一种具有生物活性的C**反丁二酸及其合成方法技术

本发明专利技术属有机无机杂化材料技术领域，具体为一种具有生物活性的Ｃ↓［６０］反丁二酸及其合成方法。本发明专利技术是在四氢呋喃溶液中，Ｃ↓［６０］↑［２－］负离子与１，２－二溴丁二酸钠反应，制得可溶于极性溶剂的Ｃ↓［６０］衍生物－Ｃ↓［６０］反丁二酸。通过多种波谱技术对衍生物结构进行表征，表明该反应为高选择性加成反应；通过衍生物的生物活性实验，证明该衍生物对正常细胞无毒无副作用，而对大肠杆菌生长有抑制作用，在５μＬ，１０μＬ浓度下表现出对肝癌细胞生长具有弱的抑制作用，证明该衍生物在制备抑制真菌生长药物和治疗肿瘤药物方面有应用价值。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机有机杂化材料
，具体涉及一种能溶于极性溶剂，并具有生物活性的C60反丁二酸及其合成方法。
技术介绍
自从1993年Friedman等(S.H.Friedman et al.，J.Am.Chem.Soc.1993，115，6506.)合成出对人体免疫缺损病毒蛋白酶具有抑制作用的水溶性C60衍生物以来，人们意识到C60([60]富勒烯)能在生物化学和医药方面具有广阔前景。但长期以来由于C60只溶于苯、甲苯和二硫化碳等非极性和弱极性溶剂中，不溶于水、四氢呋喃等极性溶剂，因而合成溶于极性溶剂(如水等)的C60衍生物是C60在生物化学，特别是医药应用方面一个关键；同时C60本身具有很大的电负性，电负性过高对细胞易产生生物毒性作用。人们通过化学修饰，使C60衍生物的电负性显著下降，降低它们内在的生物毒性(Zhu Z et al.，Biochemistry2003，42，1326；McGovern S.L.et al.，J.Med.Chem.2002，45，1712；Chiang，L.Y.etal.，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1994，2675；Wharton T.et al.，Tetrhedron Lett.2001，42(31)，5159.)。如有人发现含卟啉环的[60]富勒烯的衍生物对有自我免疫疾病病人的血清具有生物活性(Panagiota S.et al.，Tetrahedron 2004，60，2823.)；用水溶性C60衍生物制成具有类似生物活性膜的人造类脂膜，Yamakoshi等用溶于聚乙烯吡咯烷酮水溶液的C60进行了溶血作用实验，发现对血液无任何影响；Wilson等在这方面做了许多工作，如合成的含磷酸盐的富勒烯衍生物对骨头组织生长的影响等(Hungerbühler H.et al.，J.Am.Chem.Soc.1993，115，3386；Murakami H.et al.，J.Am.Chem.Soc.1996，118，4484；Yamakoshi Y.N.et al.，J.Chem.Soc.Chem.Commun.1994，(4)，517；Wilson L.J.etal.，Bioorg.Med.Chem.2002，10(6)，1991.)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能溶于极性溶剂、具有生物活性的C60衍生物及其合成方法。本专利技术提出的C60衍生物，是在C60外球体上引入极性基团羧基的生成的C60反丁二酸，其结构式为 根据C60本身的性质，要制备溶于极性溶剂特别是水的C60衍生物，一般有两种方法一是在C60外球体上引入极性基团，二是使可溶性物质包含C60分子。本专利技术通过在C60外球体上引入极性基团羧基，使C60生成可溶于水、四氢呋喃、丙酮等极性溶剂的新衍生物---C60反丁二酸。该反应的选择性很高，单加成衍生物几乎100％；产率也较高，可达到80％左右。这都有利于进行C60衍生物的生物活性实验的测试。其生物活性实验也显示出很好的结果，在抑制和消灭真菌、肿瘤细胞等药性方面具有潜在应用前景。