水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物、其合成方法和应用与流程

本发明介绍了一类水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物、以及其合成方法；本发明还涉及该类水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)的相互作用的医学方面生物活性的应用。

背景技术：

自然界和生物体中存在着许多的卟啉类化合物，它们对氧的传递、储存、活化及光合作用等生命过程发挥着至关重要的作用。近年来，在研发抗病毒试剂、dna/rna选择性切割试剂、端链酶抑制剂及研究dna足迹法、超螺旋dna、dna/rna稳定杂交等领域中，卟啉类化合物与dna相互作用的研究已成为热点。研究表明，卟啉类化合物通过与dna相互作用插入到dna碱基对之间，以不同的作用机制促使dna断裂，具有良好的dna光断裂特性。此外，金属卟啉也具有切割dna和核酸酶的活性。由此可见，通过研究卟啉类化合物与dna的作用模式，有助于研究卟啉类化合物在医学方面的应用。

水溶性阳离子卟啉被认为是具有“双重作用”的化合物，其原因在于水溶性阳离子卟啉化合物一方面能与带有负电荷的水溶性dna稳定结合，另一方面可利用其光活性裂解dna。另外，水溶性阳离子卟啉化合物也应用于pdt、癌症检测、人造核酸酶、抑制病毒等领域，因此水溶性阳离子卟啉与dna的相互作用成为近年来的研究热点。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一类水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物、以及其合成方法；本发明还涉及该类水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)的相互作用的医学方面生物活性的应用。

本发明的第一个目的是提供水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物，结构式如下：

本发明的第二个目的是提供上述水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物的合成方法，所述水溶性含溴铜卟啉cup-1的合成方法包括以下步骤：

(1)5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成

以对溴苯甲醛、4-吡啶甲醛和新蒸吡咯为原料，进行回流反应，反应结束后，去除丙酸，得到深紫色的粗产物；将深紫色的粗产物进行提纯，得到5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉；

作为优选，所述提纯的具体方法为：将深紫色粗产物溶于二氯甲烷中，用饱和碳酸氢钠中和，有机相以无水硫酸钠干燥，浓缩；然后用硅胶作固定相，二氯甲烷和石油醚混合液作流动相，不同体积比的二氯甲烷和乙酸乙酯的混合液做洗脱剂，进行柱层析分离纯化，收集第5色带，减压旋蒸，真空干燥，即得紫色目标产物5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉；

(2)5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成

以5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉和碘甲烷为原料，无水dmf为溶剂，在惰性气体和避光条件下，进行甲基化反应，反应完毕后将产物沉淀，过滤、洗涤、干燥，得到5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉；

(3)水溶性含溴铜卟啉cup-1的合成

将5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉溶于无水dmf中，加入溶有氯化铜的无水甲醇溶液，进行反应，反应完毕，去除甲醇，滴加丙酮，析出沉淀、过滤，滤饼反复用三氯甲烷洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性含溴铜卟啉cup-1。

作为优选方案，步骤(1)中，所述对溴苯甲醛、4-吡啶甲醛、吡咯的摩尔比为1：3：4；三者反应时所用溶剂为丙酸，反应温度为130-145℃，反应时间为2h。该温度范围内反应条件最佳，产率最高。

三者以任意摩尔比混合都能制备得到产物，但是以上述摩尔比投料时，原料能够充分反应。

作为优选方案，步骤(2)中，所述碘甲烷为过量加入，优选加入的摩尔量为5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉的摩尔量的8倍。

作为优选方案，步骤(3)中，所述无水氯化铜的摩尔量为5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉摩尔量的4倍。

作为进一步优选方案，包括以下步骤：

(1)应用权利要求2-5任一项中所述的合成方法合成水溶性含溴铜卟啉cup-1；

(2)水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-2的合成

在惰性气体保护下，将水溶性含溴铜卟啉cup-1溶于无水dmf中，依次加入咔唑，碳酸铯，碘化亚铜和无水氯化锂，进行回流反应，反应结束后，冷却至室温，滴加三氯甲烷，析出沉淀、过滤，将滤饼洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-2。

作为优选方案，步骤(2)中，咔唑的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的1.5倍；作为优选，碳酸铯的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的2倍；

