一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物的制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开的水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物、制备方法及用途。水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物的特征是侧链或中心连有氨基多羧酸，侧链连接的为下述结构(I)所示，中心连接的为下述结构(II)所示：本发明的水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物制备方法简单易于操作，酞菁类化合物经此方法修饰后，化学性质稳定，在碳酸氢钠水溶液中可完全溶解，酞菁自身聚集度降低，且在近红外区域600-900nm有吸收，可应用于近红外荧光成像和光动力治疗肿瘤领域。
【专利说明】一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物的制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明属于有机合成和药物领域，具体涉及一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物、制备方法及用途。特别是涉及通过酞菁活性中间体与氨基多羧酸酐反应，得到可溶解于碳酸氢钠水溶液的氨基多羧酸修饰酞菁化合物，以及此氨基多羧酸修饰酞菁化合物在光动力治疗肿瘤方面和近红外荧光成像方面的应用。
【背景技术】
[0002]恶性肿瘤是当今世界最难治愈的疾病之一，全世界每年约有760万人因此丧生。目前肿瘤的临床治疗方法有化疗、放疗、手术和生物防治等，但尚无一种治疗手段能做到既根除肿瘤又兼顾患者的生存质量，因此认识疾病的源由和探索新的治疗方法显得尤为迫切。[0003]光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)是近年发展起来的一种新的肿瘤治疗方法。它利用肿瘤组织对特定化学物质的选择性摄入，在氧气存在的条件下通过一定波长的光激发产生光动力效应而达到破坏肿瘤组织的目的。由于光敏剂在不同组织中的半衰期有差异，造成肿瘤组织中光敏剂的浓度明显高于正常组织，因此可以利用这一差异进行靶向性治疗。1993年，加拿大卫生部正式批准PhotofrinII用于膀胱癌的治疗。此后，日本、美国、英国、德国、荷兰、挪威等十几个国家也相继批准PDT用于胃癌、肺癌、食管癌、宫颈癌等恶性肿瘤的治疗，光动力疗法在临床应用中的地位得到确立。
[0004]近红外突光成像(Near-1nfrared fluorescent, NIRF)作为光学成像领域中的一种非侵入式诊断方法，具有能量辐射低、敏感性高和组织穿透性强等优点。它的基本原理是以特定波长的激发光源照射光敏剂，使光敏剂产生不同光谱特性的光子信号，然后通过信号采集和数据处理得到相应的图像。在近红外光谱区，生物样品基体的光吸收或荧光强度很小，如血红蛋白和水在该区域的吸收都极小，因而背景干扰大大降低；且由于散射光强度与波长的四次方成反比，随着波长的增加，拉曼散射迅速减小，使散射干扰也大为减小；同时近红外荧光可以穿透生物组织的距离最大。因此，采用近红外荧光成像不仅灵敏度高，而且可以对深层的组织和器官进行探测和成像。
[0005]光动力治疗和近红外荧光成像研究的核心是光敏剂。由于目前临床上使用的光敏剂存在有效成分不确定、体内滞留时间长、易聚集、长波方向吸收差等缺陷，因此人们纷纷开始探求新型的光敏药物。其中，酞菁被认为是最有希望的新一代光敏剂。1985年以色列化学家Ben-Hur等首先报道了氧化铝酞菁对癌细胞的光灭活作用，引起了药物学家的广泛兴趣。酞菁是一类由四个异吲哚单元组成的具有18个共轭电子体系的大环化合物，作为一种完全由人工合成的光敏剂，其结构和组成明确，质量可控，并可对其进行结构修饰，获得具有优良物理化学性质的光敏药物。与卟啉等其它类型的光敏剂相比，酞菁具有以下优点:如化合物成分单一，良好的光热稳定性和生物活性，较高的摩尔消光系数、单线态氧和荧光量子产率等，因而酞菁类化合物适合于生物组织成像与光动力治疗。但由于无取代的酞菁几乎不溶于水和有机溶剂，极大地限制了它的应用。