本专利技术提出的C60反丁二羧酸合成方法如下在氮气氛下，用C60、钾、1-甲基萘和四氢呋喃溶液，反应2-3小时，合成C602-阴离子；然后，加入与四氢呋喃溶液等体积的正己烷，放入-10℃以下的冰箱中，时间5-7天；然后取出，将母液分离，再加入1，2-二溴丁二酸钠，50～70℃下，回流搅拌5-8小时；冷却到室温，离心，真空抽去溶剂；用丙酮洗涤，再真空抽干，得棕黑色粉末，即为C60反丁二酸衍生物；上述反应中，C60/钾的摩尔比为1∶2，C60/1，2-二溴丁二酸钠的摩尔比为1∶1。经波谱表证，所得产物的结构式为C60(CHCOOH)2。本专利技术中，1，2-二溴丁二酸钠的合成方法如下根据经典有机化学反应，先将反丁烯二酸与氢氧化钠溶液反应，盐化之后将其与液溴反应即可得到粗产物，再通过四氯化碳萃取和重结晶即得到高纯二溴丁二酸钠盐。1，2-二溴丁二酸钠的分子结构式如下所示 上述合成方法中，应先将反丁二羧酸完全转化为钠盐，否则羧酸的H+相对更活泼，易先与C60负离子反应，生成氢化物，从而得不到预期的产物。而将反丁二酸钠盐直接与C60<p> 本专利技术还做了该化合物在不同浓度下对肝癌细胞生物活性的测试将C60反丁二羧酸衍生物2mg溶入2mL去离子水，取100μL与400μL培养液配成500μL，每孔分别取此溶液100，50，10，5μL都配成200μL，测试对肝癌细胞生长的抑制作用。结果如表2。表2样品对肝癌细胞的生物活性测试 *表中的数据为荧光吸光度实验表明，在5μL、10μL浓度下表现出对肝癌细胞生长具有弱的抑制作用，其它浓度下没有表现出抑制作用，说明该衍生物具有逆反效应。生物活性实验表明，该衍生物在抑制真菌生长药物和治疗肿瘤药物方面有应用价值。具体实施例方式C60反丁二酸衍生物的合成实施例1在氮气氛下，用180mg(0.251mmol)C60，20mg(0.50mmol)钾，1mL 1-甲基萘，20ml四氢呋喃溶液，反应合成C602-阴离子，3小时后，加入正己烷，将母液分离后，加入80mg(0.50mmol)1，2-二溴丁二酸钠，60℃左右下，回流搅拌8小时。冷却，离心，真空抽去溶剂；加入稀盐酸，搅拌半天。离心，真空抽干，用丙酮洗涤，再真空抽干，得170mg棕黑色粉末，即为C60反丁二酸衍生物，产率为81％。实施例2在氮气氛下，用181mg(0.251mmol)C60， 21mg(0.54mmol)钾，1mL 1-甲基萘，20ml四氢呋喃溶液，反应合成C602-阴离子，2小时后，加入正己烷，将母液分离后，加入79.9mg(0.50mmol)1，2-二溴丁二酸钠，50℃左右下，回流搅拌5小时。冷却，离心，真空抽去溶剂；加入稀盐酸，搅拌半天。离心，真空抽干，用丙酮洗涤，再真空抽干，得121mg棕黑色粉末，即为C60反丁二酸衍生物，产率为57％。实施例3在氮气氛下，用179mg(0.249mmol)C60，20mg(0.50mmol)钾，1mL 1-甲基萘，20ml四氢呋喃溶液，反应合成C602-阴离子，3小时后，加入正己烷，将母液分离后，加入82mg(0.51mmol)1，2-二溴丁二酸钠，70℃左右下，回流搅拌8小时。冷却，离心，真空抽去溶剂；加入稀盐酸，搅拌半天。离心，真空抽干，用丙酮洗涤，再真空抽干，得179mg棕黑色粉末，即为C60反丁二酸衍生物，产率为85％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有生物活性的Ｃ↓［６０］衍生物，其特征在于为在Ｃ↓［６０］外球体上引入极性基团羧基而生成的Ｃ↓［６０］反丁二酸，结构式为：＊＊＊。

【技术特征摘要】
1.一种具有生物活性的C60衍生物，其特征在于为在C60外球体上引入极性基团羧基而生成的C60反丁二酸，结构式为2.一种C60反丁二酸的合成方法，其特征在于具体步骤如下在氮气氛下，用C60，钾，1-甲基萘和四氢呋喃溶液，反应2-3小时，合成C602-阴离子；然后，加入与四氢呋喃溶液等体积的正己烷，放入-10℃以下的冰箱中，时间5-7天；然后取出，将母液分离，再加入1，2-二溴丁二酸钠，50～70℃下，回流搅拌5-8小时；冷却到室温，离...

【专利技术属性】
技术研发人员：林阳辉，蔡瑞芳，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]