作为优选，碘化亚铜的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的0.2倍；

作为优选，无水氯化锂的加入量与水溶性铜卟啉摩尔量比为1：1；

以上摩尔比条件下，反应产率最高。

作为优选，所述回流反应是在150℃下回流反应72小时。此条件下，反应充分反应完全。

作为进一步优选方案，包括以下步骤：

(1)应用权利要求2-5任一项中所述的合成方法合成水溶性含溴铜卟啉cup-1；

(2)水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-3的合成

在惰性气体保护下，将水溶性含溴铜卟啉cup-1溶于无水dmf中，依次分别加入2-(咪唑-2-基)吡啶，碳酸铯，碘化亚铜和无水氯化锂，进行回流反应，反应完毕后，冷却至室温，滴加三氯甲烷，析出沉淀、过滤，将滤饼洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-3。

作为优选方案，步骤(2)中，2-(咪唑-2-基)吡啶的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的1.5倍；

作为优选，碳酸铯的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的2倍；

作为优选，碘化亚铜的加入量为水溶性铜卟啉摩尔量的0.2倍；

作为优选，无水氯化锂的加入量与水溶性铜卟啉摩尔量比为1：1；

以上摩尔比条件下，反应产率最高。

作为优选，所述回流反应是在150℃下回流反应72小时。此条件下，反应充分反应完全。

本发明的第三个目的是提供上述水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物以外部沟面结合的模式与ct-dna相互作用；

作为优选，与ct-dna相互作用的强度依次为：cup-1﹥cup-3﹥cup-2。

本发明首先以官能团修饰为主要手段，介绍了a3b型含溴铜卟啉及其溴取代衍生物的合成方法。其次介绍了其生物活性方面的应用，与小牛胸腺dna(ct-dna)相互作用研究，探讨了不同取代基对其生物活性的影响。此外，本发明通过改性的手段，将吡啶基阳离子引入到卟啉环上，大大增加了亲油性卟啉化合物的亲水性，溶解性的增大克服了卟啉衍生物的一大缺陷。通过对其与小牛胸腺dna(ct-dna)相互作用的研究，认为本发明中合成的这类新型的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与dna以外部结合的方式相互作用，为水溶性卟啉化合物在医学方面的生物活性研究提供一定的研究基础。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)相互作用的紫外滴定图。

图2为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3与小牛胸腺dna(ct-dna)荧光猝灭光谱图。

图3为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)的诱导圆二色谱图。

图4为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)作用后，ct-dna粘度的变化情况。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。

本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物的结构为下式表示的结构：

配合物cup-1、cup-2、cup-3的合成路线如下所示：

具体制备方法如下：

实施例一水溶性含溴铜卟啉(cup-1)的合成

(1)5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成

称取1.85g(0.01mol)对溴苯甲醛于500ml三口烧瓶中，加入160ml丙酸，加热搅拌，油浴温度达到130℃左右时，快速加入2.7ml(0.03mol)4-吡啶甲醛，再用滴液漏斗缓慢滴加溶解在10ml丙酸中的新蒸吡咯2.6ml(0.04mol)，10min内加完。溶液逐渐变为棕黑色，保持1600rpm速率高速搅拌，140℃继续回流2h。反应结束，减压蒸馏，蒸去丙酸，得到深紫色的粗产物。将深紫色粗产物溶于二氯甲烷中，用饱和碳酸氢钠中和，饱和碳酸氢钠中和用于去除残留的丙酸。有机相以无水硫酸钠干燥，浓缩。用硅胶(200～300目)作固定相，二氯甲烷和石油醚混合液(v/v＝1/1)作流动相，不同体积比的二氯甲烷和乙酸乙酯的混合液做洗脱剂，进行柱层析分离纯化。不同体积比的二氯甲烷和石油醚的混合液做洗脱剂：第一洗脱剂是：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为：100：10，第二洗脱剂是：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为：100：15，第三洗脱剂是：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为：100：20，第四洗脱剂是：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为：30：1，第五洗脱剂是：二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为：25：1。收集第5色带，减压旋蒸，真空干燥，即得紫色目标产物5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉，产率：4％，纯度为98％。

核磁数据：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.99(d,6h)，8.79～8.60(m,8h)，8.19(m,6h)，8.07(m,2h),7.83(d,2h)，-3.00(s,2h)。

