一类新型磷光钌配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类新型磷光钌配合物及其制备方法和应用，该配合物由多联吡啶配体，金属中心和含有给体官能团的辅助配体组成，该配合物中的给体基团给电子能力强，氧化电位低，还原性强，失电子能力强；供电子环金属化的C^N配体提高dp(Ru)轨道能级，电子转移能力明显提高，本发明专利技术合成的钌配合物生物毒性低，可用于乏氧环境下的Ⅰ型光动力治疗，提高光动力治疗效果，在光动力治疗方面具有重要的应用前景；且该类化合物的合成方法简单，合成条件温和，适于大规模生产使用。

【技术实现步骤摘要】
一类新型磷光钌配合物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机光电、生物材料
具体涉及一类具有I型光动力治疗效果的磷光钌配合物及其制备方法和应用。
技术介绍
光动力治疗(PDT)是近年发展起来的一种安全有效的无创性治疗方法，该方法对组织损伤小，没有明显和长期的不良反应，且其操作简便，经济实惠，易为大多数患者接受。PDT化学反应的过程中，吸收特定波长的光的光敏剂可以由基态被激发至寿命极短的单重态，单重态可以通过辐射荧光释放出能量而返回到基态。或者经过系间跃迁到三重态。由于三重态激子的寿命比较长，所以和周围分子的相互作用更强。在PDT的这一阶段中产生了细胞毒物质。光敏剂的三重态可与底物分子间直接发生电子转移，即I型反应，产生底物和敏化剂的自由基离子或者自由基，并进一步与周围的氧反应最终形成氧化物；或通过与基态氧分子之间发生能量传递从而产生单重态氧，即Ⅱ型反应。单重态氧具有高反应活性，除此之外还有亲电子性，因为它能够高效的氧化生物分子、蛋白质、不饱和脂肪酸、核酸等细胞内物质反应而损伤细胞，最终杀死细胞。一般来说，光动力治疗的机制是基于激发光敏剂(PS)到分子氧的能量转移以产生单线态氧(1O2)，其可以立即损害生物分子以引起细胞死亡(Ⅱ型光动力治疗)。分子氧对于Ⅱ型光动力治疗是必不可少的，并且1O2的产生受周围氧浓度的影响。因此，光动力Ⅱ型治疗的治疗效果很大程度上取决于氧含量水平。然而，由于肿瘤生长迅速，氧气供应不足，实体瘤的原生微环境为乏氧环境。此外，PDT过程中耗氧迅速量，这将进一步加重乏氧状态，限制治疗效果，这已成为PDT的主要障碍。在I型光动力治疗化学反应中电荷转移发生在受激发的PS和相邻底物之间，形成反应性的自由基离子损伤生物分子，这种类型的PDT在乏氧条件下可以很好地工作，并解决光动力Ⅱ型治疗过程中乏氧的局限性。因此，为了在乏氧条件下保持优异的I型光动力治疗效果，开发在乏氧条件下可以产生有效的活性氧的光敏剂是有重要意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，通过将给电子官能团引入到辅助配体上合成在乏氧条件下能够提供有效活性氧的磷光钌配合物，所述化合物在I型光动力治疗方面具有良好的应用前景。本专利技术的技术方案为：本专利技术公开的一类新型磷光钌配合物具体包括Ru1、Ru2和Ru3，结构式分别为：进一步地，所述新型磷光钌配合物的合成路线如下：进一步地，所述新型磷光钌配合物的制备方法的具体合成步骤为：1)化合物2的制备：1mmol的化合物1和1.3mmol的氧化碘在常温下搅拌混合，加入醋酸后加热回流2～6h，得到紫黑色的溶液；冷却至室温，加去离子水沉降，室温静置过夜；真空抽滤得到黄色固体，随后融入氯仿得到暗红色溶液，然后用饱和NaHCO3和饱和Na2S2O3洗，有机相用无水硫酸钠干燥，最后旋蒸得到深棕色固体化合物2；2)化合物4的制备：化合物2、乙酸铵，化合物3与冰醋酸于60℃反应过夜，冷却至室温，逐滴加入氨水中和，产物沉出棕色固体，抽滤，水洗，真空干燥得到褐色粉末状的化合物4；3)化合物6的制备：化合物2、乙酸铵、苯甲醛、与冰醋酸于60℃反应过夜，冷却至室温，逐滴加入氨水中和，产物沉出棕色固体，抽滤，水洗，真空干燥得到褐色粉末状的化合物6；4)化合物Ru1的制备：1mmol化合物5、1mmol化合物4、三乙胺与乙二醇在常温下搅拌混合，避光反应24h，冷却至室温，加入六氟磷酸钾溶液搅拌2h，过滤，减压蒸馏，乙酸乙酯沉降，柱层析提纯，重结晶三次得到化合物Ru1；5)化合物Ru2的制备：1mmol化合物5、1mmol化合物6、三乙胺与乙二醇在常温下搅拌混合，避光反应24h，冷却至室温，加入六氟磷酸钾溶液搅拌2h，过滤，减压蒸馏，乙酸乙酯沉降，柱层析提纯，重结晶三次得到化合物Ru2；6)化合物Ru3的制备：1mmol化合物7、1mmol化合物4、三乙胺与乙二醇在常温下搅拌混合，避光反应24h，冷却至室温，加入六氟磷酸钾溶液搅拌2h，过滤，减压蒸馏，乙酸乙酯沉降，柱层析提纯，重结晶三次得到化合物Ru3。