化合物及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明涉及化合物及其制备方法和应用，具体地，所述化合物为式(I)所示化合物或式(I)所示化合物的立体异构体、互变异构体、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或它的前药，所述化合物具有抗癌活性；进一步地，利用所述化合物作为还原剂和稳定剂可以制备获得金纳米粒子，从而可以一步法制备获得金纳米粒子，并且制备获得的金纳米粒子表现出优异的抗癌活性。
【专利说明】
化合物及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及药物技术领域，具体的，本发明涉及化合物及其制备方法和应用，更具 体的，本发明涉及式(I)所示化合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 金纳米粒子是指直径在1-100纳米范围内的金颗粒，它除了具有金属纳米粒子共 有的性能外，还具有特殊的生物亲和效应。一般而言，金纳米粒子的制备需要两步法:氯金 酸的还原及金纳米粒子的稳定。常用的还原剂有硼氢化钠、抗坏血酸，而常用的稳定剂则是 硫醇。金纳米粒子在生物医学上有广泛的应用，主要用于癌症等疾病的诊断和治疗。
[0003] 然而，目前金纳米粒子的制备方法仍有待改进。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 本发明是发明人基于以下发现所获得的：
[0006] 硒元素作为人体必需的微量元素之一，具有独特的氧化还原性质，能够调控人体 内的氧化还原平衡。含硒化合物会参与一系列重要的生理过程，具有抗氧化、清除自由基等 有益的生物效应。同时，有研究表明，一些含硒小分子能展现出良好的抗癌活性，因此在癌 症治疗领域有着潜在的应用价值。那么，能否将金纳米粒子与含硒化合物结合起来，探索其 在抗癌领域的进一步应用。一方面，基于含硒化合物的还原性以及硒-金相互作用，有可能 实现一步法制备硒元素稳定的金纳米粒子。另一方面，该体系中的金纳米粒子与含硒化合 物可能会产生协同效应，展现出优异的抗癌活性。
[0007] 根据本发明的第一方面，本发明提出一种化合物，其为式（I)所示化合物或式（I) 所示化合物的立体异构体、互变异构体、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或它的前 药，
[0008] 所述化合物具有抗癌活性，细胞凋亡 CI)B 实验表明，所述化合物可以杀死癌细胞，小鼠实验表明，所述化合物对实体瘤具有抑制作 用;进一步地，利用所述化合物作为还原剂和稳定剂可以制备获得金纳米粒子，具体地，所 述化合物还原氯金酸(HAuCl4)生成金纳米粒子并将其稳定，从而可以一步法制备获得金纳 米粒子，制备获得的金纳米粒子稳定、尺寸均一，并且制备获得的金纳米粒子表现出优异的 抗癌活性，细胞凋亡实验表明，该硒元素稳定的金纳米粒子可以有效杀死癌细胞;小鼠实验 表明，该金纳米粒子对实体瘤有明显的抑制作用。
[0009] 根据本发明的第二方面，本发明提出一种制备式(I)所示化合物的方法，包括：
[0010] (1)使式1所示化合物和式2所示化合物接触，以便获得式3所示化合物；
[0011] (2)使式3所示化合物和二硒化二钠接触，以便获得式4所示化合物；
[0012] (3)使式4所示化合物与式5所示化合物接触，以便获得式(I)所示化合物，
[0015] 利用所述方法可以有效制备获得所述式(I)所示化合物。
[0016] 根据本发明的一些实施例，所述步骤(1)包括：
[0017] (Η)将所述式1所示化合物与三乙胺混合，以便获得第一混合液；
[0018] (1-2)将所述式2所示化合物与二氯甲烷混合，以便获得第二混合液；
[0019] (1-3)将所述第二混合液滴加入所述第一混合液中，于30摄氏度，搅拌反应3小时， 以便获得式3所示化合物。由此，可以进一步有效制备获得式(I)所示化合物。
[0020] 根据本发明的一些实施例，所述步骤(2)包括：
[0021] (2)于50摄氏度下，在乙腈中，使所述式3所示化合物和二硒化二钠接触，以便获得 式4所示化合物。由此，可以进一步有效制备获得式(I)所示化合物。
[0022] 根据本发明的一些实施例，所述步骤(3)包括：
[0023] (3)于室温下，在四氢呋喃中，加入硼氢化钠和氢氧化钠，使所述式4所示化合物与 所述式5所示化合物接触，以便获得式（I)所示化合物。由此，可以进一步有效制备获得式 (I)所示化合物。