元素分析数据：元素分析按[c41h26brn7]，计算值(％):c,70.69％；h,3.76％；n,14.08％。实验值(％):c,70.63％；h,3.78％；n,13.98％。

(2)5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成

称取100mg(0.14mmol)5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉于50ml三口烧瓶中，加入5ml无水n，n-二甲基甲酰胺(dmf)，磁力搅拌使其溶解。氩气保护、避光的条件下，将1ml碘甲烷(过量)加到上述溶液中，继续避光、通氮气，40℃加热搅拌反应3h。碘甲烷的作用是将卟啉化合物中4-吡啶基上的氮甲基化，从而形成水溶性的吡啶盐。反应完毕停止加热，冷却至室温，缓慢滴加丙酮，析出沉淀、过滤，滤饼反复用三氯甲烷洗涤、真空干燥，得到5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉，产率：89％，纯度，纯度为97％。

(3)水溶性含溴铜卟啉(cup-1)的合成

称取100mg(0.13mmol)5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉溶于5ml无水dmf中，加入3ml溶有89mg(0.52mmol)氯化铜的无水甲醇溶液，65℃搅拌反应5h。反应完毕，减压蒸去甲醇，滴加丙酮，析出沉淀、过滤，滤饼反复用三氯甲烷洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性含溴铜卟啉cup-1，产率：75％。纯度：98％。

核磁数据：¹hnmr(600mhz,dmso)δ9.32(m，6h)，8.09(m,6h)，7.27-7.55(m,4h)，6.68(d,2h)，δ4.50(s,5h)，3.56(s，9h)。

质谱数据：esi-ms：m/z：803指示存在碎片峰[c44h33brcun7³⁺]。

元素分析数据：元素分析按[c44h33brcl3cun7]，计算值(％):c,58.10％；h,3.66％；n,10.78％。实验值(％):c,58.03％；h,3.70％；n,10.88％。

对产物进行水溶解性测试，结果为：溶于水，因为已经甲基化了。

实施例二水溶性铜卟啉溴取代衍生物(cup-2)的合成

(1)5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成：同实施例一。

(2)5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成：同实施例一。

(3)水溶性含溴铜卟啉(cup-1)的合成：同实施例一。

(4)水溶性铜卟啉溴取代衍生物(cup-2)的合成

氩气保护下，将100mg(0.13mmol)tmpy3phenbr1p-cl3(水溶性含溴铜卟啉(cup-1))溶于30ml无水dmf中，依次加入33mg(0.2mmol)咔唑(carbazole，又名9-氮(杂)芴(dibenzopyrrole)，分子式为c12h9n)，84mg(0.26mmol)碳酸铯，5mg(0.026mmol)碘化亚铜和5.5mg(0.13mmol)无水氯化锂，于150℃回流反应72小时。碳酸铯作用是保证反应在碱性条件下进行，有利于溴取代反应的发生；碘化亚铜和氯化锂的作用是催化剂，促进反应效率。反应结束，冷却至室温，滴加三氯甲烷，析出沉淀、过滤，滤饼反复用三氯甲烷洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-2，产率：43％。纯度：93％。

核磁数据：¹hnmr(600mhz，dmso)δ9.12(m,6h)，8.30(m,6h)，8.06–7.10(m,6h)，4.49(s,6h)，3.30(s，9h)。

质谱数据：esi-ms：m/z：888.3指示存在碎片峰[c56h41cun8³⁺]。

元素分析数据：元素分析按[c56h41cl3cun8]，计算值(％):c,67.54％；h,4.15％；n,11.25％。实验值(％):c,67.61％；h,4.09％；n,11.23％。

对产物进行水溶解性测试，结果为：溶于水，因为已经甲基化了。

实施例三水溶性铜卟啉溴取代衍生物(cup-2)的合成

(1)5，10，15-三-(4-吡啶)-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成：同实施例一。

