專利名稱：酪氨酸酞菁類衍生物及其制備方法以及在制備光動力藥物中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于具有光動力活性的光敏劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一類酪氨酸取代的 酞菁類衍生物，本發(fā)明還涉及該酪氨酸酞菁類衍生物的制備方法及其在制備 光動力藥物中的應(yīng)用。
技術(shù)背景光動力療法(photodynamic therapy,簡稱PDT)是一種正在研究發(fā)展中的 新型臨床治療技術(shù)。光動力療法于20世紀70年代末開始用于惡性肺瘤的 臨床診斷和治療研究，90年代開始向某些常規(guī)療法難以治愈的常見病方向 發(fā)展，如治療鮮紅斑痣、微血管類疾病、視網(wǎng)膜黃斑變性和動脈粥樣硬化等， 并取得突出進展。在臨床癌癥治療中也已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(yīng)用于膀胱癌和食管癌的光動力治 療，到目前為止，光動力療法在荷蘭、法國、德國、日本和美國等國家相繼 獲得批準。光動力療法已被公認為臨床上除手術(shù)、放療、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^:劑仍是人們大力尋求的目標。目前臨床應(yīng)用最普遍的光療藥物以血卟啉衍生物(HpD)為代表的p卜啉 類光敏劑(屬于第一代光敏劑)，但是它們的組分復雜，各種成分在光動力損傷過程中的作用至今也未弄清，占藥物總量20 - 80%以上的非活性成分不 僅不能對病變組織產(chǎn)生有效的光動力損傷作用，反而成為導致正常組織發(fā)生很弱，從而造成治療深度不夠。上述這些缺點使HpD臨床應(yīng)用受到一定限 制。除此之外，還有一些非卟啉類化合物(被稱為第二代光敏劑)，如酞菁 類衍生物、吩漆溱類陽離子化合物、花菁染料和醌類化合物等。其中引人注 意的是酞菁類衍生物，作為第二代光敏劑的典型代表，與其它類型光敏劑相 比，具有結(jié)構(gòu)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)、較 佳的吸收波長和較高的摩爾消光系數(shù)等優(yōu)點，因此祐L公認為是一種極有應(yīng)用 前景的光療藥物。但是臨床實驗和相關(guān)研究結(jié)果表明，可用于PDT的酞菁類光敏劑仍然存 在一些缺陷，其中最主要的是酞菁類光敏劑在水中主要是以各種類型的聚集 體形式存在，不但顯著地降低光敏劑的光敏效率，而且易造成毛血管栓塞。 該缺陷嚴重地限制了酞菁類衍生物在光動力療法臨床應(yīng)用領(lǐng)域中的進一步 拓展。目前從事酞菁類衍生物研究的工作者合成一系列新型的酞菁類衍生 物，如周邊帶有不同水溶性基團(羧基、璜酸基、磷酸酯基、胺基、葡萄糖 基等)的酞菁類衍生物、軸向配位的水溶性酞菁類衍生物、樹枝狀酞菁化合 物和兩親性酞菁類衍生物，但是到目前為止，在考慮光敏劑光敏活性的前提 下，上述的各類衍生物還不能達到解決其在水溶液中堆積的目的。另外，研 究工作者還嘗試使用表面活性劑膠束或脂質(zhì)體包裹等技術(shù)，雖然這些技術(shù)可 以較好地解決酞菁光敏劑分子的堆積問題，但由于體系的穩(wěn)定性和生物相容性等問題，極大地限制了這些技術(shù)在實際治療中的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對酞菁類光敏劑在水溶液中堆積度高的缺陷，提供 了 一種酪氨酸酞菁類衍生物。本發(fā)明還將提供該的酪氨酸酞菁類衍生物的制 備方法。通過該制備方法獲得的酪氨酸酞菁類光敏劑不但能有效地解決酞菁 光敏劑存在的缺點，而且可以提高其生物相容性和選擇性，可應(yīng)用為光動力 治療癌癥的光壽丈劑。