的制备方法，包括以下技术路线：（1）用2-甲硫基苯并[c,d]吲哚碘盐和3-乙基若单宁反应得苯并[c,d]吲哚零次若丹宁份菁染料B1；;（2）然后将B1与含活性甲基的杂环季铵盐反应得苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁RC1-RC5；。上述步骤（1）中，B1合成反应所用溶剂为乙醇，催化剂为醋酸钠。上述步骤（2）中，苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁RC1-RC5的合成反应所用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，催化剂为三乙胺。上述步骤（2）中，反应结束后，对于产物RC1用索氏提取法进行提纯，其余产物RC2-RC5首先用石油醚索氏提取杂质，再用柱色谱分离。结构式（I）所示的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁作为光敏剂在光动力疗法中的应用，本专利技术利用制备的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁作为光敏剂，作用于SMMC-7721细胞，通过研究其暗毒性和光毒性，以及探讨光毒性与浓度之间的关系，筛选出具有特殊光敏作用的染料以及作为光敏剂时的最佳浓度。具体来说，将结构式（1）所示化合物作用于SMMC-7721细胞，研究其不同浓度下的暗毒性和光毒性。发现RC1和RC2对SMMC-7721细胞没有毒性或细胞毒性极低，即呈现出很低的暗毒性。而光照下RC1和RC2对SMMC-7721细胞有明显的光毒性。例如，当光照下在RC2浓度为2.5×10-6mol/L时，SMMC-7721细胞的生长抑制率达到了78%。可见，苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁可以作为光敏剂应用在光动力疗法中，效果显著。苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁带一个单位正电荷，并具有两种不同的π共轭体系，一种是中性基团（亲脂性结构），一种是单阳离子型基团（亲水性结构）。由于大部分肿瘤细胞表面带净负电荷，因此，带正电荷的阳离子结构基元能有效地富集到肿瘤细胞上、并能穿过细胞膜进入到肿瘤细胞内，具有肿瘤细胞靶向性。由于肿瘤细胞比正常细胞具有更多的低密度脂蛋白受体，所以苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁中的亲脂性部分易于附着在低密度脂蛋白上，即易在肿瘤组织上聚集；亲水性的结构能够通过白蛋白和血清蛋白的运输，聚集在肿瘤的间质和血管组织里，因此，苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁结构对肿瘤细胞具有靶向作用。若丹宁核是一个生物活性中心，结构易于修饰，被比喻为合成上的建筑块。它具有亲电性和亲核性双重功能，在一定条件下既可以与亲核基团反应，又可以与亲电基团反应，形成具有两种不同π共轭体系的单阳离子结构。因此，结构式（1）所示结构具有摩尔吸光系数大、波长可调谐范围广及光敏化能力强等特征。本专利技术首次合成苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，并将其作为光敏剂研究其在光动力疗法中的应用。该合成方法适用合成一系列苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，实验操作简单明了，产物产率较高，并将其作用于人体肝癌细胞系(SMMC-7721)，测试其暗毒性和光毒性，实验结果表明：两种苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁RC1和RC2对SMMC-7721细胞没有毒性或细胞毒性极低，即呈现出很低的暗毒性。而光照下RC1和RC2对SMMC-7721细胞有明显的光毒性。该类若丹复合份菁可成为潜在的光敏剂应用在PDT领域。说明书附图图1为细胞在不同浓度染料下（RC1）不光照和经光照时的存活率；图2为细胞在不同浓度染料下（RC2）不光照和经光照时的存活率；图3为细胞在不同浓度染料下（RC3）不光照和经光照时的存活率；图4为细胞在不同浓度染料下（RC4）不光照和经光照时的存活率；图5为细胞在不同浓度染料下（RC5）不光照和经光照时的存活率。具体实施方式通过下述实施例将有助于本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。表1为不同浓度下染料RC1-RC5对SMMC-7721细胞的毒性（暗毒性）数据。其中，细胞存活率指的是细胞平均存活率，存活率越高，说明染料对细胞的暗毒性越低，反之，说明染料对细胞的暗毒性越高。表2为光照下不同浓度染料RC1-RC5对SMMC-7721细胞的抑制率。抑制率越高，说明染料对细胞的光毒性越大，反之，说明染料对细胞的光毒性越小。实施例1：3-乙基-5-(苯并[c,d]吲哚-2(1H)-亚基)-2-硫代-1,3-噻唑烷-4-酮B1的合成在干燥的圆底烧瓶中依次加入3.27g（0.01mol）2-甲硫基苯并[c,d]吲哚碘盐、1.61g（0.01mol）3-乙基若丹宁、0.66g（0.01mol）NaAc和30.0mL无水乙醇，回流反应2h，冷却后，有红棕色沉淀析出，抽滤，干燥，用甲苯进行重结晶，得到红棕色粉末状产物B12.03g，产率为65.1%，其熔点为238-239℃。实施例2：2-[3-乙基-5-(苯并[c,d]吲哚-2(1H)-亚基)-4-羰基-1,3-噻唑烷-2-亚基甲基]-3-甲基苯并噻唑碘盐RC1的合成在干燥的圆底烧瓶中依次加入0.31g（0.001mol）B1、0.60g（0.003mol）对甲苯磺酸甲酯、0.30g（0.001mol）2,3-二甲基苯并噻唑碘盐和15.0mL的N，N-二甲基甲酰胺，滴入本文档来自技高网...

【技术保护点】
结构式（I）所示的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，

【技术特征摘要】
1.结构式（I）所示的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁，。2.权利要求1所述的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁的制备方法，其特征在于包括以下技术路线：（1）用2-甲硫基苯并[c,d]吲哚碘盐和3-乙基若单宁反应得苯并[c,d]吲哚零次若丹宁份菁染料B1；；（2）然后将B1与含活性甲基的杂环季铵盐反应得苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁RC1-RC5；。3.根据权利要求2所述的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁的制备方法，其特征在于：B1合成反应所用溶剂为乙醇，催化剂为醋酸钠。4.根据权利要求2所述的苯并[c,d]吲哚若丹复合份菁的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹丹，高登峰，关丽，闫梦琦，王兰英，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61