改善酞菁水溶性的方法，一般是在苯环上引入磺酸、氨基酸、羧酸、糖或PEG等亲水性基团。上述方法修饰的化合物有些TOT效应不高，有些合成工艺复杂，分离冗长繁琐，不利于工业化生产。由于氨基多羧酸体系如Gd-DTPA修饰卟啉作为磁成像探针分子，已经用于临床，具有良好的生物相容性和明晰的代谢途径，且合成方法相对容易，可以直接通过酯键或酰胺键进行连接。因而我们借助该体系在酞菁周边引入氨基多羧酸类极性基团，合成了一系列新的光敏剂。该些光敏剂具有较好的水溶性和组织相容性，不仅易于配药，更重要的是增加了光敏剂在肿瘤等靶组织的分布和选择性摄入，使得光动力效果得以加强，而副作用降低，且对皮肤的光毒性远远小于卟啉。氨基多羧酸修饰酞菁化合物的最大吸收波长在650nm，荧光发射波长在690nm，正好在人体组织最佳透射波段范围^60-900nm)内，在水溶液中的荧光量子效率为0.27-0.5，远高于ICG (美国FDA批准上市的光学成像探针，荧光量子效率小于0.1)。因此，氨基多羧酸修饰酞菁化合物不仅可以作为高效、低毒的新型水溶性光敏剂用于肿瘤治疗，还适合作为近红外荧光成像探针用于肿瘤的早期诊断，在光动力治疗和近红外荧光成像方面均有重要应用价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有光敏剂水溶性差、疗效弱、副作用大、合成工艺复杂和光学成像探针水溶性差、在近红外区域荧光量子产率低、光学稳定差等技术的不足，提供一种具有水溶性的氨基多羧酸修饰酞菁化合物。
[0007]本发明的第二个目的是提供一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物的制备方法。
[0008]本发明的第三个目的是提供一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物作为光动力抗肿瘤药物的用途。
[0009]本发明的第四个目的是提供一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物作为近红外荧光分子探针的用途。
[0010]本发明的技术方案概述如下:
[0011]一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物具有下述结构:
[0012]
【权利要求】
1.一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物，其特征是侧链或中心连有氨基多羧酸，侧链连接的为下述结构(I)所示，中心连接的为下述结构(II)所示:
2.一种水溶性氨基多羧酸修饰酞菁化合物的制备方法，其特征是通过酞菁活性中间体与氨基多羧酸酐反应，得到可溶解于碳酸氢钠水溶液的氨基多羧酸修饰酞菁化合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是包括如下步骤:将0.3-0.7g酞菁活性中间体和0.1-0.6g多氨基羧酸酐溶于40-200mL的N，N- 二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中，在碱性催化剂催化下，室温搅拌反应3-48h，反应完毕加入160-300mL无水乙醚或丙酮或乙酸乙酯或二氯甲烷或水，静置待沉淀析出完全后，纯化分离得到可溶解于碳酸氢钠水溶液的氨基多羧酸修饰酞菁化合物。 所述酞菁活性中间体的特征是:
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征是所述氨基多羧酸酐为胺三乙酸双环酐、或乙二胺四乙酸双环酐，或二乙烯三胺五乙酸双环酐，或三乙烯四胺六乙酸双环酐。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征是碱性催化剂为三乙胺，或4-二甲氨基吡啶，或碳酸钠，或碳酸氢钠。
6.权利要求1所述的氨基多羧酸修饰酞菁化合物在制备光敏抗肿瘤药物中的应用。
7.权利要求1所述的氨 基多羧酸修饰酞菁化合物在在近红外荧光成像领域的应用。
【文档编号】A61K49/00GK103539799SQ201310389970
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】刘天军, 郭江红, 洪阁 申请人:中国医学科学院生物医学工程研究所