申请/专利权人：福州大学

申请日：2018-07-14

公开（公告）日：2020-03-10

公开（公告）号：CN109081852B

主分类号：C07F9/6561(20060101)

分类号：C07F9/6561(20060101);A61K41/00(20200101);A61P35/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.03.10#授权;2019.01.18#实质审查的生效;2018.12.25#公开

摘要：本发明公开了一种双重靶向酞菁类抗癌光敏剂及其制备方法，在酞菁母环的轴向上引入以烷氧长链连接的小分子靶点药物N‑3‑氯‑4‑氟苯基‑7‑甲氧基‑6‑3‑吗啉‑4‑丙氧基喹唑啉‑4‑胺，以改善其两亲性、生物相容性和提高光敏剂的靶向性；在酞菁母环轴向的另一端引入三苯基膦基团可以使得光敏剂选择性地精准智能定位于表皮生长因子受体（EGFR）过度表达的肿瘤细胞的线粒体，提高光动力作用效率。该类化合物结构单一，组成确定，不存在异构体，产品容易分离提纯，同时该配合物不容易聚集，有利于提高细胞摄取率。

主权项：1.一种双重靶向酞菁类抗癌光敏剂，其特征在于：其化学结构式如下： 。

全文数据：一种双重靶向酞菁类抗癌光敏剂及其制备方法技术领域本发明属于药物化学领域，具体涉及一种小分子靶向肿瘤细胞和线粒体双重靶向的氮杂芳香环不对称取代酞菁配合物及其制备方法。背景技术随着科学技术的发展与进步，人类在很多疾病的治疗方面取得了重大进展，但是在癌症的治疗方面仍然是力不从心，癌症依然是严重威胁人类生命健康的主要疾病之一。尽管目前癌症的治疗方法有很多，但绝大多数的治疗方式只能是达到初期治愈的目的，而光动力治疗癌症因其独特的优点逐渐成为了一个热门的研究领域。光动力治疗是指利用光敏剂在组织内氧气存在情况下，用特定波长的激光照射下发生一系列的光物理和光化学过程从而进行相关疾病的诊断和治疗。其作用过程是：首先，将一定剂量的光敏剂注入到患者体内，经过一定时间后待光敏剂相对选择性富集于病变组织后，然后用特定波长的激光照射病变组织，光敏剂会在光的激发下发生一系列的光物理和光化学反应，产生活性氧，进而杀死病变细胞组织，达到治疗疾病的目的。光敏剂是光动力治疗中的最核心最关键的物质，而酞菁类化合物被认为是目前最具有临床应用潜力的第二代光敏剂。线粒体，是细胞中制造能量的亚细胞器，也是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“powerhouse”，同时也是细胞内对细胞存活和死亡起着至关重要作用的细胞器，它们在各种各样的重要细胞功能中都发挥着不可替代的作用，其中包括可以产生大部分的细胞代谢过程中所需要的ATP。同时，它们也是细胞新陈代谢的控制调节者和细胞程序性死亡和凋亡的执行者。线粒体靶向的原理主要有线粒体靶向肽和亲脂性阳离子等。线粒体调控肿瘤细胞凋亡为靶向性肿瘤治疗提供了一种新思路。因此，探索和研究靶向肿瘤细胞线粒体的药物或药物递送方法，通过抑制线粒体代谢的肿瘤特异性变化或刺激线粒体膜通透性增加从而激活肿瘤细胞的程序性死亡，成为近些年来靶向肿瘤治疗研究热点之一。小分子靶点药物抑制剂是目前分子靶向肿瘤治疗研究的热点，它的未来发展潜力无限，随着不同的靶向小分子结构抑制剂被筛选和合成出来，其中还有不少小分子靶向抑制剂已经被批准进入临床试验或上市，并且在抗肿瘤药物市场占据一定份额，取得非常显著治疗效果。小分子抑制剂的主要是通过阻断治疗过程中信号转导通路、异常活化的激酶以及生长因子等途径，进而抑制肿瘤的生长，最终达到治疗的目的。近些年来，研究人员开始探索将光动力癌症治疗与常规的化疗联合起来达到共同抑制肿瘤的治疗。