本发明专利技术涉及一种基于钆的两性羧酸金属配位聚合物，该两性羧酸金属配位聚合物是重复单元为[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O的钆金属配位聚合物，所述的化学式[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O中的Cmdcp为N‑羧甲基‑(3,5‑二羧基)溴化吡啶；本发明专利技术所述的两性羧酸金属配位聚合物的水溶性好，金属有效负载率高，具有良好造影活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学领域，具体涉及金属配位聚合物。
技术介绍
磁共振成像(MRI)是核磁共振技术在生物医学上的一个重要应用，其无辐射性损伤，高分辨率以及较快的成像速度等优点，可有效检测组织坏死、局部缺血和各种恶性病变((如肿瘤)。虽然核磁共振成像技术的发展时间不长，但已经成为现今医学成像技术中最不可或缺的技术之一，并且极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。在临床实施MRI扫描时，由于正常组织和病变组织仅表现出很小的信号差异，大约有35％的临床MRI扫描需要采用磁共振造影剂(MRI contrast agents)增强图像的对比度。造影剂又称对比剂(Contrast Agent/Contrast Media)，是为增强或影响观察效果而注入或服用到人体组织或器官的化学制品。MRI造影剂可使局部信号强度(SI)与其它部位的SI相比有可观测的变化，达到更好的暴露病变组织的目的。现在临床最常用的造影剂是含Gd3+的顺磁性金属配位化合物，其中二乙基三胺五乙酸合钆(Gd-DTPA)用的最多。然而目前应用的小分子型造影剂存在较多问题，如弛豫度低，用量大，毒性高，在血液中循环时间短等，造影效果并不明显。随着造影剂增强MRI成像技术的发展与普及，其成像优势得到越来越多的肯定，加之在分子成像领域的应用潜力，对造影剂性能改善的研究工作也受到越来越多的关注。金属配位聚合物(Metal-organic Frameworks,MOFs)是一类由金属中心和有机配体通过自组装的方式，形成的一种多孔晶态材料，具有合成方法简单、 成本低廉、物理化学性能独特的特点。因此，该材料在气体的吸附与分离、有机反应催化、生物成像、磁性材料、小分子探针和载药等领域均具有一定的应用前景。但MOFs在MRI造影剂方面的研究却一直未能得到深入。2008年，美国Lin课题组首次将基于对苯二甲酸和Gd3+构筑的MOFs应用于MRI造影中，虽然该材料在体外表现出了较高的横向弛豫率和更明显的T1加权成像效果，但由于化合物的毒性较高因此无法进行深入的研究。虽然该课题组在随后的研究中选择了毒性较低的Mn2+与对苯二甲酸构筑的MOFs作为MRI造影剂，但水溶性不足的缺陷使该研究仍未获得更进一步的突破。因此，设计合成具有较好水溶性的MOFs材料，对进一步深入研究MOFs在MRI核磁共振造影剂方面的研究具有重要意义。根据文献报道[1-3]，季铵盐官能团因其较大的极性，使得此类化合物具有较好的水溶性。将季铵盐官能团引入到MOFs中能够显著的增强此类化合物的水溶性。季铵盐型羧酸配体则不仅发挥羧酸较强的配位能力和多样的配位模式的优势，而且也有效的克服羧酸类MOFs溶解性较差的缺陷。Gd3+因拥有大量的未成对电子，具有较大的磁矩、磁化率和较长的电子自旋弛豫时间，可大幅提高组织中氢核的弛豫效率。目前，含有羧酸和季铵盐基团的配体研究较少，而关于此类MOFs作为MRI造影剂的研究更是鲜见文献报道。参考文献：[1]Okware SI,Omaswa F,Talisuna A,et al.Managing Ebola from rural to urban slum settings:experiences from Uganda.Afr Health Sci,2015,15(1),312-321.[2]Schuler-Faccini L,Ribeiro EM,Feitosa IM,et al.Possible association between zika virus infection and microcephaly-brazil,2015.MMWR Morb Mortal Wkly Rep,2016,65(3),59-62.[3]Kurosaki Y,Magassouba N,Oloniniyi OK,et al.Development and evaluation of reverse transcription-loop-mediated isothermal amplification(RT-LAMP)assay coupled with a portable device for rapid diagnosis of ebola virus disease in Guinea.Plos Negl Trop Dis,2016,10(2),2-8