完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是， 一種酪氨酸酞菁類衍生物，其特征在于，所述的酪氨酸酞菁類衍生物的結(jié)構(gòu)通式如下圖所示(I)式中M-Zn或Al等，R = H、 Na或CH2CH3等。 氨基酸是人類生命體系所必需的化合物，它們不但具有許多生理功能， 而且在藥物研究領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，尤其是Ji^基酸中的酪氨酸能識別脫氧核糖核酸(DNA)特定的結(jié)構(gòu)，即具有對DNA的定位能力，可以^使藥物 具有靶向功能。因此，用酪氨酸修飾酞菁分子，不但可以通過兩性離子的引 入調(diào)節(jié)酞菁類衍生物的親水性與親油性平衡，降低其在水溶液中的堆積度， 而且還能改善其生理相容性，提高其靶向功能，最終增強該類光敏劑的光敏 活性。
本申請完成第2個發(fā)明任務(wù)的方案是， 一種酪氨酸酞菁類光敏劑的制備 方法，其特征在于，步驟如下
(1) 胺基已被保護的酪氨酸與4-硝基鄰苯二腈反應(yīng)得到中間體(II);
(2) 在二氯曱烷和三氟乙酸的溶液中脫去Boc，得到中間體(III);
(3) 將含有含有酪氨酸的二腈中間體進行環(huán)化，即可得到酪氨酸酞菁類 衍生物(1)。反應(yīng)歷程中Boc是指二碳酸二叔丁酯，DMF是指N,N-二曱基曱酰胺， DBU是指1,8-二氮雜環(huán)[5，4,0]十一烯-7。
所述的"被保護的酪氨酸"是指利用二碳酸二叔丁酯試劑保護了胺基的 酪氨酸。
所述的反應(yīng)條件是
步驟1的反應(yīng)條件是胺基被二碳酸二叔丁酯試劑保護的酪氨酸和4-硝基鄰苯二腈的摩爾比為1:1~3，反應(yīng)溶劑為DMF,保護氣氛為氮氣，反應(yīng) 溫度為30~60°C;
步驟2的反應(yīng)條件是中間體(II)與三氟乙酸的摩爾比為1:3~6,反應(yīng) 溶劑為二氯曱烷，保護氣氛為氮氣；
步驟3的反應(yīng)條件是中間體(III)與醋酸鋅和1，8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十 一烯-7的摩爾比為1:1~3:1~3，溶劑為正戊醇，保護氣氛為氮氣。
更優(yōu)化和更具體地說，本發(fā)明的酪氨酸酞菁類光敏劑的制備方法，具體 操作步驟如下
(1) 在氮氣保護下，胺基被二碳酸二叔丁酯試劑保護的酪氨酸和4-硝 基鄰苯二腈按摩爾比1:1.5加入到在DMF溶液中，40。C下下反應(yīng)8h后，得 到中間體(II);
(2) 在氮氣保護下，按摩爾比1:4.5將中間體(II)和三氟乙酸加入二 氯曱烷中，反應(yīng)5h后利用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH至7~9之間，得到中間 體(III);
(3) 在氮氣保護下，將中間體(III)、醋酸鋅或三氯化鋁和1,8-二氮雜 環(huán)[5,4,0]十一烯-7 4安摩爾比1:1:1加入到正戊醇溶液中，回流反應(yīng)8h后即可得到酪氨酸乙酯鋅酞菁或酪氨酸乙酯鋁酞菁；
(4)產(chǎn)物酪氨酸乙酯鋅酞菁或酪氨酸乙酯鋁酞菁在5N氫氧化鈉水 溶液中進行回流反應(yīng)，即可得酪氨酸鈉鋅酞菁或酪氨酸鈉鋁酞菁；
(5 )利用鹽酸水溶液調(diào)節(jié)酪氨酸鈉鋅酞菁或酪氨酸鈉鋁酞菁水溶液 得pH值至3~5,即可得酪氨酸鋅酞菁或酪氨酸鋁酞菁。 本發(fā)明中的產(chǎn)物具有的用途
所制得的酪氨酸酞菁類衍生物具有優(yōu)良的光敏活性、良好的生理相容性 及靶向功能，適用為光動力治療腫瘤的光敏劑。
所以，本發(fā)明的第3個發(fā)明任務(wù)的方案是酪氨酸酞菁類衍生物在制備 光動力藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明所制得的酪氨酸酞菁類衍生物具有如下的優(yōu)點