目前，常用的化疗药物有吉非替尼、埃罗替尼、他莫替芬、阿霉素、顺铂、康普利停（CA4）和喜树碱等。其中，吉非替尼（Gefitinib，伊瑞可，易瑞沙），它是一种选择性表皮生长因子受体酪氨酸激酶（EGFR-TK）抑制剂（属于小分子化合物），通过抑制EGFR酪氨酸激酶活性而妨碍肿瘤的生长、转移和血管的生成，并增加肿瘤细胞的凋亡。基于线粒体靶向药物的探索与研究，结合小分子靶点药物和光动力癌症治疗，本发明提出了在酞菁类光敏剂上分别以共价键的方式与小分子靶点药物和线粒体靶向基团轭合得到新型配合物的设想，即合成了一种具有选择性地靶向表皮生长因子受体（EGFR）过度表达的肿瘤细胞并且同时靶向线粒体的具有双重靶向功能的新型高效精准智能化光敏剂。发明内容本发明的目的在于提供一种小分子靶向肿瘤细胞和线粒体双重靶向的氮杂芳香向不对称取代酞菁配合物及其制备方法，在酞菁母环的轴向上引入以烷氧长链连接的小分子靶点药物N-3-氯-4-氟苯基-7-甲氧基-6-3-吗啉-4-丙氧基喹唑啉-4-胺，以改善其两亲性、生物相容性和提高光敏剂的靶向性；在酞菁母环轴向的另一端引入三苯基膦基团可以使得光敏剂选择性地精准智能定位于表皮生长因子受体（EGFR）过度表达的肿瘤细胞的线粒体，提高光动力作用效率。该类化合物结构单一，组成确定，不存在异构体，产品容易分离提纯，同时该配合物不容易聚集，有利于提高细胞摄取率。本发明合成工艺简单，副反应少，原料易得，成本低，有利于工业化生产。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种肿瘤特异和线粒体定位双重靶向的氮杂芳香环不对称取代酞菁配合物，其化学结构式如下：（M为Si或Sn）或其中，R1为、R2为。所述肿瘤特异和线粒体定位双重靶向的氮杂芳香环不对称取代酞菁配合物的制备方法，包括以下步骤：（1）将化合物三缩四乙二醇和对甲基苯磺酰氯按物质的量比为4:1加入到250mL的圆底烧瓶中，然后加入溶剂CH2Cl2，充分搅拌溶解后，再加入三乙胺，室温条件下反应12h；反应结束后，分别用1molL盐酸溶液、饱和氯化钠溶液萃取三次，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，将CH2Cl2旋蒸干，随后以二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，硅胶柱层析分离得到化合物1a2-（2-（2-（2-羟基乙氧基）乙氧基）乙氧基）乙基4-甲基苯磺酸酯；（2）将吉非替尼和化合物1a按物质的量比为1:1加入50mL的圆底烧瓶中，然后依次加入无水碳酸钾和DMF溶剂，在氮气保护下，温度为90℃反应24h，反应结束后减压旋蒸除去溶剂，再用二氯甲烷和饱和氯化钠混合溶液萃取三次，旋干除去二氯甲烷，再以二氯甲烷、甲醇为洗脱剂，硅胶柱层析分离得到化合物黄色油状液体2a；（3）在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL圆底烧瓶中，依次加入物质的量比为1：1的三苯基膦和6-溴-1-己醇，加入无水乙腈，在氮气保护条件下90℃加热回流反应24h，反应结束后，减压除去溶剂，然后用体积比为20:1的二氯甲烷-甲醇作展开剂过硅胶柱得到白色固体3a；（4）在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL双颈圆底烧瓶中，依次将物质的量比为1：1的二氯酞菁硅（或二氯酞菁锡）和化合物2a加入到反应体系中，加入无水甲苯，再向其中加入吡啶，在氮气保护下120℃下加热回流反应2h，然后，用10ml重蒸甲苯将化合物3a和吡啶混合加入到反应体系中，继续在120℃加热回流反应4h，反应结束后，用体积比为50:1到10:1的二氯甲烷-甲醇为洗脱剂过中性氧化铝柱，然后过四氢呋喃的凝胶柱，再用乙酸乙酯为洗脱剂过中性氧化铝柱，收集得到蓝绿色的固体，即为目标产物。