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于钆的两性羧酸金属配位聚合物，该两性羧酸金属配位聚合物的水溶性好，金属有效负载率高，具有良好造影活性。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种基于钆的两性羧酸金属配位聚合物，该两性羧酸金属配位聚合物是重复单元为[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O的钆金属配位聚合物，所述的重复单元的化学式[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O中的Cmdcp为N-羧甲基-(3,5-二羧基)溴化吡啶；所述的钆金属配位聚合物具有三维网格结构，其空间群为P21/n，晶胞参数分别为α＝90°，β＝102.2020(10)°，γ＝90°，红外光谱数据(KBr)为：3410(s),1647(s),1610(s),1390(s),1238(m),1175(w),1114(w),935(m),770(m),728(m),630(m),520(m)cm-1。上述两性羧酸铜金属配位聚合物在常温下为无色块状晶体，其重复结构单元含有一个[Gd(Cmdcp)(H2O)3]+阳离子、一个NO3-阴离子和三个游离水分子。每个Gd3+与来自5个Cmdcp配体中四个羧基以单齿方式配位，一个羧基以螯合方式配位的同时，还与3个水分子进行配位，形成单帽四方反棱柱体结构。Cmdcp配体和Gd3+同时作为五连接节点，形成三维网格结构。本专利技术所述的两性羧酸钆金属配位聚合物采用本领域常用的制备方法， 如，将N-乙酸-(3,5-二羧酸)溴化吡啶与Gd(NO3)3·6H2O反应得到。本专利技术人推荐的方法，由以下步骤组成：(1)将H3CmdcpBr溶解分散在水中，用NaOH溶液将pH调至6.0～7.0，得到配体溶液；(2)将摩尔量为H3CmdcpBr 2/3倍的Gd(NO3)2·6H2O溶解于水中，得到钆盐溶液；(3)将步骤(1)得到的配体溶液在配体溶液中加入到加入到步骤(2)得到的钆盐溶液，并在90～100℃的温度下搅拌反应0.5～1h，过滤，收集滤液；(4)将步骤(3)得到的滤液在室温下静置，过滤收集晶体，乙醚洗净并真空干燥得到所述的基于钆的两性羧酸金属配位聚合物。本专利技术的所述的基于钆的两性羧酸金属配位聚合物具有良好的T1弛豫率，可以应用为顺磁性核磁共振造影剂。本专利技术的所述的基于钆的两性羧酸金属配位聚合物在体外表现出较医用顺磁性核磁共振造影剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)更高的横向弛豫率和更明显的T1加权成像效果。本专利技术还具有以下优点：(1)本专利技术产物原料来源广泛，容易获得；(2)本专利技术产物合成方法的反应条件温和，时间短，可在水溶液中重结晶获得，产率高，纯度高，无毒无害，做到了绿色化学，无需惰性气体保护；(3)两性羧酸金属配位聚合物表现出良好的体外MRI造影活性。附图说明图1为Gd3+的五连接节点图。图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于钆的两性羧酸金属配位聚合物，该两性羧酸金属配位聚合物是重复单元为[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O的钆金属配位聚合物，所述的重复单元的化学式[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O中的Cmdcp为N‑羧甲基‑(3,5‑二羧基)溴化吡啶；所述的钆金属配位聚合物具有三维网格结构，其空间群为P21/n，晶胞参数分别为α＝90°，β＝102.2020(10)°，γ＝90°，红外光谱数据(KBr)为：3410(s),1647(s),1610(s),1390(s),1238(m),1175(w),1114(w),935(m),770(m),728(m),630(m),520(m)cm‑1。
【技术特征摘要】
1.一种基于钆的两性羧酸金属配位聚合物，该两性羧酸金属配位聚合物是重复单元为[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O的钆金属配位聚合物，所述的重复单元的化学式[Gd(Cmdcp)(H2O)3](NO3)·3H2O中的Cmdcp为N-羧甲基-(3,5-二羧基)溴化吡啶；所述的钆金属配位聚合物具有三维网格结构，其空间群为P21/n，晶胞参数分别为α＝90°，β＝102.2020(10)°，γ＝90°，红外光谱数据(KBr)为：3410(s),1647(s),1610(s),1390(s),1238(m),1175(w),1114(w),935(m),770(m),72...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈金香，覃亮，陈文华，刘叔文，庞建新，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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