[0024]其中，需要说明的是，在本发明中，"式X所示化合物"与"化合物X"可以互换使用，X 是1_5的整数。
[0025] 根据本发明的第三方面，本发明提出一种制备金纳米粒子的方法，使前面所述化 合物或者前面所述制备式（I)所示化合物的方法制备获得的化合物与氯金酸接触，以便获 得所述金纳米粒子。利用式（I)所示化合物制备金纳米粒子时，先将式（I)所示化合物溶于 水中，形成稳定的球状聚集体后，加入氯金酸，使得氯金酸在聚集体内部被硒还原生成尺寸 均一、直径在2nm左右的金纳米粒子，进而被含硒小分子稳定。生成的金纳米粒子会均勾分 布在聚集体内部。式（I)所示化合物在还原氯金酸的过程中，其中的硒元素会被氧化。核磁 共振氢谱表明，与硒相连的亚甲基上的氢的化学位移会移向低场;核磁共振硒谱则表明，硒 的化学位移也会移向低场。同时，X射线光电子能谱的实验结果表明，硒元素的电子结合能 增大，金的电子结合能则减小，说明硒元素被氧化，而金元素被还原。
[0026] 本发明所提供的所述方法具有以下优势：（1)采用式（I)所述化合物作为还原剂， 还原氯金酸生成尺寸均一、直径为2nm左右的金纳米粒子，并且由于硒-金相互作用，该生成 的金纳米粒子会被式(I)所示化合物稳定，得到含硒化合物稳定的金纳米粒子，可以实现一 步法制备获得金纳米粒子，方法简便，易于拓展，以便引入不同的含硒小分子并实现大规模 制备；（2)利用所述方法制备获得的金纳米粒子表现出优异的抗癌活性，且毒副作用小，有 望成为潜在的抗癌药物，具体地，细胞凋亡实验表明，硒元素稳定的金纳米粒子可以有效杀 死4T1小鼠乳腺癌细胞和HepG2人肝癌细胞，效果远好于单独使用式（I)所示化合物或者采 用现有方法制备获得的金纳米粒子。小鼠实验表明，硒元素稳定的金纳米粒子对实体瘤有 明显的抑制作用，效果也远好于单独使用式（I)所示化合物或者采用现有方法制备获得的 金纳米粒子;同时，所述方法制备获得的金纳米粒子对小鼠的毒副作用很小。
[0027] 根据本发明的一些实施例，所述式（I)所示化合物与所述氯金酸的摩尔比为（1-10) :1。由此，可以进一步有效制备获得所述金纳米颗粒，且控制所述式(I)所示化合物与所 述氯金酸的摩尔比在此范围内，制备获得的金纳米粒子能够保持良好的形貌和均一度。
[0028] 根据本发明的第四方面，本发明提出一种金纳米粒子，利用前面所述制备金纳米 粒子的方法制备获得。所述金纳米颗粒尺寸均一、且被硒元素稳定、表现出优异的抗癌活 性，且毒副作用小，有望成为潜在的抗癌药物。根据本发明的第五方面，本发明提出一种药 物，包含式(I)所示化合物、利用前面所述方法制备获得的式(I)所示化合物、前面所述方法 制备获得的金纳米粒子或所述金纳米粒子。利用所述药物可以有效治疗癌症。
[0029] 根据本发明的一些实施例，所述药物进一步包含药学上可接受的载体，赋形剂，稀 释剂，辅剂或媒介体中的至少一种。
[0030] 根据本发明的第六方面，本发明提出式(I)所示化合物、利用前面所述方法制备获 得的式（I)所示化合物、前面所述方法制备获得的金纳米粒子或金纳米粒子在制备药物中 的用途，其中，所述药物用于治疗癌症，任选地，所述癌症为乳腺癌和/或肝癌。
【附图说明】
[0031] 图1是根据本发明实施例2中所制备的硒元素稳定的金纳米粒子的透射电镜图。
[0032] 图2是根据本发明实施例3中所制备的硒元素稳定的金纳米粒子的透射电镜图。
[0033] 图3是根据本发明实施例4中所制备的硒元素稳定的金纳米粒子的透射电镜图。 [0034]图4是根据本发明实施例5中含硒小分子EGSe-tMe被氧化前后的核磁共振氢谱。
[0035]图5是根据本发明实施例5中含硒小分子EGSe-tMe被氧化前后的核磁共振硒谱。 [0036]图6是根据本发明实施例5中硒元素稳定的金纳米粒子制备前后的硒元素和金元 素的X射线光电子能图谱。
[0037]图7是根据本发明实施例6中4T1细胞和HepG2细胞用药后细胞凋亡实验结果图。 [0038]图8(A)是根据本发明实施例6中小鼠用药前后相对肿瘤体积结果图。
[0039] 图8(B)是根据本发明实施例6中小鼠用药前后小鼠体重结果图。
[0040] 图8(C)是根据本发明实施例6中小鼠用药前后肿瘤大小比对图。
【具体实施方式】
[0041] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另 外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者 可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容 易获得的。