应用：所述的肿瘤特异和线粒体定位双重靶向的氮杂芳香环不对称取代酞菁配合物用于制备抗肿瘤光敏药物。本发明的显著优点在于：（1）目标化合物结构单一，不存在异构体，产物容易分离纯化；（2）所合成的化合物中分别以聚乙二醇和烷氢链连接功能基团，提高了光敏剂的两亲性和生物相溶性，有利于作为光动力药物应用于临床光动力治疗肿瘤；（3）合成方法简单，反应条件温和，副反应少，原料低廉易得，成本低，有利于工业化生产；（4）大大提高了光敏剂的靶向性和智能化，同时光动力抗癌活性和效率显著提高。附图说明图1为实施例1、对比例1和对比例2的合成路线图；图2为光照条件下化合物对Hela人宫颈癌细胞的剂量依赖曲线；图3为无光照条件下化合物对Hela人宫颈癌细胞的剂量依赖曲线；图4为光照条件下化合物对A549人肺腺癌细胞的剂量依赖曲线；图5为无光照条件下化合物对A549人肺腺癌细胞的剂量依赖曲线；图6为光照条件下化合物对HELF人胚肺成纤维细胞的剂量依赖曲线；其中，G代表吉非替尼，PPh3代表三苯基膦。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图即实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1肿瘤特异和线粒体定位双重靶向的氮杂芳香环不对称取代酞菁配合物的制备方法，实验步骤如下：（1）1a的合成首先，将化合物三缩四乙二醇9.706g,50.0mmol和对甲苯磺酰氯2.387g,12.5mmol加入到250ml圆底烧瓶中，然后加入无水CH2Cl2（150ml），充分搅拌溶解后，再加入三乙胺6.324g,62.5mmol，在氮气保护下室温反应12h；反应结束后，分别用1molL盐酸溶液、饱和氯化钠溶液萃取三次，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，减压除去CH2Cl2，然后以二氯甲烷和甲醇为洗脱，硅胶柱层析分离得到化合物1a2-（2-（2-（2-羟基乙氧基）乙氧基）乙氧基）乙基4-甲基苯磺酸酯；（2）2a的合成首先，将化合物N-3-氯-4-氟苯基-7-甲氧基-6-3-吗啉-4-丙氧基喹唑啉-4-胺（吉非替尼）（1.341g,3.0mmol）和化合物1a1.045g,3.0mmol加入圆底烧瓶中，然后加入无水碳酸钾2.070g,15mmol，再向其中加入DMF15ml，在氮气保护下，在90℃反应24h，反应结束后减压旋蒸除去溶剂，再用二氯甲烷和饱和氯化钠混合溶液萃取三次，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，减压旋蒸除去二氯甲烷，再以二氯甲烷、甲醇为洗脱剂，硅胶柱层析分离得到黄色油状液体化合物2a；（3）二氯酞菁硅的合成在装有磁力搅拌装置、冷凝回流装置和导气管装置的100mL三口圆底烧瓶中，将1,3-二亚氨基异吲哚啉和四氯化硅按物质的量比为4：1加入其中，再向其中加入42mL喹啉溶剂，在220℃下回流2h，反应结束后，趁热过滤；将滤饼用喹啉、二氯甲烷、甲醇和丙酮的混合溶液洗涤，抽滤，干燥后得到紫红色化合物二氯酞菁硅；（4）3a的合成在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL圆底烧瓶中，依次加入三苯基膦（1.049g，4.0mmol）和6-溴-1-己醇0.724g，4.0mmol，加入无水乙腈（25ml）。在氮气保护条件下90℃加热回流反应24h。反应结束后，减压除去溶剂，然后用二氯甲烷:甲醇（20:1，VV）作展开剂过硅胶柱得到白色固体3a（1.685g，95%）。