專利名稱：磷胺兩親性酞菁衍生物、其制備方法和其在制備光療藥物中的應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于具有光動力活性的光敏劑技術領域，涉及一種磷胺兩親性酞 菁衍生物、其制備方法和其在制備光療藥物中的應用。
背景技術：
光動力療法(photodynamic therapy,簡稱PDT)是一種新型臨床治療腫瘤 的技術，其治療原理是給人體施用光療藥物-即光敏劑，在合適波長光激 發(fā)下，光敏劑可以連續(xù)產(chǎn)生各種活性中間物質(如單線態(tài)氧、超氧陰離子等)， 從而殺死病變組織，達到治療疾病的目的。與傳統(tǒng)的治療技術相比，光動力 療法具有雙重選擇性(選擇性富集和選擇性光照)和不受病人體質與年齡限 制兩大優(yōu)點，這對于體質差或年齡大的病人的意義尤為突出。由于其在臨床 治療研究中取得了令人矚目的成就，1993年加拿大衛(wèi)生部門首先批準將 Photofrin II應用于膀胱癌和食管癌的光動力治療，隨后光動力療法在荷蘭、 法國、德國、日本和美國等國也相繼獲得批準。目前，光動力療法已被/>認 為臨床上除手術、；故療、化療之外的第4種治療癌癥的方法。但是相對于療 法而言，光動力藥物的發(fā)展嚴重滯后，因此，高效、低毒的光敏劑仍是人們 大力尋求的目標。
目前臨床應用最普遍的光療藥物是以血p卜啉衍生物(HpD)為代表的吟 啉類光敏劑，屬于第一代光敏劑。研究表明，雖然血卟啉類光敏劑在臨床上 取得了肯定的療效，但這些第一代光敏劑仍存在許多不足。首先，它們都是復雜的卟啉混合物，組成不定，結構尚有爭議；其次，作用光譜不理想，組 織穿透能力較差；第三，給藥至光照的時間間隔長，且代謝緩慢，皮膚光敏 副作用大；此外，體外實-驗發(fā)現(xiàn)血卟啉和血紅蛋白的相互作用的結果能夠導 致蛋白質中氧的釋放等，上述這些缺點使HpD臨床應用受到一定限制。為 了克服以上的缺點，推動光動力療法的發(fā)展，研究工作者研究和篩選許多新 型光敏劑，將其歸屬為第二代光敏劑，主要包括一些非卟啉類化合物，如兩 親性酞菁衍生物、吩p塞溱類陽離子化合物、花菁染料和醌類化合物等。其中 引人注意的是水溶性和兩親性酞菁衍生物，作為第二代光敏劑的典型代表， 與其它類型光敏劑相比，酞菁衍生物具有結構單一、良好的光熱穩(wěn)定性和生 理活性、合適的光物理參數(shù)、優(yōu)良的兩親性、較佳的吸收波長和較高的摩爾 消光系數(shù)等優(yōu)點，因此被公認為是一種極有應用前景的光療藥物。
雖然酞菁衍生物擁有上述的優(yōu)點，但依據(jù)PDT臨床應用對光敏劑最基本 的要求-具有良好的選擇性和生理相容性，酞菁衍生物在這兩方面仍需要進 一步提高。目前解決的途徑主要是通過結構^"飾和構建載體，其中結構修飾 所獲得的新型衍生物主要包括周邊帶有不同水溶性基團的酞菁衍生物、軸向 水溶性酞菁化合物和兩親性酞菁配合物等，但是檢測結果表明上述衍生物大 多不能顯著降低酞菁衍生物的暗毒性。另外，目前已見報道的酞菁衍生物的 載體主要有表面活性劑和脂質體，這些載體由于其體系穩(wěn)定性的問題，同樣 會限制了其在實際治療中的應用。