[0042] 实施例
[0043]实施例1:含硒小分子的合成
[0044] 含硒小分子EGSe-tMe的合成主要包括以下步骤：
[0045] 1)取2 · 62g三甘醇单甲醚（16mmol)与2 · 02g三乙胺（20mmol)混合，冰水浴下搅拌。 将3.82g对甲苯磺酰氯(20mmol)溶于10mL二氯甲烷，用恒压滴液漏斗缓慢滴加至上述混合 液。随后在30摄氏度下搅拌3小时，分液、真空下蒸干溶剂，粗产物通过柱层析纯化(二氯甲 烧:乙酸乙酯=4:1)得到化合物3。
[0046]
[0047] 2)取0.227g硼氢化钠(6mmol)和0.474g硒粉(6mmol)，置于100mL圆底烧瓶中，加入 水，敞口反应5min后，50摄氏度下密闭反应20min，得到二硒化二钠。1.910g化合物3(6_〇1) 溶于50mL乙腈，加入上述体系，50摄氏度下密闭反应5小时，真空下除去乙腈，二氯甲烷萃 取、除去溶剂得到化合物4。
[0048]
[0049] 3)向化合物4中加入溶于30mL四氢呋喃的0.758g 2,4,6_三溴甲基三甲基苯 (1.9mmol)。再取0.454g硼氢化钠（12mmol)和0.024g氢氧化钠(0.6mmol)，溶于10mL水中，加 入上述混合体系。室温反应5小时，真空下除去四氢呋喃，二氯甲烷萃取、除去溶剂，粗产物 通过柱层析纯化(二氯甲烷：甲醇=20:1)得到产物EGSe-tMe。
[0050]
[0051 ]实施例2:硒元素稳定的金纳米粒子的合成与形貌表征
[0052] 将含硒小分子EGSe-tMe溶于纯水中，控制其浓度为0.5mM。向其中加入氯金酸，控 制其浓度为〇. 25mM。静置一段时间，得到硒元素稳定的金纳米粒子(AuNP/Se)。将制备得到 的金纳米粒子吸附在碳支持膜铜网上，利用透射电子显微镜进行表征，结果如图1所示。
[0053]实施例3:硒元素稳定的金纳米粒子的合成与形貌表征
[0054] 将含硒小分子EGSe-tMe溶于纯水中，控制其浓度为0.25mM。向其中加入氯金酸，控 制其浓度为〇. 25mM。静置一段时间，得到硒元素稳定的金纳米粒子(AuNP/Se)。将制备得到 的金纳米粒子吸附在碳支持膜铜网上，利用透射电子显微镜进行表征，结果如图2所示。 [0055]实施例4:硒元素稳定的金纳米粒子的合成与形貌表征
[0056] 将含硒小分子EGSe-tMe溶于纯水中，控制其浓度为2.5mM。向其中加入氯金酸，控 制其浓度为〇. 25mM。静置一段时间，得到硒元素稳定的金纳米粒子(AuNP/Se)。将制备得到 的金纳米粒子吸附在碳支持膜铜网上，利用透射电子显微镜进行表征，结果如图3所示。 [0057]实施例5:硒元素稳定的金纳米粒子的价态表征
[0058] 将含硒小分子EGSe-tMe及硒元素稳定的金纳米粒子(AuNP/Se)分别溶于氘代二甲 基亚砜，利用核磁共振氢谱表征氢的化学位移，如图4所示，可以观察到与硒相连的亚甲基 上的氢的化学位移向低场移动。利用核磁共振硒谱表征硒的化学位移，如图5所示，可以观 察到硒的化学位移向低场移动。将含硒小分子EGSe-tMe、氯金酸(HAuC1 4)及硒元素稳定的 金纳米粒子(AuNP/Se)分别置于硅片上，利用X射线光电子能谱表征硒元素和金元素的电子 结合能，结果如图6所示，可以观察到硒元素的电子结合能增大，金元素的电子结合能则减 小。
[0059] 实施例6:细胞凋亡实验和小鼠实验
[0060] AuNP/Citrate制备方法:将氯金酸和柠檬酸钠溶解在20mL水中，使其终浓度均为 2.5mM，边搅拌边加入0.6mL新配制的浓度为0.1M的硼氢化钠，制得AuNP/Ci trate。
[0061 ]细胞凋亡实验所用的细胞是4T1小鼠乳腺癌细胞和HepG2人肝癌细胞。
[0062] 4T1小鼠乳腺癌细胞的培养基的配制：在适于4T1小鼠乳腺癌细胞的培养基中，分 别加入含硒小分子EGSe-tMe、标准方法制备的金纳米粒子(AuNP/Ci trate)及硒元素稳定的 金纳米粒子(AuNP/Se )，从而获得含硒小分子EGSe-tMe终浓度为250μΜ，100μΜ，50μΜ，25μΜ， 10μΜ，5μΜ，ΙμΜ的培养基、标准方法制备的金纳米粒子(AuNP/Citrate)终浓度为250μΜ，100μ 1，5(^1，25以1，1(^1，5以1，1以1的培养基，硒元素稳定的金纳米粒子以11即/36)的终浓度为250 μΜ，1 ΟΟμΜ，50μΜ，25μΜ，1 ΟμΜ，5μΜ，ΙμΜ的培养基。