所制得的酪氨酸酞菁類衍生物的光化學和光物理實驗表明此類化合物 在光療窗口 (600~900nm)有強吸收，水中的最大吸收峰位于688nm;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，具有良好的生理相 容性和靶向功能，另外，離體癌細胞實驗結(jié)果表明，該類配合物的暗毒性低， 光毒性很高。尤其值得指出的是，在pH-5 9范圍內(nèi)，該類化合物在水溶液 中分子聚集程度顯著降低，當溶液的pH為7時，溶液中單體與聚集體的比 例為1.3:1，表明其在水溶液中主要是以單體形式存在，上述優(yōu)點在推進酞菁 類光敏劑臨床應(yīng)用方面具有重大意義。


圖1濃度為10-6mol/L酪氨酸鋅酞菁在pH=7.0水溶液中的紫外-可見吸收圖譜
圖2酪氨酸鋅酞菁的紅外圖譜。
圖3濃度為10^mol/L酪氨酸鋅酞菁在水溶液中堆積程度隨著溶液pH 改變的紫外可見吸收光譜。
圖4為酪氨酸鋅酞菁單線態(tài)氧產(chǎn)生能力的電子自旋圖譜。
圖中曲線a:光照含有酪氨酸鋅酞菁(50nM)和2，2,6,6-四甲基-4-哌啶酮 (50mM)的氧氣飽和水溶液lmin后檢測到的ESR信號；曲線b:條件同a， 但加入了單線態(tài)氧的猝滅劑1,4-二氮雜二環(huán)[2,2，2]辛烷(50mM);曲線c:條 件同a，但沒有加入酪氨酸鋅酞菁或沒有光照或沒有氧氣飽和。
具體實施例方式
實施例1,酪氨酸鋅酞菁合成的具體步驟如下 (1)在氮氣保護下，依次加入8.67mmoL 4-硝基鄰苯二腈、5.79mmoL L-Boc-絡(luò)氨酸乙酯、11.55mmoL碳酸鉀和20mLN,N-二曱基曱酰胺，待全部 溶解后在40。C下反應(yīng)8h,然后分別用二氯曱烷和飽和食鹽水洗滌，無水硫 酸鈉干燥，最后柱層析分離(乙酸乙酯:石油醚=1:5)，溶液旋轉(zhuǎn)干燥得白色 晶狀固體(II)為2.4626g,產(chǎn)率為97.7%。 化合物的鑒定
核磁共振(&H, CDC13) : 7.72(d,lH，); 7.26(dd,2H); 7.24(dd，2H); 7.0(d,2H); 3.0(dd，2H); 4.5(dd,lH); 5.1(d，lH); 4.2(dd,2H) ; 1.42(s，9H); 1.27(t,3H)。 紅外吸收(KBr, cm"): 2231(CN); 1206(=CH-O-CH=); 3346(0=C-NH); 1726 (OC-O)。
質(zhì)譜分析m/z411。元素分析C_ 64.20%, H-6.14%, N-10.22%。
(2)在氮氣保護下，力口入2.87mmoL (II)和lOmL二氯曱烷，磁力攪拌 至溶解后再加入13.0mmoL三氟乙酸，反應(yīng)5h后加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶 液pH，使其位于7 9之間，然后用飽和食鹽水洗滌，無7jc硫酸鈉干燥，最后 柱層析分離(曱醇乙酸乙酯=1:5),溶液旋轉(zhuǎn)干燥得產(chǎn)物(III) 0.8606g， 產(chǎn)率為89.6%。 化合物的鑒定
核磁共振(^H， MeOD): 7.8(d，lH,); 7.4(t,2H); 7.3(d,2H); 7.1(d,2H); 3.3(dd,2H); 4.24(dd,2H); 4.26(t，lH); 1.27(t，3H);
紅外吸收(KBr, cm"): 2232(CN); 1206(=CH-O-CH=);3379(-NH2); 1734(0=00); 質(zhì)譜分析m/z335。
元素分析C-68.02%， H- 5.090/0， N-12.52%。
