一種鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于具有光動力活性的光敏劑技術領域，涉及一種鋅酞菁氫碘酸鹽光敏 劑，以及它的合成方法及其在光動力療法中的應用。
【背景技術】
[0002] 已知含有酞菁大環(huán)的分子能夠產生活性氧，例如單態(tài)氧，且通過與可見光的相互 作用被表征為高熒光性。由于這些特性，酞菁化合物在光動力學療法（以下用縮寫"roT" 來表示）中已經為了治療性治療和為了診斷性目的而被應用了一段時間。正如歐洲專利 EP0906758、EP1164135、EP1381611以及EP1883641中描述的，已經證明酞菁在腫瘤和微生 物感染的PDT治療中是有效的光敏劑。
[0003] PDT包括三個基本要素：光源、氧和光敏劑。其中隨著對治療光源研究的進展以及 制氧技術的發(fā)展，光動力治療過程中的光源和氧的問題已經在一定程度上得到了解決。相 比于光源和氧，PDT的核心要素光敏劑雖然也有了很大的進步和發(fā)展，但仍面臨很多問題和 挑戰(zhàn)。首先進入臨床應用的光敏劑為卟啉類光敏劑，被稱為第一代光敏劑。上世紀八十年 代以來，以酞菁類光敏劑為代表，具有組成單一、結構明確、對腫瘤選擇性攝取率高、活性氧 產率較高等優(yōu)點的第二代光敏劑成為了眾多科研工作者研究的對象。
[0004] 酞菁類光敏劑雖然有很多優(yōu)點，然而酞菁類光敏劑在TOT中的應用還存在很多瓶 頸問題，主要表現(xiàn)為如何獲得水溶性良好的酞菁、如何進一步增強其光敏活性的問題。為了 解決酞菁光敏劑的水溶性問題，國內外的科研工作者進行了大量的研究，也取得了一些可 觀的成果。人們通過結構修飾的方法在酞菁上引入陰離子或陽離子型基團，從而將酞菁離 子化或形成季銨鹽使其具有水溶性；或是通過構建給藥體系，在不改變酞菁結構的前提下， 通過載體與酞菁的作用使其具有水溶性。這都為酞菁光敏劑在roT中的應用起到了一定的 推動作用，但目前同時具有高水溶性和抗腫瘤活性的酞菁類光敏劑仍然十分缺乏。
[0005] 近年來研究表明，因腫瘤組織快速增值而產生的對氨基化合物的強烈需求，氨基 修飾藥物往往表現(xiàn)出一定的腫瘤靶向性，氨基修飾酞菁也因此原因受到廣泛關注，但是氨 基修飾酞菁往往不具有良好的水溶性，光動力活性也不盡理想。為了同步增加氨基修飾酞 菁的水溶性及光敏活性，研究者往往通過有機合成的方法制備氨基酞菁的季銨鹽產物，該 方法可有效增加氨基酞菁的水溶性及靶向性。但合成季銨鹽酞菁涉及復雜的有機反應及分 離提純過程。因此，尋求更簡單的方法來改善氨基修飾酞菁的水溶性及光敏活性成為推動 氨基酞菁臨床應用進程的關鍵。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的酞菁類衍生物作為光敏劑存在的問題，提供一種新 型的用于光動力療法的鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑，基于質子化原理和重原子效應來改善氨基 酞菁，增強氨基酞菁類光敏劑的水溶性和光敏抗腫瘤活性，所述的鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑 不僅在水中具有好的溶解性，而且具有高的抗腫瘤活性和低的暗毒性。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑的合成方法。
[0008] 本發(fā)明的另一目的還在于提供所述鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑在光動力療法中的應 用。
[0009] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種新型的用于光動力療法的 光敏劑化合物鋅酞菁氫碘酸鹽，其結構式如下式I所示：
[0011] 其中R為
Μ為Zn。
[0012] 所述的鋅酞菁氫碘酸鹽化學名為2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅 酞菁氫碘酸鹽。與一般的酞菁衍生物相比，本發(fā)明的鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑分子包 含光敏劑活性部分與親水性部分，這兩部分通過離子鍵結合成親水性光敏劑化合物 2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽。
[0013] 本發(fā)明還涉及一種所述的鋅酞菁氫碘酸鹽光敏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0014] 1)堿性催化劑催化條件下，對羥基芐胺與4-硝基鄰苯二腈反應得到中間體 4_ ((4-氨甲基）苯氧基）鄰苯二腈（3);
[0017] 2)堿性催化劑催化條件下，4-((4-氨甲基）苯氧基）鄰苯二腈（3)與三苯基氯甲 烷反應，生成中間體4-(4-((三苯甲氨基）甲基）苯氧基）鄰苯二腈（4)，對氨基進行保護；
Tr為三苯甲基
[0019] 3)4-(4-((三苯甲氨基）甲基）苯氧基）鄰苯二腈（4)與醋酸鋅采用DBU催化進 行環(huán)化反應，得到非離子酞菁（5);
[0020]
[0021] 4)非離子酞菁（5)與三氟乙酸反應脫去保護基，生成2,9，16,23-四-((4-氨甲 基）苯氧基）鋅酞菁（6);
[0023] 5)2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁（6)與HI反應，重結晶后，得到 2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽（I )。
[0024] 6) 2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁（6)與HC1反應，重結晶后，得到 2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁鹽酸鹽（II )。
[0025] 前述制備方法中，DBU為1，8-二氮雜環(huán)[5, 4, 0] ^烯-7。
[0026] 所述鋅酞菁氫碘酸鹽的制備方法及反應路線如下所示。
[0027]

[0029] 更為具體地，上述方法中，
[0030] 步驟（1)的反應條件是：4_硝基鄰苯二腈、對羥基芐胺和堿性催化劑的摩爾比為 1:1~5:2~4 ;上述反應優(yōu)選溶劑為N，N-二甲基甲酰胺（DMF)，保護氣氛為氮氣，反應溫 度優(yōu)選為20~100 °C。
[0031] 步驟（2)的反應條件是：4-((4-氨甲基）苯氧基）鄰苯二腈、三苯基氯甲烷和堿 性催化劑摩爾比為1:1~5:2~4,溶劑優(yōu)選為二氯甲烷，保護氣氛為氮氣，常溫反應。