[0063] HepG2人肝癌细胞的培养基的配制：在适于HepG2人肝癌细胞的培养基，分别加入 含硒小分子EGSe-tMe、标准方法制备的金纳米粒子(AuNP/Citrate)及硒元素稳定的金纳米 粒子(AuNP/Se)，从而获得含硒小分子EGSe-tMe终浓度为250μΜ，100μΜ，50μΜ，25μΜ，10μΜ，5μ Μ，ΙμΜ的培养基、标准方法制备的金纳米粒子(AuNP/Citrate)终浓度为250μΜ，100μΜ，50μΜ， 25μΜ，10μΜ，5μΜ，1μΜ的培养基，硒元素稳定的金纳米粒子(AuNP/Se)的终浓度为250μΜ，100μ Μ，50μΜ，25μΜ，1 ΟμΜ，5μΜ，ΙμΜ的培养基。
[0064]分别采用上述配制获得的4Τ1小鼠乳腺癌细胞的培养基培养4Τ1小鼠乳腺癌细胞， 分别采用上述配制获得的HepG2人肝癌细胞的培养基培养HepG2人肝癌细胞，并且记录24小 时后的细胞存活率，结果如图7所示，可以观察到硒元素稳定的金纳米粒子可以有效杀死癌 细胞。
[0065]小鼠实验所用的是，BALB/c小鼠，种植4T1小鼠乳腺癌细胞，采用PBS缓冲溶液分别 配制5mM含硒小分子EGSe-tMe溶液、5mM金纳米粒子溶液(AuNP/Citrate)、5mM硒元素稳定的 金纳米粒子溶液(AuNP/Se)以及空白溶液，分别将上述溶液注射入肿瘤小鼠体内，肿瘤小鼠 的用药剂量均为1.5mg/kg，每隔两天测量肿瘤相对体积及小鼠体重，结果如图8所示，可以 观察到硒元素稳定的金纳米粒子对实体瘤有明显的抑制作用。
[0066]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。
[0067]在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0068] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种化合物，其特征在于，其为式（I)所示化合物或式（I)所示化合物的立体异构体、 互变异构体、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或它的前药，2. -种制备式(I)所示化合物的方法，其特征在于，包括： (1) 使式1所示化合物和式2所示化合物接触，W便获得式3所示化合物； (2) 使式3所示化合物和二砸化二钢接触，W便获得式4所示化合物；O3. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(1)包括： (1-1)将所述式1所示化合物与=乙胺混合，W便获得第一混合液； (1-2)将所述式2所示化合物与二氯甲烧混合，W便获得第二混合液； (1-3)将所述第二混合液滴加入所述第一混合液中，于30摄氏度，揽拌反应3小时，W便 获得式3所示化合物。4. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(2)包括： (2) 于50摄氏度下，在乙腊中，使所述式3所示化合物和二砸化二钢接触，W便获得式4 所示化合物。5. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(3)包括： (3) 于室溫下，在四氨巧喃中，加入棚氨化钢和氨氧化钢，使所述式4所示化合物与所述 式5所示化合物接触，W便获得式(I)所示化合物。6. -种制备金纳米粒子的方法，其特征在于，使权利要求1所述化合物或者权利要求2- 5任一项所述方法制备获得的化合物与氯金酸接触，W便获得所述金纳米粒子， 任选地，所述式(I)所示化合物与所述氯金酸的摩尔比为（1-10): 1。7. -种金纳米粒子，其特征在于，利用权利要求6所述方法制备获得。8. -种药物，其特征在于，包含权利要求1所述化合物、权利要求2-5任一项所述方法制 备获得的化合物、权利要求6所述方法制备获得的金纳米粒子或权利要求7所述金纳米粒 子。9. 根据权利要求8所述药物，其特征在于，所述药物进一步包含药学上可接受的载体， 赋形剂，稀释剂，辅剂或媒介体中的至少一种。10. 权利要求1所述化合物、权利要求2-5任一项所述方法制备获得的化合物、权利要求 6所述方法制备获得的金纳米粒子或者权利要求7所述金纳米粒子在制备药物中的用途，其 中，所述药物用于治疗癌症，任选地，所述癌症为乳腺癌和/或肝癌。
【文档编号】A61K33/24GK105906540SQ201610299299
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】许华平, 李天予, 徐俊
【申请人】清华大学