一种无重原子光动力光敏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于光敏剂技术领域，具体涉及一种无重原子光动力光敏剂及其制备方法和应用。为提供一种吸收波长更长的光敏剂，本发明专利技术选取在近红外区具有强吸收的硅罗丹明染料作为母体发色团以及电子受体，以吩噁嗪为电子给体，基于SOCT

【技术实现步骤摘要】
一种无重原子光动力光敏剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光敏剂
，具体涉及一种无重原子光动力光敏剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光动力疗法(Photodynamic therapy，PDT)是近年来发展的一种非破坏性肿瘤治疗方法，具有时空分辨率高、正常组织损伤小、无耐药性、可反复治疗等优势，已在临床得到应用。光动力治疗原理是处于三线激发态的光敏剂将激发能传递给氧气或其他生物分子，导致高活性氧化物(ROS)的产生，治疗效果的关键是选择合适的光敏剂(PS)。理想的光敏剂一般要求兼具好的水溶性、大的摩尔吸光系数以及尽量长的激发波长等。而且，研究表明，线粒体是光动力治疗的重要靶点，线粒体靶向的光敏剂能更加有效地杀死肿瘤细胞。传统的且应用最为广泛的PS大都是基于Br、I的重原子效应设计的，然而这类PS生物毒性较大、三线态寿命短，并不是理想的三线态光敏剂。相比之下，无重原子三线态光敏剂成本低、毒性小、三线态寿命长，日渐受到人们的广泛关注。
[0003]近年来，基于1(n,π*)
→3(π,π*)跃迁、激子耦合、单重态裂变、扭曲构象促进系间窜越、自由基促进系间窜越(EISC)、自由基对
‑
系间窜越(RP
‑
ISC)、自旋轨道耦合电子转移
‑
系间窜越(SOCT
‑
ISC)等机理报道了系列光动力光敏剂，其中，基于SOCT
‑
ISC机理构建的三线态光敏剂具有分子结构简单、易于设计合成的优点，结构设计上只需要将电子给体和电子受体以垂直构象连接。然而，基于该机理设计的PS的吸收主要在可见区，波长更长的PS仍需进行设计开发。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术选取在近红外区具有强吸收的硅罗丹明染料作为母体发色团以及电子受体，以吩噁嗪为电子给体，基于SOCT
‑
ISC机理设计合成了一个无重原子三线态光敏剂“硅罗丹明
‑
吩噁嗪(SiPPhO)”，并将该光敏剂用于癌细胞的光动力治疗。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0006]一种无重原子光动力光敏剂，结构式为：
[0007][0008]一种无重原子光动力光敏剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009][0010]步骤1，在氮气保护下，将吩噁嗪(化合物1)、2
‑
溴
‑5‑
碘甲苯(化合物2)、叔丁醇钠和碘化亚铜依次加入到1，4
‑
二氧六环中，充分搅拌均匀，随后向上述溶液中加入配位剂1，2
‑
二氨基环己烷，回流反应，反应结束后冷却至室温，并蒸干溶剂，粗产品经柱色谱分离得10
‑
(4
‑
溴
‑2‑
甲基苯基)吩噁嗪(化合物3)；
[0011]步骤2，在氮气保护下，向步骤1得到的10
‑
(4
‑
溴
‑2‑
甲基苯基)吩噁嗪(化合物3)中加入无水THF，将所得溶液冷却后，逐滴加入正丁基锂溶液反应，随后逐滴加入硅吡罗红酮的THF溶液，反应液恢复至室温后继续反应，反应结束后，用水猝灭并用盐酸酸化，继续搅拌，经萃取、干燥以及柱色谱分离得到吩噁嗪
‑
硅罗丹明染料，即所述光敏剂。
[0012]进一步，所述步骤1中吩噁嗪、2
‑
溴
‑5‑
碘甲苯、叔丁醇钠和碘化亚铜的摩尔比为1：1.1：2：0.02。
[0013]进一步，所述步骤1中回流反应的温度为130℃，时间为18h，柱色谱分离展开剂CH2Cl2：正己烷的体积比为1：4。
[0014]进一步，所述步骤2中10
‑
(4
‑
溴
‑2‑
甲基苯基)吩噁嗪、正丁基锂和硅吡罗红酮的摩尔比为3：3：1。
[0015]进一步，所述步骤2中将所得溶液冷却至
‑
78℃，加入正丁基锂溶液反应的温度为
‑
