本发明专利技术公开了一种离子型紫罗精类化合物及其应用，属于光动力治疗技术领域。本发明专利技术基于4,4'‑联吡啶设计并合成出一类结构全新的阳离子型紫罗精类化合物，具有以下优点：1、阳离子型骨架赋予了其阳离子特性，如良好的亲水性，能有效的与带负电的细菌结合；2、将氧族元素引入紫罗精骨架中提高了分子在可见光区的吸收，同时也促进了活性氧属的产生；3、易于离子，可通过添加活性基团增强分子的治疗效果，且生物毒性低；4、具备良好的生物相容性。本发明专利技术通过实验证实上述化合物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有显著的抑制活性，因此具有作为有效光动力治疗的光敏剂的潜力。
An Ionic Violet Compound and Its Application in Photodynamic Therapy
The invention discloses an ionic viologen compound and its application, belonging to the technical field of photodynamic therapy. The invention designs and synthesizes a new cationic viologen compound based on 4,4'bipyridine, which has the following advantages: 1. The cationic skeleton endows it with cationic characteristics, such as good hydrophilicity, which can effectively combine with negatively charged bacteria; 2. Introducing oxygen group elements into the viologen skeleton can improve the absorption of molecules in the visible region, and also promote the absorption of molecules in the visible region. Reactive oxygen species; 3. Easy to ionize, can enhance the therapeutic effect of molecules by adding active groups, and low biological toxicity; 4. Have good biocompatibility. The present invention has been proved by experiments that the above compounds have remarkable inhibitory activity against Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria, and therefore have potential as photosensitizers for effective photodynamic therapy.
【技术实现步骤摘要】
一种离子型紫罗精类化合物及其光动力治疗应用
本专利技术属于光动力治疗
，具体涉及一种离子型紫罗精类化合物及其光动力治疗应用。
技术介绍
细菌威胁着人类的健康及周围环境中的动植物的生存。因此，抗菌剂的应用具有重要的意义。但是，同一种杀菌剂的长期重复使用已经导致病原菌对很多现行杀菌剂产生了很强的耐药性。此外，很多国家已经禁止使用一些对环境、人或生态具有不良影响的杀菌剂。因此，研究和开发高效低毒且环保的新型杀菌方法具有重要的意义。光动力治疗(PhotodynamicTherapy，PDT)是近年来发展起来的一种新的物理化学治疗技术，作为一种有效的细胞治疗方式，已经在临床研究与实践中有了较广泛的应用。其主要过程是：光敏剂在特定波长的光照射下，通过一系列光化学和光生物学反应，在分子氧的参与下，产生单线态氧、自由基或自由基离子等，氧化破坏组织和细胞中的各种生物大分子，使异常增生活跃的细胞发生不可逆的损伤，最终使细胞死亡，达到治疗目的。单线态氧和各种自由基是PDT治疗中使用的光敏剂(PS)产生的主要活性物质，可诱导细菌或细胞死亡。传统的治疗方法安全性不高，对周围正常组织有一定的杀伤力，影响器官完整性和正常生理功能。治疗后不良反应多，复发性极高，还易产生耐药性，不能有效清除病毒。而PDT创伤很小，毒性低微，不会产生耐药性，可重复治疗，消灭隐性病灶，有更好的选择性和适用性有助于促进健康组织的快速愈合，减少长期发病率，提高患者的生活质量。目前使用的小分子有机光敏剂，如卟啉、亚甲基蓝、BODIPY等为疏水性分子，易团聚，在体内不易递送至肿瘤部位，对肿瘤组织缺乏靶向性，难以富集达到有效浓度，影响治疗效果。另外，其消光系数较低，而且对健康组织的选择性较差，容易破坏正常细胞，影响治疗的效果。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种离子型紫罗精类化合物及其光动力治疗应用。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种离子型紫罗精类化合物，该离子型紫罗精类化合物的结构式如下：其中，R1、R2是长链烷基或末端带季胺盐的烷基；E是硫、硒或碲。优选地，所述长链烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基或十八基。