許多生物大分子(如卵磷脂)中均含有磷胺兩性離子結構，而磷g還 是構成人類遺傳物質-脫氧核糖核酸(DNA)的主要成分，因而將磷胺兩性 離子結構引入到酞菁分子結構中得到的兩親性酞菁衍生物，將會進一步改善酞菁光敏劑的生物相容性和選擇性，最終提高該類衍生物的光動力學治療效 果。本專利緊密圍繞上述科學問題，通過在酞菁結構中引入磷胺兩性離子基 團，合成一系列磷胺兩親性酞菁光敏劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為進一步提高酞菁衍生物的生理相容性和選擇性，提 供一種磷胺兩親性酞菁衍生物、其制備方法和其在制備光療藥物中的應用。 即提供一系列磷胺兩親性酞菁類光敏劑，其制備方法及其用途。該類衍生物 不但能有效地提高其生物相容性，而且使其擁有一定的選擇性，適用于光動 力治療癌癥。
完成上述發(fā)明任務的方案是 一種磷胺兩親性酞菁衍生物，結構通式如
下
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，連接在酞菁母體的苯環(huán)位置上的官能團可以是直接連接在酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩性離子基團，或是通過對羥基苯曱醛連接到酞菁母體苯 環(huán)上的磷胺兩性離子基團。
完成本申請第2個發(fā)明任務的方案是，磷胺兩親性酞菁的制備方法，其 特征在于，按如下步驟進行
(1) .羥氨化合物與4-硝基鄰苯二腈反應得含氮和羥基的二腈中間體；
(2) . 二腈中間體進一步磷酸化，得到含有磷和氮的二腈中間體；
(3) .將含有磷和氮的二腈中間體進行環(huán)化和鈉化，即可得到磷胺兩親性 酞菁。
以上第(l)步驟中的羥氨化合物可由兩種途徑得到(a)對羥基笨曱醛與 氨基醇反應生成亞胺，再經(jīng)過還原得羥胺類化合物(可合成磷胺兩性離子基 團通過對羥基苯曱醛連接到酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩親性酞菁)；(b)直接由 現(xiàn)有的氨基醇提供(可合成磷胺兩性離子基團直接連接在酞菁母體苯環(huán)上的 磷胺兩親性酞菁)；
本發(fā)明中所涉及的氨基醇類化合物包括脂肪族氨基醇乙醇胺、丙醇胺， 丁醇胺等。
完成本申請第3個發(fā)明任務的方案是，上述磷胺兩親性酞菁衍生物在制 備光療藥物中的應用。
作為光動力藥物靜脈注射劑使用時，本發(fā)明推薦注射量的范圍為1~ 6mg/kg，加250ml葡萄糖靜滴，避光24小時后開始進行光照治療。
所制得的系列磷胺兩親性酞菁具有良好的生理相容性，暗毒性很低， MTT實驗顯示Hela細胞的ICs。為40uM，另外，該類酞菁還擁有良好的光 敏性能，因此適用于制備光動力治療腫瘤的藥物方面。本發(fā)明所制得的磷胺兩親性酞菁具有如下的優(yōu)點
所制得的系列磷胺兩親性酞菁的光化學和光物理實驗表明此類化合物 在光療窗口 (600~900納米)有強吸收，最大吸收峰位于679納米；在光敏 的條件下，能有效地產(chǎn)生各種活性氧，包括單重態(tài)氧(102)、超氧陰離子自 由基(02-)和羥基自由基(OH)等，光動力作用強，暗毒性低，與其它的 酞菁類化合物相比，該類化合物不但生物相容性獲得有效提高，而且其選擇 性也在一定程度上得到改善。離體癌細胞實驗結果進一步表明，該類酞菁衍 生物的暗毒性低(MTT實驗顯示Hela細胞的ICso為40uM)，光毒性很高。


圖1為Al (以乙醇胺為氨基醇原料得到直接連接在酞菁母體苯環(huán)上的 磷胺兩親性酞菁)的紫外-可見吸收圖譜。 圖2為Al的紅外圖i普。
