菲罗啉配体钌化合物合成路线
卟啉及其衍生物广泛存在于自然界中, 作为生物体的重要物质,它被称作“生命的颜色”. 近年来, 卟啉作为光动力治疗(PDT)的光敏剂在抗肿瘤方面受到广泛关注. 在PDT过程中, 当卟啉受到适当波长的光激发后会产生1O2或者产生电子和氢的转移,底物分子通过电子和氢的吸收形成自由基,产生高活性的氧, 从而导致细胞凋亡和组织破坏.
卟啉与DNA相互作用模式的研究是新型药物设计、筛选及一些病理研究的基础.紫外-可见光谱是研究小分子与DNA相互作用最简便、最常用的方法. 通常, DNA加入到卟啉溶液后Soret带都会出现一定程度的减色和红移, 减色大于 30%, 红移超过10 nm是插入模式的明显标志. 当卟啉对DNA表现为沟外结合模式时, 其紫外-可见光谱基本不变或者变化较小.与紫外-可见光谱的变化相同,当卟啉与DNA作用后, 其荧光光谱也会出现增色或减色效应. 当卟啉化合物与DNA以插入模式结合时, 荧光光谱会出现明显的变化; 当它以沟外连接或外部堆积模式与 DNA结合时, 其荧光光谱变化很小甚至不发生变化. 目前, 圆二色光谱(CD)被认为是研究有机化合物结构最直接有效的方法之一. 如5,10,15,20-四-(N-甲基吡啶基)卟啉铂[Pt(II)TMPyP]与DNA结合后, 在420nm处产生了很强的负的CD信号, 表明Pt(II)TMPyP与DNA的结合模式为插入模式. 出现正的CD信号表明化合物与DNA是以外部沟面结合模式结合, 等强度的正、负CD信号则意味着自堆积的外部键结合模式.
研究表明, 光敏剂能否被肿瘤吸收对于肿瘤的治疗十分关键, 分子量小和高疏水性的光敏剂已被证实有利于被细胞吸收. 但分子的高疏水性导致光敏剂长期停留于质膜, 从而产生毒性累积并且降低了单线态氧的量子产率. 相反, 增加亲水性可以增加单线态氧的量子产率而降低细胞吸收. 因此,对于两性分子的肿瘤吸收以及在肿瘤和正常组织中的分布, 合适的疏水/亲水平衡十分重要. Poon等将联二吡啶与钌配位, 再通过酰胺键连接到卟啉上,合成得到了两亲性(亲水/疏水)的Ru-聚吡啶卟啉化合物, 其具有良好的细胞吸收能力以及较高的单线态氧量子产率, 并在双光子动力治疗(2-PDT)方面凸显其应用价值.
武汉工程大学王凯等人以5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉和钌-菲罗啉衍生物为原料, 合成了3个两亲性钌-菲罗啉卟啉化合物, 并通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外-可见光谱、质谱和元素分析等对化合物的结构进行了确证. 采用紫外-可见光谱、荧光发射光谱和圆二色光谱考察了目标化合物与ct-DNA的相互作用, 研究了它们与DNA 的结合模式. 实验结果表明, Por1, Por2和Por3与DNA的结合常数分别为1.46×105,2.75×105和5.69×105L/mol.此外, 在不同DNA浓度下,Por1和Por2与DNA的结合模式为插入模式和外部结合模式共存, Por3与DNA的结合模式主要为自堆积的外部键合和静电作用. 结果表明, 钌-菲罗啉卟啉化合物是新型的光动力治疗试剂.