2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种特异性地结合G-四链体结构的核酸的2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉化合物及其制备方法与其在抗肿瘤中的应用。其结构式如式I所示。利用式I所示化合物通过紫外-可见吸收光谱或荧光光谱可快速判断待测样品是否为G-四链体结构的核酸。药效试验证明，所述式I所示化合物在体外对多种肿瘤细胞株具有较强的抑制作用。本发明专利技术所述的2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉化合物可用于制备抗癌的药物。

【技术实现步骤摘要】
2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物及其制备方法与应用
本专利技术属于医药领域，具体涉及2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
G-四链体(G-quadruplex)是由富鸟嘌呤(G)的核酸序列，通过链间或链内对应的G碱基之间形成Hoogsteen碱基配对，从而使四条或四段富G的核酸片段聚集形成的一种特殊的核酸二级结构[S.Burgeetal.NucleicAcidsRes,2006,34,5402-5415]。富G序列在具有重要功能的基因组中普遍存在，如端粒，基因启动子区，免疫球蛋白开关区等[J.L.Huppertetal.NucleicAcidsRes,2005,33,2908-2916；2007,35,406-413；A.K.Toddetal.NucleicAcidsRes,2005,33,2901-2907]。并且与人类寿命、癌症、HIV和其他疾病的形成机制密切相关等[T.A.Brooksetal.FEBSJournal2010,277,3459-3469]，目前G-四链体已成为重要的药物作用靶点，用于发现新的抗肿瘤类药物。因此，发展对G-四链体结构具有选择性光学响应的分子探针及抗肿瘤药物具有重要的意义。目前人们已发现了一些可与核酸G-四链体结合的化合物，如二喹啉衍生物，二吲哚衍生物和二苯并咪唑衍生物等，其中有些化合物表现出抑制肿瘤细胞增殖的活性。但大部分化合物对G-四链体的选择性不高，可同时与核酸单链和双链结合[T.Ouetal.ChemMedChem2008,3,690-713]。另外，大部分化合物与G-四链体结合后其光学性质变化不明显，不能用于G-四链体结构的探测。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物及其制备方法。本专利技术所提供的2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物，其结构式如式I所示：上述式I中，R1和R2独立地选自下述任意一种：H、卤素、C1-C6烷基双取代的氨基、C1-C8烷基、取代或未取代的含有杂原子的环烷基；所述取代或未取代的含有杂原子的环烷基中的杂原子选自下述至少一种：N、O和S；所述环烷基为3-6元环烷基；所述取代的含有杂原子的环烷基中的取代基选自下述至少一种：C1-C6烷基、-(CH2)n-OH(n＝1-8)、-(CH2)n-Ar(n＝1-6，Ar表示芳香基)。上述式I所示的2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物优选为下述任意一种：上述式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物是按照包括下述步骤的方法制备得到的：将式Ⅱ所示化合物与式Ⅲ所示化合物和式Ⅳ所示化合物进行缩合反应，得到式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物；上述式Ⅲ和式Ⅳ中，R1和R2独立地选自下述任意一种：H、卤素、C1-C6烷基双取代的氨基、C1-C8烷基、取代或未取代的含有杂原子的环烷基；所述取代或未取代的含有杂原子的环烷基中的杂原子选自下述至少一种：N、O和S；所述环烷基为3-6元环烷基；所述取代的含有杂原子的环烷基中的取代基选自下述至少一种：C1-C6烷基、-(CH2)n-OH(n＝1-8)、-(CH2)n-Ar(n＝1-6，Ar表示芳香基)。所述式Ⅱ所示化合物与所述式Ⅲ所示化合物、所述式Ⅳ所示化合物的摩尔比依次为1:1:1。所述缩合反应的温度为90℃-120℃，时间为12h-36h。所述缩合反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂具体可为甲苯。本专利技术的另一目的是提供上述式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物作为分子探针在识别核酸G-四链体结构中的应用。采用上述式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物作为分子探针识别核酸G-四链体结构的方法，包括下述步骤：(1)将待检测核酸样品和参比核酸样品分别溶于缓冲液中，得到待检测核酸样品溶液A和参比核酸样品溶液B；用有机溶剂将所述式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物溶解后，再用所述缓冲液稀释得到检测溶液C；(2)将所述待检测核酸样品溶液A与所述检测溶液C混合得到混合溶液1，将所述参比核酸样品溶液B与所述检测溶液C混合得到混合溶液2，然后将得到的混合溶液1和混合溶液2分别进行孵育，得到孵育后混合溶液1和孵育后混合溶液2；再对所述孵育后混合溶液1和所述孵育后混合溶液2进行下述a)或b)：a)对所述孵育后混合溶液1和孵育后混合溶液2分别进行紫外-可见吸收光谱分析，将所述孵育后混合溶液1中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的紫外-可见吸收光谱与所述孵育后混合溶液2中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的紫外-可见吸收光谱进行比较，从而判断所述待检测核酸样品是否为G-四链体结构的核酸；或b)对所述孵育后混合溶液1和孵育后混合溶液2分别进行荧光光谱分析，将所述孵育后混合溶液1中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的荧光光谱与所述孵育后混合溶液2中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的荧光光谱进行比较，从而判断所述待检测核酸样品是否为G-四链体结构的核酸。