一种具有高单线态氧产率的光敏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高单线态氧产率的光敏剂及其制备方法，采用Suzuki偶联反应，将4,8

【技术实现步骤摘要】
一种具有高单线态氧产率的光敏剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种光敏剂，特别涉及一种具有高单线态氧产率的光敏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的癌症治疗如化疗、手术以及放疗具有很强的副作用，如损害正常细胞以及神经系统，并且往往伴随着很高的复发率。因此，开发一种安全有效的癌症治疗手段是当前亟需的研究课题。近年来光动力治疗由于其毒副作用小、抗肿瘤选择性广以及微创性而受到广泛关注。光动力治疗中主要的组成部分是光敏剂分子。其中，光敏剂吸收特定波源的光(可见光或者近红外)后从基态激发到单重激发态，随后经历系间穿越过程转变成三重激发态。三重激发态的能量可以将三线态氧分子激发形成具有强氧化性的单线态氧分子，单线态氧分子可以直接杀死癌细胞以此达到癌症治疗的效果。
[0003]目前报道的光敏剂材料主要分为三大类：卟啉类及其改性分子，BODIPY氟硼荧染料及其改性分子和钌基金属有机化合物。目前报道的光敏剂分子受到易团聚、稳定性差以及单线态氧产率相对较低等因素的影响。其中获得高单线态氧产率的光敏剂分子是目前PDT的一大瓶颈。获得高单线态氧产率的光敏剂分子对于推动光动力治疗的临床应用是非常有必要的。
[0004]目前，对于如何提高光敏剂分子单线态氧产率的策略主要是在上述三种光敏剂分子上进行改性或者功能化。常见的策略有如下几种，第一，基于光敏剂易团聚造成荧光猝灭从而导致单线态氧产率低的现象，将光敏剂分子表面进行功能化，例如引入水溶性支链，减少光敏剂分子在水溶液或者极性溶剂中的团聚。还有利用特定的光敏剂分子与金属配位，配位的金属有效的阻碍了光敏剂分子的团聚，使得形成的金属有机纳米药物具有较高的三线态氧的产率。第二，增加系间穿越的速率以此提高单线态氧的生成能力。为了有效提高系间穿越的能力，可以引入重原子例如碘、溴原子等以此提高系间穿越的过程，从而提高单线态氧的产率。第三减少光敏剂分子的转动，引入刚性基团，减少非辐射跃迁，提高三重激发态的能量从而提高单线态氧产率。但是目前的这几种策略虽然在一定程度上提高了光敏剂分子的单线态氧产率，但是其单线态氧的产率还是相对较低，需要提高剂量来达到治疗肿瘤的目的，这也极大的阻碍了光动力治疗在癌症治疗领域方面的发展。
[0005]因此，合成一种新型的具有高单线态氧产率、稳定性高以及低毒性的光敏剂分子对于光动力治疗具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种具有高单线态氧产率的光敏剂及其制备方法，以达到在可见光有较强的吸收能力，并具有很高的量子产率，在微酸至弱碱条件下结构稳定的目的。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种具有高单线态氧产率的光敏剂，其结构式如下：
[0009][0010]一种具有高单线态氧产率的光敏剂的制备方法，采用Suzuki偶联反应，将4,8-二溴-6-(2
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乙基己基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-F]苯并三氮唑与4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶，在[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯的催化下反应，通过氧化加成和还原消除得到该光敏剂。
[0011]上述方案中，该反应在惰性气体氛围下进行。
[0012]上述方案中，反应温度为80℃，反应24小时。
[0013]上述方案中，将反应液用二氯甲烷萃取分离并过柱提纯。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种具有高单线态氧产率的光敏剂在可见光有较强的吸收能力，并具有很高的量子产率。而且该化合物在微酸至弱碱条件下结构稳定，在常见的极性溶剂如甲醇、乙醇以及二甲亚砜中荧光性能稳定。最重要的是其具有较长的三重激发态寿命，并具有很高的单线态氧的量子产率(95％)。该光敏剂分子在光动力治疗领域具有广泛的应用前景。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0016]图1为光敏剂分子核磁共振氢谱图；
[0017]图2为光敏剂分子在乙醇中的吸收和发射光谱；
[0018]图3a为光敏剂分子在微酸(pH＝6.5)溶液中的紫外吸收曲线；
[0019]图3b为光敏剂分子在弱碱(pH＝8.5)乙醇溶液中的紫外吸收曲线；
[0020]图4光敏剂分子在波长550nm处三重激发态寿命拟合曲线；
[0021]图5为光敏剂分子的EPR谱图；
[0022]图6为光敏剂分子和商品化染料TPPS在乙醇中单线态氧产生速率对比图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]本专利技术提供了一种具有高单线态氧产率的光敏剂，其结构式如下：
[0025][0026]上述光敏剂的制备方法如下：
[0027]在真空反应瓶中通入15分钟左右的N2，来保证真空反应瓶中为无氧环境，在含有N2的真空反应瓶中加入20mL的甲苯溶液和5mL水的混合溶液做反应溶剂，再通过长针管，通入20分钟左右的N2来除去溶剂中的氧气。
[0028]先加入K2CO3(129.7mg,0.868mmol)固体粉末提供碱性环境，然后在此条件下将4
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(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶(97.79mg,0.477mmol)和4,8-二溴-6-(2-乙基己基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-F]苯并三氮唑(100mg,0.217mmol)加入到真空反应瓶中，并在[1,1'-双 (二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(12.53mg,0.01mmol)催化剂下加热到80℃反应。待反应24 小时后，将反应液用二氯甲烷萃取分离并过柱提纯。
[0029]对所得的产物BTZPy进行检测，图1为合成的光敏剂分子核磁共振氢谱图。
[0030]光敏剂分子在乙醇中的吸收和发射光谱如图2所示。通过紫外与荧光光谱测试，光敏剂分子的最大吸收波长与最大发射波长分别为508nm和570nm，斯托克斯位移达到62nm。
[0031]光敏剂分子在微酸(pH＝6.5)和弱碱(pH＝8.5)乙醇溶液中的紫外吸收曲线如图3a和图3b所示。此实验表明光敏剂分子在微酸和弱碱条件下可以稳定存在。
[0032]采用LP920K型激光闪光光解/瞬态吸收光谱仪来检测该物质的三重激发态寿命，研究其光物理性质，激发波长为532nm，监测范围600-900nm，光敏剂分子在氩气除氧乙醇中的浓度2.4
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M。光敏剂分子在波长550nm处三重激发态寿命拟合曲线如图4所示。
[0033]首先通过电子自旋共振(ESR)确认光照射时产生的ROS类型，采用brukerEMXnano 电子顺磁共振波谱仪仪器，光照波长为530nm,光照时间60s，其中采用TEMP为单线态氧捕获剂。得到光敏剂分子的EPR谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高单线态氧产率的光敏剂，其特征在于，其结构式如下：2.一种具有高单线态氧产率的光敏剂的制备方法，其特征在于，采用Suzuki偶联反应，将4,8-二溴-6-(2-乙基己基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-F]苯并三氮唑与4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)吡啶，在[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯的催化下反应，通过氧化加成...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕世博，苗钰阳，刘大鹏，宋锋玲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：