优选地，所述离子型紫罗精类化合物为如下化合物2、5a、5b、5c、3、6a、6b、6c中的一种，化合物2、5a、5b、5c、3、6a、6b、6c的结构式分别如下：本专利技术还公开了上述的离子型紫罗精类化合物作为光敏剂的应用。优选地，所述离子型紫罗精类化合物在光照下，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。本专利技术还公开了上述的离子型紫罗精类化合物作为抑菌剂的应用。优选地，所述的抑菌剂为对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有抑制活性的抑菌剂。本专利技术还公开了上述的离子型紫罗精类化合物在制备光动力治疗药物中的应用。优选地，所述药物为在光照条件下对对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用的药物。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于4,4'-联吡啶设计并合成出一类结构全新的阳离子型紫罗精类化合物，具有以下优点：1、阳离子型骨架赋予了其阳离子特性，如良好的亲水性，能有效的与带负电的细菌结合；2、将氧族元素引入紫罗精骨架中提高了分子在可见光区的吸收，同时也促进了活性氧属的产生；3、易于离子，可通过添加活性基团增强分子的治疗效果，且生物毒性低；4、具备良好的生物相容性。本专利技术通过实验证实上述化合物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有显著的抑制活性，因此具有作为有效光动力治疗的光敏剂的潜力。附图说明图1为本专利技术的阳离子型紫罗精类化合物的抑菌实验结果照片。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术基于4,4'-联吡啶设计并合成出一类结构全新的阳离子型紫罗精类化合物，并首次发现此类化合物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有显著的抑制活性，具有作为有效光动力治疗的光敏剂的潜力。上述阳离子型紫罗精类化合物，具有如下分子结构：其中：R1、R2是长链烷基或末端带季胺盐的烷基；E是硫、硒或碲。上述离子型紫罗精类化合物的合成方法，具有以下合成路线：其中：R1、R2是长链烷基或末端带季胺盐的烷基；E是硫、硒或碲。所述长链烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基或十八基采用体外抑菌活性试验对上述化合物进行了抗菌活性评价。本专利技术所涉及的一类离子型紫罗精类化合物对多种致病菌普遍存在抑制活性，且具作为抗菌光敏剂用于光动力治疗的巨大潜力，该类化合物作为制备抗菌光敏剂的应用，对革兰氏阴性菌——大肠杆菌、革兰氏阳性菌——金黄色葡萄球菌具有显著的抑制活性：以下结合附表和合成方法及其活性测定对本专利技术作进一步详细说明：一、离子型紫罗精类化合物的制备：N,N,N-三甲胺正己基取代的通用制备方法：化合物1(0.7mmol)和化合物4(0.7mmol)分别与6-溴代-N,N,N-三甲基正己基胺盐(1.4mmol)溶在N,N-二甲基甲酰胺(30mL)溶液中，在100℃下搅拌72小时。形成的沉淀通过真空抽滤分离，用N,N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷洗涤，得到化合物2、5a、5b、5c。正己基取代的通用制备方法：化合物1(0.7mmol)和化合物4(0.7mmol)分别与溴己烷(1.4mmol)溶在N,N-二甲基甲酰胺(30mL)溶液中，在100℃下搅拌72小时。形成的沉淀通过真空抽滤分离，用N,N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷洗涤，得到化合物3、6a、6b、6c。二、离子型紫罗精类化合物的物理性质和结构分析：以下是采用上述方法合成的8个离子型紫罗精类化合物的编号、产率、熔点、颜色、物态、核磁、质谱数据。化合物2:产率80％；白色粉末；mp235-236℃.1HNMR(400MHz,DMSO-d6):δ9.50(d,J＝6.8Hz,4H,PyH),8.87(d,J＝6.8Hz,4H,PyH),4.76(t,J＝4.7Hz,4H,NCH2),3.33-3.30(m,4H,CH2),3.07(s,18H,NCH3),2.04-1.99(m,4H,CH2),1.73-1.66(m,4H,CH2)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离子型紫罗精类化合物，其特征在于，该离子型紫罗精类化合物的结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种离子型紫罗精类化合物，其特征在于，该离子型紫罗精类化合物的结构式如下：其中，R1、R2是长链烷基或末端带季胺盐的烷基；E是硫、硒或碲。2.如权利要求1所述的离子型紫罗精类化合物，其特征在于，所述长链烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基或十八基。3.如权利要求1所述的离子型紫罗精类化合物，其特征在于，其特征在于，所述离子型紫罗精类化合物为如下化合物2、5a、5b、5c、3、6a、6b、6c中的一种，化合物2、5a、5b、5c、3、6a、6b、6c的结构式分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：初大可，何刚，张子茜，周琨，李国平，
申请(专利权)人：西安交通大学医学院第一附属医院，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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