圖3為Al單線態(tài)氧產(chǎn)生能力的電子自旋圖譜。
具體實施方式
實施例l，
磷胺兩性離子基團通過對羥基苯曱醛連接到酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩親 性酞菁(Al)的合成按如下反應途徑進行<formula>formula see original document page 9</formula>具體的合成步驟如下
(1) 在反應瓶中依次加入對羥基苯甲醛24.2g(0.2mo1)，無水乙醇190mL,乙 醇胺12.2g ( 0.2mol )，常溫攪拌4-5小時，反應結束后將生成固體過濾，濾 餅用無水乙醇重結晶，得淡黃色固體2(21.7g)產(chǎn)率66.40/。。 化合物的鑒定
m.p: 166-168°C。 IR: (KBr, cm-1): 3400-2600, 3080, 1640, 1606， 1516, 1287， 1169, 1060; !HNMR(DMSO-d6): S 9.87(s, 1H)， 8.15(s, 1H)， 7.56-7.54(d， 2H, 7=8.0), 6.80-6.78 (d， 《/=8.0, 2H)， 4.56 (s, 1H)， 3.60-3.53(m， 4H)。
(2) 冰水浴下，在反應并瓦中加入6.0g(36.3mmol)化合物2, 80mL乙醇，然后 再分批加入2.75g(72.7mmol)硼氬化鈉，有大量氣泡產(chǎn)生，控制反應溫度在 0°C~10°C,待變?yōu)辄S色澄清的溶液后，撤去水水浴，室溫下繼續(xù)反應約4h。 反應結束后加水淬滅反應，有大量白色固體產(chǎn)生，濾去固體，將濾液旋干，向其中加入無水乙醇，濾出不溶物，再將濾液旋轉蒸發(fā)除去溶劑，得棕紅色
粘稠狀液體，粗品經(jīng)柱層析后得淺黃色粘稠液體3(4.68g)，產(chǎn)率77.2%。 化合物的鑒定
IR: (cm-1): 3500-2600(br), 2937， 1612， 1597,1516， 1499, 1453， 1251, 830; iHNMR(DMSO-d6): 5 7.08國7.10(d， 《/=8.0， 2H), 6.69-6.67(d，聲8.0, 2H)， 3.57(s， 2H), 3,46-3.43(m， 2H)， 2,54畫2.50(m， 2H)。 (3)氮氣保護下，在12mL無水DMF中加入2.68g (16 mmol)化合物3、 2.49g(13 mmol) 4-硝基鄰苯二腈、3.0g(22mmol)無水碳酸鉀，升溫至40。C, 反應約6h^，反應液用水稀釋，乙酸乙酯萃取，有才A4目用飽和食鹽水洗，無 水硫酸鈉干燥，旋轉蒸發(fā)除去溶劑，粗品經(jīng)柱層析得淺黃色固體4(2.14g)， 產(chǎn)率為55.4%。 化合物的鑒定
m.p.: 67-68。C。 IR:(KBr, cm"): 3500-2700， 2227， 1589， 1508， 1487， 1253; 1HNMR(DMSO-d6): S 7.74-7.72(d, J=8.0, 1H)， 7.46-7.44(d，聲8.0， 2H)， 7.28-7.24(m, 2H)， 7.05(d， 《/=8.0， 2H), 3.88(s， 2H)， 3.72(t， 《/=5.2, 2H)， 2.85-2.88 (t, /=5.2, 2H，)， 2.22(brs， 2H).