(2)5，10，15-三甲基吡啶基-20-(4-对溴)苯基-卟啉的合成：同实施例一。

(3)水溶性含溴铜卟啉(cup-1)的合成：同实施例一。

(4)水溶性铜卟啉溴取代衍生物(cup-3)的合成

氩气保护下，将100mg(0.13mmol)tmpy3phenbr1p-cl3(水溶性含溴铜卟啉(cup-1))溶于30ml无水dmf中，分别加入29mg(0.2mmol)2-(1h-imidazol-2-yl)pyridine(中文名称是：2-(咪唑-2-基)吡啶)，84mg(0.26mmol)碳酸铯，5mg(0.026mmol)碘化亚铜和5.5mg(0.13mmol)无水氯化锂，于150℃回流反应72小时碳酸铯作用是保证反应在碱性条件下进行，有利于溴取代反应的发生；碘化亚铜和氯化锂的作用是催化剂，促进反应效率。反应完毕，冷却至室温，滴加三氯甲烷，析出沉淀、过滤，滤饼反复用三氯甲烷洗涤、真空干燥，得到目标产物水溶性铜卟啉溴取代衍生物cup-3，产率：37％，纯度：91％。

核磁数据：¹hnmr(600mhz,dmso)δ9.18(m,6h)，8.30(m,6h)，7.93(s,3h)，4.49(s,6h)，3.30(s,9h)。

质谱数据：esi-ms：m/z：843.2指示存在碎片峰[c52h39cun10³⁺-na]。

元素分析数据：元素分析按[c52h39cl3cun10]，计算值(％):c,64.13％；h,4.04％；n,14.38％。实验值(％):c,64.09％；h,4.00％；n,14.35％。

对产物进行水溶解性测试，结果为：溶于水，因为已经甲基化了。

实施例四本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)相互作用方面的应用

一、水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)的相互作用

(1)tris-hcl缓冲溶液的制备

量取44.7ml0.1mol·l^-1的hcl溶液，将其加入到50ml0.1mol·l^-1tris溶液中，溶液搅拌均匀后稀释至100ml。量取50ml上述配制的溶液，向其中加入1.47g25mmol的固体nacl，溶解、搅拌均匀后稀释至500ml，即得tris-hcl(ph＝7.20)缓冲溶液。上述溶液均用二次蒸馏水进行配制。

水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与ct-dna相互作用的uv-vis光谱、荧光光谱、圆二色光谱和粘度实验均在该缓冲溶液中进行。

(2)dna溶液的制备

称取一定量的ct-dna溶于上述缓冲溶液中(约1mgct-dna/ml)，待其完全溶解后放入冰箱中，静置过夜，抽滤，得到ct-dna储备液。

dna浓度的确定：将配置好的ct-dna储备液稀释100倍，测其在260nm和280nm处的吸光度。若a260/a280在1.8～1.9之间，则说明ct-dna储备液基本上不含蛋白质，无需再做进一步的处理。根据其在260nm处的摩尔消光系数6600m^-1·cm^-1来确定它的浓度。

(3)化合物与ct-dna相互作用

用微量进样器每隔5min向样品池中加入2μl1.0mmolct-dna(bps)并搅拌，直到紫外吸收值恒定不变。每次加ct-dna前检测其在200～700nm范围内的紫外可见吸收光谱。

紫外-可见光谱滴定：室温下，参比池中加入3.0mltris-hcl(ph＝7.20)缓冲溶液，样品池中加入3.0ml待测样品(即本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3)，使其浓度为10^-5mol/l，测其在300～800nm的紫外吸收光谱。每次加入相同体积1.0mm的ct-dna储备液，使ct-dna的浓度不断增加。每次加入后混匀，并培育5min，然后测其在300～800nm吸光度，直至配合物的最大吸收峰强度不再变化，即可停止实验。