1HNMR400MHz,CDCl3δppm:7.60-7.86m,15H,-P+Ph3，3.66-3.74（t,J=13.2Hz,-CH2-P+Ph3）3.61t,J=5.6Hz,HO-CH2-,1.64-1.68m,4H,1.49-1.51m,4H.（5）G-Mito-Pc的合成：在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL双颈圆底烧瓶中，依次将二氯酞菁硅122mg，0.20mmol和化合物2a125mg，0.20mmol加入到反应体系中，加入无水甲苯（15ml），再向其中加入吡啶（1.0ml），在氮气保护下120℃下加热回流反应2h。然后，用10ml重蒸甲苯将化合物3a177mg，0.40mmol和吡啶0.5mL混合加入到反应体系中，继续在120℃加热回流反应4h。反应结束后，用二氯甲烷：甲醇=25:1（体积比）为洗脱剂过中性氧化铝柱，然后过四氢呋喃的凝胶柱，再用乙酸乙酯为洗脱剂过中性氧化铝柱，收集得到蓝绿色的固体（即化合物G-Mito-Pc）35mg,11%。1HNMR400MHz,DMSO-d6δppm9.59-9.56m,8H,8.45-8.41m,8H,7.91t,J=7.6Hz,4H,7.75-7.49m,15H,7.19-7.13m,4H,4.37s,2H,4.22s,2H,3.91s,3H,3.57-3.51m,3H,3.10t,J=4.8Hz,2H,2.75t,J=4.8Hz,2H,2.71-2.61m,2H,2.21t,J=4.8Hz,2H,1.97s,2H,1.53t,J=5.2Hz,2H,1.35d,J=6.4Hz,2H,0.36s,2H,0.28t,J=5.2Hz,2H,-0.41t,J=8.0Hz,2H,-1.58t,J=8.0Hz,2H,-1.72t,J=6.8Hz,2H,-2.08t,J=5.2Hz,2H,-2.21t,J=5.2Hz,2H.HRMSESImzcalcdforC86H82ClFN12O8Si[M-Br]+:1523.5558,found:1523.5543。G-Mito-Pc的结构式如下：。对比例1G-Pc的合成：在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL双颈圆底烧瓶中，依次将二氯酞菁硅122mg，0.20mmol和化合物2a125mg，0.20mmol加入到反应体系中，加入无水甲苯（15ml），再向其中加入吡啶（1.0ml），在氮气保护下120℃下加热回流反应2h。然后，用10ml无水甲苯将1-己醇177mg,0.40mmol和吡啶0.5mL混合加入到反应体系中，继续在120℃加热回流反应4h。反应结束后，用二氯甲烷：甲醇=10:1为洗脱剂过中性氧化铝柱，然后过四氢呋喃的凝胶柱，再用乙酸乙酯为洗脱剂过中性氧化铝柱，收集得到蓝绿色的固体38mg,15%。1HNMR400MHz,DMSO-d6δppm9.64-9.61m,8H,8.48-8.45m,8H,7.80s,1H,7.25s,1H,7.18s,1H,7.12t,J=8.8Hz,1H,6.99s,2H,4.21s,2H,4.08s,2H,3.84s,3H,3.52d,J=9.6Hz,8H,3.10s,2H,2.75s,2H,2.40s,3H,2.34s,4H,2.21t,J=4.8Hz,2H,1.90s,2H,1.52t,J=4.8Hz,3H,0.28t,J=5.6Hz,2H,0.10s,4H,-0.68t,J=8.0Hz,2H,-1.61d,J=8.0Hz,2H,-1.70t,J=5.6Hz,2H,-2.06t,J=4.8Hz,2H,-2.18t,J=5.6Hz,2H.HRMSESImzcalcdforC68H68ClFN12O8Si[M+H]+:1263.4803,found:1263.4836。