上述方法步骤(1)中，所述待检测核酸样品为具有G-四链体结构的核酸。所述待检测核酸样品具体可为：Hum24(其序列如序列表中序列1所示)、c-myc(其序列如序列表中序列2所示)、TBA(其序列如序列表中序列3所示)、22AGK+(其中，22AG的序列如序列表中序列4所示)或22AGNa+(其中，22AG的序列如序列表中序列4所示)。所述参比核酸样品为非G-四链体结构的核酸，可以为单链核酸，也可以为双链核酸。所述参比核酸样品具体可为ss-DNA1(其序列如序列表中序列5所示)、ss-DNA2(其为ss-DNA1的互补序列)或dsDNA(ss-DNA1+ss-DNA2)。所述缓冲液为Tris-HCl缓冲液或磷酸盐缓冲液。所述缓冲液的pH值为6-8。所述待检测核酸样品溶液A，待检测核酸样品的摩尔浓度为0.25μM-60μM。所述参比核酸样品溶液B中，参比核酸样品的摩尔浓度为0.25μM-60μM。所述有机溶剂具体可为二甲基亚砜。所述检测溶液C中，所述式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的摩尔浓度为0.5μM-20μM。上述方法步骤(2)中，所述混合溶液1中，所述待检测核酸样品与式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的摩尔比为0.125-6。所述混合溶液2中，所述参比核酸样品与式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的摩尔比为0.125-6。所述a)中，当观察到所述孵育后混合溶液1中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的紫外-可见吸收光谱在310～550nm范围内明显增强，且在470～550nm范围内出现新的吸收峰，则所述待检测核酸样品确认为G-四链体结构的核酸；反之，则为非G-四链体结构的核酸。所述b)中，当观察到所述孵育后混合溶液1中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的荧光发射光谱在450～630nm范围内出现荧光峰且荧光强度升高，并高于所述孵育后混合溶液2中的式I所示2,9-双苯乙烯取代的邻菲罗啉类化合物的荧光发射光谱在450～630nm范围内出现的荧光强度(一般高于参比核酸样品混合液的荧光强度的2倍以上)，则所述待检本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I所示化合物：上述式I中，R1和R2独立地选自下述任意一种：H、卤素、C1‑C6烷基双取代的氨基、C1‑C8烷基、取代或未取代的含有杂原子的环烷基；所述取代或未取代的含有杂原子的环烷基中的杂原子选自下述至少一种：N、O和S；所述环烷基为3‑6元环烷基；所述取代的含有杂原子的环烷基中的取代基选自下述至少一种：C1‑C6烷基、‑(CH2)n‑OH其中n＝1‑8、‑(CH2)n‑Ar其中n＝1‑6，Ar表示芳香基。

【技术特征摘要】
1.式I所示化合物：上述式I中，R1和R2独立地选自下述任意一种：C1-C8烷基、取代或未取代的含有杂原子的环烷基；或R1和R2中的一个为C1-C6烷基双取代的氨基，另一个为取代或未取代的含有杂原子的环烷基；所述取代或未取代的含有杂原子的环烷基中的杂原子选自下述至少一种：N、O和S；所述环烷基为3-6元环烷基；所述取代的含有杂原子的环烷基中的取代基选自下述至少一种：C1-C6烷基、-(CH2)n-OH其中n＝1-8、-(CH2)n-Ph其中n＝1-6，Ph表示苯基。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：所述化合物为下述任意一种：3.一种制备权利要求1所述化合物的方法，包括下述步骤：将式Ⅱ所示化合物与式Ⅲ所示化合物和式Ⅳ所示化合物进行缩合反应，得到式I所示化合物；上述式Ⅲ和式Ⅳ中，R1和R2独立地选自下述任意一种：C1-C8烷基、取代或未取代的含有杂原子的环烷基；或R1和R2中的一个为C1-C6烷基双取代的氨基，另一个为取代或未取代的含有杂原子的环烷基；所述取代或未取代的含有杂原子的环烷基中的杂原子选自下述至少一种：N、O和S；所述环烷基为3-6元环烷基；所述取代的含有杂原子的环烷基中的取代基选自下述至少一种：C1-C6烷基、-(CH2)n-OH其中n＝1-8、-(CH2)n-Ph其中n＝1-6，Ph表示苯基。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述式Ⅱ所示化合物与所述式Ⅲ所示化合物、所述式Ⅳ所示化合物的摩尔比依次为1:1:1；所述缩合反应的温度为90℃-120℃，时间为12h-36h。5.权利要求1或2所述化合物作为分子探针在识别核酸G-四链体结构中的应用。6.一种核酸G-四链体结构的识别方法，其特征在于：所述核酸G-四链体结构的识别方法采用权利要求1或2所述的化合物作为核酸G-四链体结构的识别探针；所述核酸G-四链体结构的识别方法，包括下述步骤：(1)将待检测核酸样品和参比核酸样品分别溶于缓冲液中，得到待检测核酸样品溶液A和参比核酸样品溶液B；用有机溶剂将所述式I所示化合物溶解后，用所述缓冲液稀释得到检测溶液C；(2)将所述待检测核酸样品溶液A与检测溶液C混合得到混合溶液1，将所述参比核酸样品溶液B与检测溶液C混合得到混合溶液2，然后将得到的混合溶液1和混合溶液2分别进行孵育，得到孵育后混合溶液1和孵育后混合溶液2；再对所述孵育后混合溶液1和所述孵育后混合溶液2进行下述a)或b)：a)对所述孵育后混合溶液1和孵育后混合溶液2分别进行紫外-可见吸收光谱分析，将所述孵育后混合溶液1中的式I所示化合物的紫外-可见吸收光谱与所述孵育后混合溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：上官棣华，刘祥军，吴尚荣，王林林，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11