图1为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)相互作用的紫外滴定图。

由图1可知，水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2和cup-3的soret带分别位于426.5、422.5和433.5nm。随着滴加ct-dna浓度的递增，cup-1、cup-2和cup-3soret带的吸收强度都出现明显降低，且分别红移到430、426和439nm。其中cup-1的soret带减色31.1％，红移3.5nm。而相同条件下，cup-2和cup-3的soret带分别减色25.4％和26.4％，且红移了3.5nm和5.5nm。研究结果显示，水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2和cup-3soret带的紫外吸收均出现红移及现象，说明dna碱基的π共轭体系与cup-1、cup-2和cup-3的大环π*共轭体系发生了某种作用，致使π电子堆积，π电子轨道和π*空轨道发生耦合，促使π→π*跃迁能降低，表现为红移。减色效应是因为耦合作用促使π*轨道部分充满电子，减小了π→π*跃迁，吸收峰强度因此降低。综上所述，cup-1、cup-2和cup-3的减色程度小于35％，也出现了一定的红移(＜8nm)，初步判断cup-1、cup-2和cup-3与ct-dna是以外部结合的方式作用。为了定量比较cup-1、cup-2和cup-3与ct-dna结合能力的强弱，根据soret带吸光度值随着ct-dna浓度的变化。本实验条件下，cup-1、cup-2和cup-3与ct-dna的结合常数kb分别为1.004×10⁵m^-1、0.6107×10⁵m^-1和0.5032×10⁵m^-1，可以得出kb(cup-1)>kb(cup-2)>kb(cup-3)。说明cup-1、cup-2和cup-3与dna结合能力的大小为cup-1﹥cup-3﹥cup-2。

etbr-dna淬灭实验：恒定室温下，荧光池中加入2.5mltris–hcl缓冲溶液和20μletbr，然后滴加4μmct-dna直到荧光强度不再变化即达到滴定饱和(λex＝496nm，λem＝596nm)。每隔5min，用微量进样器滴加0.2ml待测样品(即本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3)直到荧光强度不再下降即达到滴定饱和。本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物在溶液中不能发出荧光，因此不能直接用加入dna的方法来测其荧光光谱的变化。所以需要借助荧光探针(etbr)来间接地探索其与ct-dna的相互作用。etbr分子本身的荧光很弱，但若存在dna时，etbr分子能够迅速插入到dna碱基对中并发出很强的荧光。原因在于etbr分子插入到dna碱基对中后，受到dna疏水环境的保护，避免了etbr分子激发态与水分子之间由于发生能量交换而产生的非辐射猝灭。而对于本身没有荧光的配合物而言，配合物的加入若使etbr-dna体系的荧光明显降低，认为该化合物与etbr发生了dna竞争结合，etbr-dna体系荧光降低的程度就成为化合物与dna结合能力的间接体现。一般来说，当配合物与ct-dna以外部结合的模式导致的荧光猝灭的程度比插入模式的程度要小。

图2为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3与小牛胸腺dna(ct-dna)荧光猝灭光谱图。

其中最上面的虚线为etbr的荧光强度，实线为在etbr-dna体系中加入本发明合成的配合物后所测得的荧光强度。从图2中可以看出，随水溶性铜卟啉化合物cup-1、cup-2和cup-3的加入，etbr-dna体系的荧光光谱均发生不同程度的荧光淬灭现象，说明cup-1、cup-2和cup-3与etbr竞争地和ct-dna结合。达到滴定终点时，etbr分子被水溶性卟啉化合物从etbr-dna体系中取代出来，初步判断cup-1、cup-2和cup-3与ct-dna的相互作用可能与etbr相同。另外，根据stern–volmer方程和荧光淬灭常数曲线得出卟啉化合物cup-1、cup-2和cup-3的淬灭常数，分别为1.303×10⁴m^-1、1.032×10⁴m^-1和0.862×10⁴m^-1。这三种阳离子卟啉化合物的stern–volmer淬灭常数呈现ksv(cup-1)>ksv(cup-2)>ksv(cup-3)的趋势。淬灭常数的这种次序能反映etbr分子被淬灭剂从etbr-dna体系中取代出来的能力，也能反映出这些淬灭剂与ct-dna的结合能力。荧光淬灭实验所反映的水溶性卟啉化合物与ct-dna结合能力的次序与紫外光谱实验结果基本一致。

诱导圆二色光谱：将3mltris-hcl(ph＝7.20)缓冲液加到比色池中，扫描其在220-600nm范围内的cd光谱作为对照，取3ml100μm的ct-dna溶液置于比色皿中，在220～600nm范围内扫描其cd光谱；加入待测样品(即本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3)使其与ct-dna的浓度的呈现一定比值，混匀，并作用5min，记录其在220～600nm波长范围内ct-dna与待测样品作用后cd光谱的变化。