[0032] 步驟（3)的反應條件是：4-(4-((三苯甲氨基）甲基）苯氧基）鄰苯二腈、醋酸 鋅和DBU的摩爾比為1:0. 5~2:1~4,保護氣氛為氮氣，溶劑優(yōu)選為正戊醇，反應溫度為 120 ~160。。。
[0033] 步驟⑷的反應條件是：非離子酞菁與三氟乙酸的摩爾比為1:4~16,反應溫度 為0~30°C，溶劑為氯仿或二氯甲烷等。
[0034] 步驟（5)的反應條件是：2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁與過量的 HI反應，溶劑優(yōu)選為水，反應溫度為25°C~回流溫度。重結晶溶劑優(yōu)選為丙酮。
[0035] 步驟（6)的反應條件是：2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁與過量的 HC1反應，溶劑優(yōu)選為水，反應溫度為25°C~回流溫度。重結晶溶劑優(yōu)選為丙酮。
[0036] 所述的堿性催化劑為無機堿催化劑或有機堿催化劑，其中無機堿催化劑優(yōu)選為 Na2C03、K2C03或LiOH，有機堿催化劑優(yōu)選為三乙胺。
[0037] 本發(fā)明還涉及前述的2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽作 為光敏劑在制備光動力藥物中的應用。
[0038] 本發(fā)明的2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽的紫外吸收光 譜如圖1所示，在光療窗口（600_900nm)有強吸收；所述的鋅酞菁氫碘酸鹽具有較高的單線 態(tài)氧量子產率和細胞內活性氧產率，2,9，16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸 鹽在水中的單線態(tài)氧產生速率如圖2所示，細胞內活性氧產率如圖3所示。而且，本發(fā)明的 鋅酞菁氫碘酸鹽具有很好的體外抗腫瘤活性，且暗毒性低，其體外細胞實驗下的暗毒性和 抗腫瘤活性分別如圖4、圖5所示。
[0039] 本發(fā)明合成的光敏劑2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽，它 在水或者生物相容性的溶劑中具有較好的溶解性。不但可以有效改善氨基酞菁的水溶性 (基于質子化原理），而且可以有效增強氨基酞菁的光敏抗腫瘤活性（基于重原子效應原 理）。通過合成氫碘酸鹽來改善氨基酞菁水溶性及抗腫瘤活性的方法不但有效，而且十分簡 單，不涉及復雜的合成及分離過程，具有良好的應用前景。
[0040] 本發(fā)明的2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽具有下列優(yōu)點：
[0041] (1)本發(fā)明的2,9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽不僅能溶于 水中，而且可以在水中長時間穩(wěn)定存在。
[0042] (2)本發(fā)明的2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽在光療窗口 (600-900nm)有強吸收，能溶解于多種溶劑中。
[0043] (3)本發(fā)明的2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽有較高的單 線態(tài)氧量子產率和細胞內活性氧產率。
[0044] (4)體外細胞實驗表明，本發(fā)明的2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁 氫碘酸鹽具有很好的體外抗腫瘤活性，且暗毒性低。
[0045] 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明的保護范圍并不以具體實施 方式為限，而是由權利要求加以限定。
【附圖說明】
[0046] 圖1為2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽（I )和 2,9，16,23_四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁鹽酸鹽（II )在水中的紫外吸收光譜。
[0047] 圖2為2, 9, 16,23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽在水中的單線態(tài) 氧產生速率的線性擬合圖。與2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁鹽酸鹽（II ) 相比，2,9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽表現(xiàn)出更高的單線態(tài)氧產率。
[0048] 圖3為2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽在細胞內的活性 氧產生速率。由圖可知，2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽表現(xiàn)出更 高的細胞內活性氧產率，預示著其具有更高的抗腫瘤活性。
[0049] 圖4為不同藥物濃度下2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽 的暗毒性（避光條件下細胞存活率）。由圖可知，2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基） 鋅酞菁氫碘酸鹽具有更低的暗毒性，表明其安全性高。
[0050] 圖5為不同藥物濃度下2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽 的抗腫瘤活性。由圖可知，2, 9, 16, 23-四-((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽表現(xiàn)出 更高的抗腫瘤活性。
【具體實施方式】
[0051] 以下實施例中，DBU為1，8_二氮雜環(huán)[5, 4, 0] ^烯_7, Tr為三苯甲基，DMF為 N，N-二甲基甲酰胺。堿性催化劑采用無機堿如K2C03, LiOH，Na2C03等及有機堿如三乙胺等。
[0052] 實施例1 2, 9, 16, 23-四- ((4-氨甲基）苯氧基）鋅酞菁氫碘酸鹽的合成
[0053] (1)4-((4-氨甲基）苯氧基）鄰苯二腈的合成
[0054] 反應式如下式所示：
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