(3)在氮氣保護下，依次加入3.88mmoL (III )、 4mmoL醋酸鋅、10mL 正戊醇和4.02mmoLl,8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7，溶解后加熱回流48h,然 后加入大量曱醇并過濾，所得固體為墨綠色用丙酮重結(jié)晶，最終得到綠褐色 固體1.2g酪氨酸乙酯鋅酞菁(IV),產(chǎn)率為88.1%。 化合物的鑒定
紅外吸收(KBr， cm-1): 3347(NH2) ; 1600; 1475; 1334; 1233; 1715; 748。 質(zhì)i普分析m/z 1404。
元素分析C-64.87%， H-4.89%， N-11.94%。
(4)將0.37mmoL (IV)加入到30mL 5N氫氧化鈉水溶液中進行回 流，待其完全溶解后用5%HC1水溶液調(diào)節(jié)溶液至pH=3 5,并進4亍過濾和干燥，得226.3mg酪氨酸鋅酞菁，產(chǎn)率為43.3%。 化合物的鑒定及將該酪氨酸酞菁類衍生物用于制備光動力藥物 紅外吸收(KBr, cm-1): 3394(NH2); 1584; 1451; 1262; 1232; 958; 880; 510。 質(zhì)語分析m/zl292。
元素分析C-63.07%， H-4.05%, N-12.97%。
實施例2，與實施例1的步驟(1)、 (2)、 (3)基本相同，但沒有實施 例i的步驟(4)，則最終產(chǎn)物為酪氨酸乙酯鋅酞菁。
實施例3，與實施例1基本相同，但實施例1的步驟(4)中沒有調(diào)節(jié) 溶液pH值，則最終產(chǎn)物為酪氨酸鈉鋅酞菁。(由于此時溶液是堿性溶液，所 以酪氨酸不可能存在，只能是以酪氨酸鈉得形式存在)
實施例4，與實施例2中的步驟(1 )、 ( 2 )、 ( 3 )基本相同，但實施例2 的步驟(3)中所述醋酸鋅改用三氯化鋁，最終產(chǎn)物為酪氨酸乙酯鋁酞菁。
實施例5,與實施例1基本相同，但實施例1的步驟(3)中所述醋酸 鋅改用三氯化鋁，最終產(chǎn)物為酪氨酸鋁酞菁。
實施例6，與實施例1基本相同，但實施例1的步驟(3)中所述醋酸 鋅改用三氯化鋁和步驟(4)中沒有調(diào)節(jié)溶液pH值，最終產(chǎn)物為酪氨酸鈉 鋁酞菁。
實施例7，與實施例l基本相同，但有以下改變 步驟(1)中，酪氨酸和4-硝基鄰苯二腈的摩爾比為1:1; 步驟(2)中，中間體II與三氟乙酸的摩爾比為1:3; 步驟(3 )中，中間體III與醋酸鋅和1，8-二氮雜環(huán)[5，4,0]十一烯-7的摩 爾比為1: 1: 1。實施例8，與實施例l基本相同，但有以下改變
步驟(1)中，酪氨酸和4-硝基鄰苯二腈的摩爾比為1:3;
步驟(2)中，中間體II與三氟乙酸的摩爾比為1:6;
步驟(3 )中，中間體III與醋酸鋅和1,8-二氮雜環(huán)[5，4,0]十一烯-7的摩 爾比為1:3:3。
實施例9，與實施例l基本相同，但有以下改變
步驟(1)中，酪氨酸和4-硝基鄰苯二腈的摩爾比為1:2;
步驟(2)中，中間體II與三氟乙酸的摩爾比為1:4.5;
步驟(3 )中，中間體III與醋酸鋅和1，8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7的摩 爾比為1:2:2。
實施例10，與實施例l基本相同，但有以下改變
步驟(3 )中，中間體III與醋酸鋅和1，8-二氮雜環(huán)[5，4，0]十一烯-7的摩 爾比為1: 1:3。
實施例ll,與實施例l基本相同，但有以下改變
步驟(3 )中，中間體III與醋酸鋅和1,8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7的摩 爾比為1:3: 1。
權(quán)利要求
1、一種酪氨酸酞菁類衍生物，其特征在于，所述的酪氨酸酞菁類衍生物的結(jié)構(gòu)通式如下圖所示id="icf0001" file="S2008100989155C00011.gif" wi="92" he="96" top= "75" left = "60" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>式中M＝Zn或Al，R＝H、Na或CH2CH3。