(4)氮氣保護下，在10mL 二氯甲烷中加入592mg (2.02mmo1) 4， 488mg (2.24mmo1) Boc酸酐和0.30mL三乙胺，室溫反應約5h后，反應液用水稀釋， 二氯曱烷萃取，有機相用水洗，無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，粗品經(jīng)柱 層析得620mg白色固體5，產(chǎn)率為78.0%。 化合物的鑒定
m.p.: 59-62°C; IR:(KBr， cm"): 3400-3200,2228, 1663， 1590,1497,1251，
ii1070; 1HNMR (DMSO-d6 -D20 ): 5 8.0 (d， 《/=12， IH)， 7.60-7.56 (m， IH)， 7.33-7.30(m， 3H)， 7.12 (d， /=8.0, 2H), 4.40(s， 2H)， 3.45-3.42(m， 2H，)， 3.23-3.14 (m， 2H)， 1.34(d， 9H); Anal. Calcd for C22H 23N304: C 67.16， H 5.89， N 10.68; Found: C67.01, H5.98, N 10.43。 (5)氮氣保護下，在8mL無水吡咬中加入1.24g(3.16mmol)化合物5、 3.13g(9.44mmoL)CBr4 ，將反應液冷至0 °C左右，緩慢加入1.49mL(12.59mmo1) 亞磷酸三曱酯，常溫下反應6h,反應液用乙醚稀釋，醚層分別用5%HC1、飽 和碳酸氬鈉和飽和食鹽水洗滌，無7jc硫酸鈉干燥，粗品經(jīng)柱層析得1.25g白 色固體6，產(chǎn)率為79.1%. 化合物的鑒定
m.p.: 80-83oC: IR: (KBr， cm-1): 3037， 2228, 1663,1367,1212,1247， 1070, 837; 'HNMR: (CDC13): S 7.74(d， 《7=8.0， 1H)， 7.35畫7.25(m， 4H), 7.05 (d, 7=8.0， 2H)， 4.56(s, 2H)， 4.14-4.12(m， 2H), 3'80(s， 3H)， 3.77(s， 3H), 3.54-3.47(m， 2H), l,49(d， 9H); 31PNMR(DMSO-d6): l,86(s)
(6)氮氣保護下，在反應瓶中加入1.40g(2.79mmol)化合物6， 8.5mL干 燥的二氯曱烷，水水浴下緩慢滴加1.5mL(8.83mmol)TMSBr，滴加完后撤去 水水浴，常溫攪拌約6h，加入曱醇淬滅反應，減壓除去溶劑，粗品用10% 的NaOH調(diào)節(jié)pH約為11，用二氯曱烷萃去雜質，水相用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至 2-3,有固體析出，過濾，得423mg白色固體7，產(chǎn)率為40.7%。 化合物的鑒定
m.p.: 75國77。C; IR: (KBr， cm-1): 3432， 2963, 2230， 1747， 1483, 1280, 1039, 802 ; 1HNMR(DMSO-d6) S 8.9(br s,2H)， 8.14(d， ^8.0， 1H)，
127.77 (s， 1H)， 7,62(d, J-8.0， 2H), 7.42(d, >8.0，1H)， 7.29(d， >8.0， 2H)， 4.24(s， 2H)， 3.71(t， 《/=6.4， 2H)， 3.41-3.43 (m, 2H); "PNMR(DMSO畫d6): -0.619(s); Anal. Calcd for C17H16N305P: C 54.70, H4.32, N 11.26; Found: C 54.48, H4.67, N 11.52。 (7 )氮氣保護下，在反應瓶中依次加入350mg (0.94mmol)7和12mL正戊醇， 195mg(1.07mmol)醋酸鋅和0.7mLDBU，升溫至140°C，反應液逐漸變成墨 綠色，反應約48h后加入曱醇，有固體析出，過濾，濾餅依次用乙酸乙酯、 乙醇、水洗，得239mg墨綠色固體AHl，產(chǎn)率為65.7%。 (8)在反應瓶中加入217mg(0.14mmo1) AH1和4mL水，52mg(1.30mmo1) NaOH，攪拌至全部溶解，加入丙酮，析出固體，過濾，濾餅用丙酮和水重 結晶，得160mg墨綠色固體Al，產(chǎn)率為66.4%。 化合物的鑒定