G-Pc的结构式如下：。对比例2PEG-Pc的合成：在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL双颈圆底烧瓶中，依次将二氯酞菁硅122mg，0.20mmol、三乙二醇单乙醚178mg，1.00mmol和NaH23mg，1.00mmol加入到反应体系中，加入无水甲苯（15ml），在氮气保护下120℃下加热回流反应24h。反应结束后，用二氯甲烷：甲醇=25:1为洗脱剂过中性氧化铝柱，然后过四氢呋喃的凝胶柱，再用乙酸乙酯为洗脱剂过中性氧化铝柱，收集得到蓝绿色的固体55mg,31.0%。1HNMR400MHz,DMSO-d6containatraceamountofpypridine-d5δppm9.70-9.67m,8H,8.54-8.50m,8H,3.17q,J=7.2Hz,4H,3.05t,J=4.8Hz,4H,2.83t,J=4.8Hz,4H,2.32t,J=4.8Hz,4H,1.60t,J=4.8Hz,4H,0.92t,J=7.2Hz,6H,0.33t,J=5.2Hz,4H,-2.03t,J=5.6Hz,4H.HRMSESImzcalcdforC48H50N8O8Si[M+Na]+:917.3442,found:917.3419。PEG-Pc的的结构式如下：。细胞毒性实验光敏剂的细胞毒性实验通常包括光毒性和暗毒性两部分实验，采用MTT法四氮唑盐还原法测定。MTT（3-4，5-二甲基噻唑-2-2，5-二苯基四氮唑溴盐）检测原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为不溶于水的蓝紫色结晶甲瓒（Formazan）并沉积在细胞中，而死细胞中并无琥珀酸脱氢酶，因此不会产生甲瓒。用DMSO（二甲基亚砜）溶解活细胞产生的甲瓒，用酶标仪在570nm波长处测定其吸收值，可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内，MTT甲瓒形成的量与活细胞数成正比。细胞处理过程：用0.25%的胰蛋白酶将生长状态良好的贴壁细胞消化后，再用新制培养基（含10%小牛血清）配制成5×104cellsmL细胞悬液，然后在96孔培养板内每孔加入100μL（约含5000个肿瘤细胞）细胞悬浊液，置于37℃，5%CO2培养箱内培养12h，细胞贴壁后加药；受试样品组：用DMSO（含5%的蓖麻油）将实施例1制得的酞菁预先配制为浓度为1mmolL储备液，所有配制的药液均经有机膜（0.22µm）过滤处理，使用时用新制培养基将酞菁储备液稀释为不同的适当浓度；每个药物浓度设定6个平行孔，每孔中加入100µL含药培养基后置于培养箱内孵育24h。空白对照是指除了不加光敏剂外，只加入同等体积的细胞悬浊液，其他条件与受试样品组一致。溶剂对照是指对照组不加细胞，只加入同等体积的不含药物的培养基，其他条件与受试样品组一致。暗毒实验：培养24小时后，去除含药液的培养基，用无菌PBS洗涤三次，再换上新鲜培养基。然后每孔再加入10μL4mg·ml-1的MTTPBS溶液，在37℃条件下孵育4h，然后用移液枪小心弃去上清液，然后每孔再加入100μLDMSO溶解甲瓒晶体，放在摇床震荡20min使甲瓒完全溶解后，用酶标仪测定570nm波长下的OD值。光毒实验：培养24小时后，去除含药的旧培养基，用无菌PBS洗涤三次，每孔加入100µL新鲜培养基，然后用波长为670nm的激光（照射能量密度为1.5J·cm-2）对细胞进行照射；光照完毕，将96孔板放置于37℃，5%CO2的培养箱内，继续培养24个小时。