78℃，时间为60min，室温后继续反应4h，继续搅拌30min，柱色谱分离展开剂CH2Cl2：CH3OH的体积比为20：1。
[0016]进一步，所述步骤2中盐酸的摩尔浓度3mol/L。
[0017]一种无重原子光动力光敏剂的应用，在近红外光照射下产生活性氧化物，从而用于杀死癌细胞。
[0018]与现有技术相比本专利技术具有以下优点：
[0019]与目前报道的基于SOCT
‑
ISC机理设计的光敏剂相比，本专利技术提供的光敏剂具有吸收波长位于近红外区、生物兼容性好、暗毒性低以及单线态氧产生效率高等特点。因此本专利技术提供的光敏剂能够在近红外光照射下产生活性氧化物，从而杀死癌细胞，具有潜在的生物应用价值。
附图说明
[0020]图1为化合物3的1H NMR图(CDCl3，600MHz)；
[0021]图2为光敏剂SiPPhOP的1H NMR图(d
‑
DMSO，600MHz)；
[0022]图3为光敏剂SiPPhOP的
13
C NMR图(d
‑
DMSO，150MHz)；
[0023]图4为光敏剂SiPPhOP的HRMS图；
[0024]图5为光敏剂SiPPhOP在光照条件下的紫外可见吸收光谱的变化图；
[0025]图6为9,10
‑
蒽二基
‑
双(亚甲基)二丙二酸(ABDA)在激光(650nm，1.5mW/cm2)光照下捕获光敏产生单线态氧的紫外可见吸收光谱变化图，每照射30秒记录一次，其中，(A)为ABDA和光敏剂SiPPhOP；(B)为ABDA和对比化合物SiP；(C)为ABDA和参比化合物MB；(D)为(A)～(C)图中ABDA在380nm处吸光度值随时间的变化图；
[0026]图7为光敏剂SiPPhO的细胞毒性实验结果图，其中，(黑色)为A549细胞用不同浓度(0μM、0.5μM、1.0μM、1.5μM、2.0μM和2.5μM)的SiPPhO处理1小时后，继续孵化24小时；(灰色)为A549细胞先用不同浓度(0μM、0.5μM、1.0μM、1.5μM、2.0μM和2.5μM)的SiPPhO处理1小时，再用650nm激光(20mW/cm2，20min)照射后继续孵化24小时。
具体实施方式
[0027]实施例1
[0028]一种无重原子光动力光敏剂，其结构式为：
[0029][0030]一种所述无重原子光动力光敏剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)在氮气保护下，将吩噁嗪(1.83g，10.0mmol)、2
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溴
‑5‑
碘甲苯(1.57mL，11.0mmol)、叔丁醇钠(1.92g，20.0mmol)和碘化亚铜(0.38g，0.2mmol)依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无重原子光动力光敏剂，其特征在于，所述光敏剂的结构式为：2.一种权利要求1所述无重原子光动力光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在氮气保护下，将吩噁嗪、2
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溴
‑5‑
碘甲苯、叔丁醇钠和碘化亚铜依次加入到1，4
‑
二氧六环中，充分搅拌均匀，随后向上述溶液中加入配位剂1，2
‑
二氨基环己烷，回流反应，反应结束后冷却至室温，并蒸干溶剂，粗产品经柱色谱分离得10
‑
(4
‑
溴
‑2‑
甲基苯基)吩噁嗪；步骤2，在氮气保护下，向步骤1得到的10
‑
(4
‑
溴
‑2‑
甲基苯基)吩噁嗪中加入无水THF，将所得溶液冷却后，逐滴加入正丁基锂溶液反应，随后再逐滴加入硅吡罗红酮的THF溶液，反应液恢复至室温后继续反应，反应结束后，用水猝灭并用盐酸酸化，继续搅拌，经萃取、干燥以及柱色谱分离得到吩噁嗪
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硅罗丹明染料，即所述光敏剂。3.根据权利要求2所述的一种无重原子光动力光敏剂的制备方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景，侯文华，张洪星，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：