IR: (KBr， cm-1): 3244， 1603， 1505, 1469, 1335， 1232, 1090， 1044， 1015， 981; 1HNMR: (DMSO-d6): S 8.97-8.9l(m， 4H)， 8.55-8.48(m， 4H), 7.84-7.77(m, 4H), 7.51 -7.43(m, 16H), 4.50誦4.47(m, 8H)， 4.36-4.29(m, 8H)， 3.68-3.55(m， 8H); Anal. Calcd for C68H56N12Na8O20P4Zn: C 47.09, H 3.25, N9.69; Found: C 47.25, H3.60, N9,33。
實施例2，與實施例1基本相同，但實施例1的步驟(1)中所迷乙醇 胺改用丙醇胺，得到墨綠色固體A2。 化合物的鑒定
IR: (KBr， cm-1): 3247， 1608， 1510, 1473， 1338， 1244， 1021， 987; 1HNMR: (DMSO-d6): 5 8.99國8.94(m， 4H), 8.57-8.50(m， 4H), 7.85-7.79(m,4H), 7.53 -7.44(m， 16H), 4.53-4.49(m, 8H)， 4.32國4.25(m, 8H), 3.59-3.50(m， 8H); 1.81-1.72(m, 8H); Anal. Calcd for C72H64N12Na8O20P4Zn: C 48.30， H 3.60, N9.39; Found: C 47.26， H3.57, N9.36。
實施例3,磷胺兩性離子基團直接連接在酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩親性 酞菁的合成與實施例1基本相同，但實施例1的步驟(1 )、 ( 2 )步驟不用， 直接采用步驟3，用乙醇胺與4-硝基鄰苯二腈反應，其余步驟均一樣，得到 墨綠色的固體A3。
化合物的鑒定IR: (KBr， cm-1): 3246， 1605, 1508， 1475, 1332， 1239， 1072, 981; Anal. Calcd for C40H32N12Na8O16P4Zn: C 36.68; H， 2.46; N， 12.83; Found: C 36.50, H2.37, N 12.67。
權利要求
1、一種磷胺兩親性酞菁衍生物，其結構通式如下p，q＝0，1；p+q＝1；q＝0，p＝2；n＝1-5；m＝0，1；R＝CH3，CH3CH2-；M為Zn或Al；M1為H或Na。
2、 根據(jù)權利要求1所述的磷胺兩親性酞菁衍生物，其特征在于，所述磷胺兩親性酞菁衍生物分子結構式中存在如下磷胺兩性離子基團oII-N(R)pHq(CH2)nCH2。P(OM,)2p,q=0，1;p+q=1;q=0,p=2;n=1-5; R=CH3,CH3CH2-; Nh為H或Na 。
3、 一種權利要求1所述的磷胺兩親性酞菁衍生物的制備方法，其特征 在于，步驟如下(1).羥氨化合物與4-硝基鄰苯二腈反應得含氮和羥基的二腈中間體；(2) . 二腈中間體進一步磷酸化，得到含有磷和氮的二腈中間體；(3) .將含有磷和氮的二腈中間體進行環(huán)化和鈉化，即可得到磷胺兩親性 酞菁。
4、 根據(jù)權利要求3所述的磷胺兩親性酞菁衍生物的制備方法，其特征在于，所述第a)步驟中的羥氨化合物分別由兩種途徑得到(a) 對羥基苯甲醛與氨基醇反應生成亞胺，再經(jīng)過還原得羥胺類化合物；(b) 直接由現(xiàn)有的氨基醇提供；第(3)步驟中得到的磷胺兩親性酞菁分別是磷胺兩性離子基團通過對羥 基苯甲醛連接到酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩親性酞菁和磷胺兩性離子基團直 接連接在酞菁母體苯環(huán)上的磷胺兩親性酞著。
5、 根據(jù)權利要求3或4所述的磷胺兩親性酞菁衍生物的制備方法，其 特征在于，所涉及的氨基醇類化合物包括脂肪族氨基醇乙醇胺、丙醇胺或 丁醇胺。
6、 一種權利要求1所述的磷胺兩親性酞菁衍生物在制備光療藥物中的應用。
7、根據(jù)權利要求6所述的磷胺兩親性酞菁衍生物在制備光療藥物中的 應用，其特征在于作為光動力藥物靜脈注射劑使用時，注射量的范圍為 1 ~ 6mg/kg,力。250ml葡萄糖靜滴，避光24小時后開始進行光照治療。
全文摘要
磷胺兩親性酞菁衍生物、其制備方法和其在制備光療藥物中的應用。其中衍生物結構通式如右式。所述磷胺兩親性酞菁衍生物分子結構式中存在如下磷胺兩性離子基團上述磷胺兩親性酞菁衍生物在制備光療藥物中的應用。
文檔編號C07F9/6561GK101456880SQ20081024266
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權日2008年12月30日
發(fā)明者周家宏, 姚美玲, 春 季, 云 林, 王義成, 峰 秦, 魏少華 申請人:南京師范大學