图3为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)的诱导圆二色谱图。

由于不对称卟啉化合物在soret带没有cd信号，当dna与不对称卟啉化合物发生相互作用时，dna会诱导不对称卟啉化合物在soret带产生诱导icd峰。一般来说，负的icd信号代表插入模式。图中实线为化合物本身的icd信号，虚线为加入ct-dna所测得的icd信号。如图3所示，当[compound]/[dna]为0.05时，cup-1和cup-3分别在432nm和430nm处各出现一个较强的正峰，icd峰的强度分别为2.22mdeg和1.98mdeg，而在230-290nm处出现的正负峰则为ct-dna的信号峰。cup-2在428nm处出现一个弱的正峰，icd峰的强度为0.83mdeg。可见cup-1和cup-3的icd峰的摩尔椭圆度比cup-2的大，说明cup-1和cup-3与ct-dna相互作用的强度比cup-2的大。这个结果与紫外可见光谱中观察到的红移和减色效应以及粘度分析结果基本一致，由此认为水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2和cup-3是通过外部沟面结合的模式与ct-dna相互作用。

粘度的测定：采用乌氏粘度计进行测定。在25.00±0.01℃恒定温度条件下，将15mltris-hcl(ph＝7.20)缓冲溶液置于乌氏粘度计中，测定其流经毛细管所用的时间t0；再将稀释好的100μm的ct-dna储备液15ml加入至乌氏粘度计中，测定其流经毛细管所用的时间，接着向此溶液中加入一定体积的待测样品(即本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物cup-1、cup-2、cup-3)，使其与ct-dna的浓度的比值呈现一定的梯度，并测定不同梯度时溶液流经毛细管所用的时间。利用公式η＝(t–t0)/t0得出其相对粘度；其中t0为缓冲溶液流经毛细管所需时间，t为含不同浓度配合物的ct-dna溶液流经毛细管所需时间。所得到的相对粘度以(η/η0)^1/3对r(r＝[配合物]/[dna])作图，可以观察到配合物对ct-dna粘度的影响。其中η0为未加配合物时dna溶液的相对粘度。

图4为本发明合成的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)作用后，ct-dna粘度的变化情况。

粘度能够精准、灵敏地反映dna双螺旋链长度的变化，原因在于相对粘度与线形dna双螺旋链长度成正比关系。当卟啉化合物与dna以插入的方式作用时，由于dna解螺旋而使dna螺旋链的长度明显增加，故表现为dna的相对粘度上升。从图4中可以得出，本发明合成的配合物与ct-dna发生作用后，随cup-1、cup-2和cup-3与ct-dna浓度比的增加，ct-dna的相对粘度没有明显的变化，说明这些水溶性铜卟啉化合物均以外部结合的方式与ct-dna相互作用。这个实验结果与前面的紫外可见光谱结果一致。表1为本发明的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与ct-dna作用所得的理化数据总述。

表1：配合物与ct-dna作用所得的理化值

综上所述，本发明以官能团修饰为主要手段，基于a4型吡啶基阳离子卟啉具有与dna强的插入作用及潜在的抗癌活性，我们首先合成了a3b型含溴的吡啶基阳离子铜卟啉cup-1，进而通过官能团修饰，取代溴原子合成了其衍生物cup-2和cup-3。采用紫外光谱法、etbr-荧光淬灭法、粘度法和圆二色谱法研究了它们与ct-dna的相互作用，期待得到与a4型吡啶基阳离子卟啉相似的dna插入作用。此外，本发明还将吡啶基阳离子引入到卟啉环上，大大增加了其水溶性，溶解性的增大克服了卟啉衍生物的一大缺陷，使其溶解性显著增高。通过对其与ct-dna的作用强度的研究，初步认为本发明中合成的这类新型的水溶性含溴铜卟啉及其溴取代衍生物与小牛胸腺dna(ct-dna)有较好的相互作用，这3种水溶性铜卟啉化合物与ct-dna均以外部沟面结合的方式进行作用，其中cup-1与ct-dna的结合强度大于cup-2和cup-3。从卟啉类化合物与dna相互作用影响因素方面考虑，可能与这3种卟啉化合物自身结构如取代基团的空间构型、亲疏水性等因素有关。cup-2和cup-3的空间构型相对于cup-1的空间构型较大,因此cup-2和cup-3与ct-dna的结合能力相对较弱。其中取代基影响其与卟啉化合物的结合作用强弱，因此以上结论为水溶性卟啉化合物在医学方面的生物活性研究提供一定的研究基础。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。