进一步地，所述步骤4)、5)和6)中进行避光反应时的温度为115-130℃。进一步地，所述新型磷光钌配合物可用于乏氧状况下的I型光动力治疗。进一步地，所述新型磷光钌配合物可用于细胞成像。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将给电子官能团引入到辅助配体上合成新型的磷光钌配合物，所述磷光钌配合物在乏氧条件下能够提供有效活性氧，保证光动力治疗效果，在I型光动力治疗方面具有良好的应用前景；本专利技术公开的制备方法工艺简单，反应条件温和，原料丰富，可进行规模化的生产。附图说明图1为实施例3获得的磷光钌配合物Ru1、Ru2和Ru3的紫外-可见吸收光谱；图2为实施例4获得的磷光钌配合物Ru1、Ru2和Ru3在乏氧下DCFH在520nm处的函数变化曲线；图3为实施例5中进行MTT细胞暗毒性实验获得的磷光钌配合物Ru1、Ru2和Ru3的浓度与细胞活性的关系数据统计图；图4为实施例6中进行MTT细胞光毒性实验获得的磷光钌配合物Ru1、Ru2和Ru3的浓度与细胞活性的关系数据统计图；图5为实施例7获得的磷光钌配合物Ru1、Ru2和Ru3在乏氧下对细胞中活性氧变化进行检测的共聚焦成像图。具体实施方式以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。实施例1：辅助配体的制备化合物2的制备：化合物1(180mg，1mmol)和氧化碘41mg(1.3mmol)常温搅拌，然后加入醋酸2.5mL，加热回流3h，得到紫黑色的溶液，冷却到室温，加入去离子水沉降，室温静置过夜，真空抽滤得到黄色固体，随后融入氯仿得到暗红色溶液，然后用饱和NaHCO3和饱和Na2S2O3洗，有机相用无水硫酸钠干燥，最后旋蒸得到深棕色固体化合物2，产率：93％。1HNMR(400MHz,CDCl3)8.89(dd,J＝2Hz,1.6Hz,1H),8.69(dd,J＝0.8Hz,0.4Hz,1H),8.41(dd,J＝2Hz,2Hz,1H),8.20(dd,J＝1.2Hz,0.8Hz,1H),7.83-7.78(m,1H),7.59(dt,J＝1.2Hz,8.8Hz,1H),7.43(dd,J＝4.8Hz,4.8Hz,1H).化合物4的制备：化合物2(833mg，0.8mmol)，乙酸铵(3130mg，40mmol)，化合物3(221mg，0.8mmol)与冰醋酸(40mL)60℃反应一夜，深红色液体冷却到室温，然后逐滴加入氨水中和，产物沉出棕色固体，抽滤得到固体，用水洗涤，产物真空干燥得到褐色粉末状化合物4，产率：56％。1HNMR(400MHz,(CD3)2SO)：9.24(dd,J＝8.0Hz,8.0Hz,1H),8.92(dd,J＝1.6Hz,2Hz,1H),8.85(dd,J＝1.6Hz,1.6Hz,1H),8.55-8.505(m,1H),8.17-8.14(m,2H),7.83-7.63(m,3H),7.37-7.33(m,4H),7.13-7.09(m,9H).化合物6的制备：化合物2(833mg，0.8mmol)，乙酸铵(3130mg，40mmol本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类新型磷光钌配合物，其特征在于，所述钌配合物包括Ru1、Ru2和Ru3三种，具体的结构式分别为：

【技术特征摘要】
1.一类新型磷光钌配合物，其特征在于，所述钌配合物包括Ru1、Ru2和Ru3三种，具体的结构式分别为：2.如权利要求1所述的一类新型磷光钌配合物的制备方法，其特征在于，所述钌配合物的合成路线如下：3.如权利要求2所述的一类新型磷光钌配合物的制备方法，其特征在于，具体合成步骤为：1)化合物2的制备：1mmol的化合物1和1.3mmol的氧化碘在常温下搅拌混合，加入醋酸后加热回流2～6h；冷却至室温，加去离子水沉降，室温静置过夜；真空抽滤，融入氯仿，然后用饱和NaHCO3和饱和Na2S2O3洗，干燥有机相，旋蒸得到深棕色固体化合物2；2)化合物4的制备：化合物2、乙酸铵、化合物3与冰醋酸于60℃反应过夜，冷却至室温，逐滴加入氨水中和，产物沉出棕色固体，抽滤，水洗，真空干燥得到褐色粉末状的化合物4；3)化合物6的制备：化合物2、乙酸铵、苯甲醛与冰醋酸于60℃反应过夜，冷却至室温，逐滴加入氨水中和，产物沉出棕色固体，抽滤，水洗，真空干燥得到褐色粉末状的化合物6；4)化合物Ru1的制备：1mmol化合物5、1m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑娟，赵强，刘雪，谢明娟，黄维，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32