2、 一種酪氨酸酞菁類光敏劑的制備方法，其特征在于，步驟如下:(1) 胺基已被保護的酪氨酸與4-硝基鄰苯二腈反應(yīng)得到中間體II;(2) 在二氯曱烷和三氟乙酸的溶液中脫去Boc,得到中間體III;(3)將含有含有酪氨酸的二腈中間體進行環(huán)化，即可得到酪氨酸酞菁類衍 生物I:反應(yīng)歷程中Boc是指二碳酸二叔丁酯，DMF是指N，N-二曱基曱酰胺， DBU是指1，8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的酪氨酸酞菁類光敏劑的制備方法，其特征在于，所述的"被保護的酪氨酸"是指利用二碳酸二叔丁酯試劑保護了胺基 的酪氨酸；所述的反應(yīng)條件如下，步驟1的反應(yīng)條件是胺基被二碳酸二叔丁酯試劑保護的酪氨酸和4-硝基鄰苯二腈的摩爾比為1:1~3,反應(yīng)溶劑為DMF，保護氣氛為氮氣，反應(yīng) 溫度為30 60。C;步驟2的反應(yīng)條件是中間體II與三氟乙酸的摩爾比為1:3~6，反應(yīng)溶劑為二氯曱烷，保護氣氛為氮氣；步驟3的反應(yīng)條件是中間體III與醋酸鋅和1，8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯 -7的摩爾比為1: 1~3: 1~3，溶劑為正戊醇，保護氣氛為氮氣。
4、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的酪氨酸酞菁類光敏劑的制備方法，其具 體操作步驟如下(1) 在氮氣保護下，胺基被二碳酸二叔丁酯試劑保護的酪氨酸和4-硝 基鄰苯二腈按摩爾比1: 1.5加入到在DMF溶液中，40。C下下反應(yīng)8h后，得 到中間體(II);(2) 在氮氣保護下，按摩爾比1:4.5將中間體II和三氟乙酸加入二氯甲 烷中，反應(yīng)5h后利用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH至7~9之間，得到中間體 III;(3) 在氮氣保護下，將中間體m、醋酸鋅或三氯化鋁和1，8-二氮雜環(huán)[5，4，0]十一烯-7按摩爾比1:1:1加入到正戊醇溶液中，回流反應(yīng)8h后即可得 到酪氨酸乙酯鋅酞菁或酪氨酸乙酯鋁酞菁；(4) 產(chǎn)物酪氨酸乙酯鋅酞菁或酪氨酸乙酯鋁酞菁在5N氳氧化鈉水 溶液中進行回流反應(yīng)，即可得酪氨酸鈉鋅酞菁或酪氨酸鈉鋁酞菁；(5 )利用鹽酸水溶液調(diào)節(jié)酪氨酸鈉鋅酞菁或酪氨酸鈉鋁酞菁水溶液 得pH值至3 5，即可得酪氨酸鋅酞菁或酪氨酸鋁酞菁。
5、權(quán)利要求1所述的酪氨酸酞菁類光敏劑在制備光動力藥物中的應(yīng)用。
全文摘要
一種酪氨酸酞菁類衍生物，結(jié)構(gòu)通式如右，式中M＝Zn或Al，R＝H、Na或CH₂CH₃。該酪氨酸酞菁類衍生物的制備方法(1)胺基已被保護的酪氨酸與4-硝基鄰苯二腈反應(yīng)得到中間體II；(2)在二氯甲烷和三氟乙酸的溶液中脫去Boc，得到中間體III；(3)將含有含有酪氨酸的二腈中間體進行環(huán)化，即可得到酪氨酸酞菁類衍生物I其中Boc是指二碳酸二叔丁酯，DMF是指N，N-二甲基甲酰胺，DBU是指1，8-二氮雜環(huán)[5，4，0]十一烯-7。本發(fā)明還包括所述的酪氨酸酞菁類光敏劑在制備光動力藥物中的應(yīng)用。
文檔編號C07F3/00GK101289450SQ20081009891
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者周家宏, 姜巍巍, 春 季, 戴冬平, 云 林, 魏少華 申請人:南京師范大學