采用MTT法测定了酞菁对A549人肺腺癌细胞、Hela人宫颈癌细胞和HELF人胚肺成纤维细胞的杀伤曲线；即在光照和无光照条件下对三种细胞的剂量依赖曲线，如图1和图2。光照波长为670nm，光照能量密度为1.5J·cm-2，数据由三次独立的平行实验得到，以Mean±SEM方式处理。由实验数据可知，与对照化合物G-Pc,PEG-Pc相比,在无光条件下G-Mito-Pc表现出相对较强的暗毒，在10μM时肿瘤细胞存活率几乎为0，而对照化合物仍有50%以上甚至更高的存活率。在光照条件下G-Mito-Pc对两种肿瘤细胞表现出了较为显著的杀伤能力，在10nM时几乎全部杀死肿瘤细胞。而达到同样的效果对照化合物需要500nM。同时，在同等浓度下G-Mito-Pc对正常细胞表现出了仅有20%的杀伤效果。因此，目标化合物G-Mito-Pc表现出了异常高的光动力抗癌活性和理想的靶向选择性。基于此，目标化合物G-Mito-Pc已经达到新型高效靶向智能化光敏剂的标准，有望被应用开发为高效的抗癌光敏药物。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

权利要求：1.一种双重靶向酞菁类抗癌光敏剂，其特征在于：其化学结构式如下：（M为Si或Sn）或其中，R1为、R2为。2.一种如权利要求1所述的双重靶向酞菁类抗癌光敏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将化合物三缩四乙二醇和对甲基苯磺酰氯按物质的量比为4:1加入到250mL的圆底烧瓶中，然后加入溶剂CH2Cl2，充分搅拌溶解后，再加入三乙胺，室温条件下反应12h；反应结束后，分别用1molL盐酸溶液、饱和氯化钠溶液萃取三次，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，将CH2Cl2旋蒸干，随后以二氯甲烷和甲醇为洗脱剂，硅胶柱层析分离得到化合物1a2-（2-（2-（2-羟基乙氧基）乙氧基）乙氧基）乙基4-甲基苯磺酸酯；（2）将N-3-氯-4-氟苯基-7-甲氧基-6-3-吗啉-4-丙氧基喹唑啉-4-胺和化合物1a按物质的量比为1:1加入50mL的圆底烧瓶中，然后依次加入无水碳酸钾和DMF溶剂，在氮气保护下，温度为90℃反应24h，反应结束后减压旋蒸除去溶剂，再用二氯甲烷和饱和氯化钠混合溶液萃取三次，旋干除去二氯甲烷，再以二氯甲烷、甲醇为洗脱剂，硅胶柱层析分离得到化合物黄色油状液体2a；（3）在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL圆底烧瓶中，依次加入物质的量比为1：1的三苯基膦和6-溴-1-己醇，加入无水乙腈，在氮气保护条件下90℃加热回流反应24h，反应结束后，减压除去溶剂，然后用体积比为20:1的二氯甲烷-甲醇作展开剂过硅胶柱得到白色固体3a；（4）在装有磁力搅拌装置、回流冷凝装置和导气管装置的100mL双颈圆底烧瓶中，依次将物质的量比为1：1的二氯酞菁硅或二氯酞菁锡和化合物2a加入到反应体系中，加入无水甲苯，再向其中加入吡啶，在氮气保护下120℃下加热回流反应2h，然后，用10ml重蒸甲苯将化合物3a和吡啶混合加入到反应体系中，继续在120℃加热回流反应4h，反应结束后，用体积比为50:1到10:1的二氯甲烷-甲醇为洗脱剂过中性氧化铝柱，然后过四氢呋喃的凝胶柱，再用乙酸乙酯为洗脱剂过中性氧化铝柱，收集得到蓝绿色的固体，即为目标产物。3.一种如权利要求1所述的双重靶向酞菁类抗癌光敏剂的应用，其特征在于：用于制备抗肿瘤光敏药物。

百度查询： 福州大学 一种双重靶向酞菁类抗癌光敏剂及其制备方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD