水溶性铁羰基类化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及铁羰基类化合物领域。更具体地说，本发明涉及一种水溶性铁羰基类化合物及其制备方法和应用。

背景技术：

一氧化碳(co)是一种众所周知的毒性气体，常被人们称为“无声杀手”。co可以通过呼吸经过肺部进入人体内，与血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白。由于其对血红蛋白的结合力远高于氧气对血红蛋白的结合力(约230倍，抑制了氧运输到红细胞中，组织产生的氧气不足，最终会导致机体死亡。由此可见，直接吸入co气体是很危险的：同时少量的一氧化碳对人体来说是非常重要的。研究表明co是机体内一种重要的信使分子，在病理生理条件下参与了大量的防御机制。在生物体内具有舒张血管和支气管平滑肌、抑制血小板聚集、抑制炎症反应、抗氧化、抗凋亡、抗增殖等多种生理学作用；在神经、呼吸、循环等生理过程中和抑制急性肺损伤、脏器缺血再灌注损伤、器官移植排斥反应等病理过程中也发挥着重要调节作用。

用含co的金属配合物作为co载体把co送入到相关机体部位，现场释放一氧化碳分子，即所谓的一氧化碳释放剂(carbonmonoxide-releasingmolecules，corm)。大多数corm都是过渡金属羰基化合物。过渡金属羰基化合物是一大类金属有机化合物，在适当的条件下能导致羰基(co)的离去，如光照、取代反应、氧化还原诱导等。以corm经局部用药提供co既无需通过机体代谢过程，也无需经呼吸系统；用量大小、用药时机和释放速度容易控制，同时相对于直接吸入co也更安全。但是目前市面上的co释放剂水溶性、稳定性都不佳，因此亟需开发一种水溶性和稳定性都较好的co释放剂。

技术实现要素：

本发明提供一种水溶性铁羰基类化合物，可以可释放一氧化碳。该化合物具有良好的水溶性和适度的稳定性，反应所涉及的金属离子和有机配体也都具有良好的生物兼容性，释放co后的残余物质对机体无害或毒性较小。

为了实现以上目的，本发明提供一种水溶性铁羰基类化合物，结构式如下所示：

一种所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，包括以下步骤：

以cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)、巯基乙胺或硫普罗宁为原料，进行取代反应，得到目标产物。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，将cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)和巯基乙胺分别溶于有机溶剂和去离子水中，将巯基乙胺水溶液逐滴加入到溶有cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)的有机溶液中，室温条件下反应，用红外光谱检测至cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)消失停止反应，分离纯化制得所述化合物fe1。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，将cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)和硫普罗宁分别溶于有机溶剂和去离子水中，将硫普罗宁水溶液逐滴加入到cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)的有机溶液中并向其中加入三乙胺(net3)，室温条件下反应，用红外光谱检测至cpfe(co)2i(cp＝η⁵-c5h5)消失停止反应，分离纯化制得所述化合物fe2。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，cpfe(co)2i和巯基乙胺的摩尔比为1:2～1:3。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，cpfe(co)2i和巯基乙胺和三乙胺的摩尔比为1:2:2～1:3:3。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物的制备方法，反应时间为3～5小时；有机溶剂为甲醇。

一种所述的水溶性铁羰基类化合物在光诱导释放co中的应用。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物在光诱导释放co中的应用，具体操作步骤：

将所述化合物fe1或fe2溶于3ml生理盐水中，用波长为470-475nm的蓝光进行诱导释放。

优选的是，所述的水溶性铁羰基类化合物在光诱导释放co中的应用，生理盐水配制过程中，用氘水代替蒸馏水配制；且所述化合物fe1或fe2溶于生理盐水中的浓度为0.013mol/l。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)该化合物具有较好的水溶性和适度的稳定性；

(2)该化合物所涉及的金属离子和有机配体具有良好的生物兼容性；

(3)该化合物释放一氧化碳的时机易控。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为化合物fe1的反应流程图；

图2为化合物fe2的反应流程图；

图3为化合物fe1和fe2的红外光谱图；

图4为化合物fe1的核磁共振氢谱图；

图5为化合物fe2的核磁共振氢谱图；

图6化合物fe1在生理盐水中蓝光照射下降解图；

图7化合物fe1降解过程中lna与时间t的关系图；

图8化合物fe2在生理盐水中蓝光照射下降解图；

图9化合物fe2降解过程中lna与时间t的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一、化合物的制备

如图1所述，在30ml甲醇(ch3oh)中加入303mgcpfe(co)2i，在2ml去离子水中加入154.30mg巯基乙胺，将水溶液逐滴加入到甲醇溶液中，室温反应5h，得到红色溶液，旋转蒸发除去其中的溶剂(甲醇和去离子水)，然后用硅胶柱进行分离，洗脱剂为乙酸乙酯:甲醇＝1:1。最终制得纯净的红色油状物质，暂命名为化合物fe1

如图2所述，在30ml甲醇(ch3oh)中加入303mgcpfe(co)2i,在2ml去离子水中加入326.38mg硫普罗宁和250μl三乙胺(net3)，将水溶液逐滴加入到甲醇溶液中，室温反应4h，得到红色溶液，旋转蒸发除去其中的溶剂(甲醇和去离子水)，然后用硅胶柱进行分离，洗脱剂为乙酸乙酯:甲醇＝1:1。最终制得纯净的红色油状物质，暂命名为化合物fe2

这两个化合物fe1和fe2的液体红外如图3所示，其中羰基(c≡o)的伸缩振动为该类化合物的特征吸收峰，故在2033cm^-1和1985cm^-1的峰为化合物fe1中两个羰基(c≡o)的伸缩振动峰，在2038cm^-1和1991cm^-1的峰为化合物fe2中两个羰基(c≡o)的伸缩振动峰。同时由于基团sr的供电子能力的不同，导致羰基(c≡o)的伸缩振动峰的移动。

化合物fe1的核磁h谱如图4所示，化学位移δ＝5.17ppm的单峰归属于茂环(cp)的氢(5h)，2.99ppm的三重峰归属于nch2的氢，2.32ppm的三重峰归属于sch2的氢。

化合物fe2的核磁h谱如图5所示，化学位移δ＝5.16ppm的单峰归属于茂环(cp)的氢(5h)，3.79ppm的单重峰归属于nch2的氢，3.29-3.30ppm的多重峰归属于sch的氢，2.82-2.84ppm的两重峰归属于nh的氢，1.29-1.41ppm的两重峰归属于ch3的氢。

二、应用

化合物fe1和fe2，在黑暗和自然光条件下，具有良好的稳定性，故选用蓝光对其进行光诱导co释放。

将制备的化合物fe1(10.1mg,0.04mmol)加入3ml生理盐水中，溶解后加入反应管中，37℃下用蓝光照射该生理盐水溶液，每隔一段时间测一次红外(varianscimitar600)。

如图6为化合物fe1的降解过程，从图中可以发现该化合物的两个羰基峰在2040cm^-1和1991cm^-1处，随着照射时间的延长，羰基峰一直处于衰减过程，而且羰基峰的位置没有发生迁移。可以推测该化合物co释放过程比较简单，不会出现其他铁羰基化合物中间体。比较容易研究其释放机理，从而指导其在药物学上的应用。

通过对2040cm^-1处羰基峰的红外图谱数据分析，我们得出该化合物的释放机理属于一级动力学过程，如图7所示得出其反应速率常数和半衰期分别为k＝0.0415min^-1,半衰期t1/2＝16.7min。

将制备的化合物fe2(13.5mg,0.04mmol)加入3ml生理盐水中，溶解后加入反应管中，37℃下用蓝光照射该生理盐水溶液，每隔一段时间测一次红外(varianscimitar600)。

如图8为化合物fe2的降解过程，从图中可以发现该化合物的两个羰基峰在2038cm^-1和1990cm^-1处，同化合物fe1类似，随着照射时间的延长，羰基峰一直处于衰减过程，而且羰基峰的位置没有发生迁移。对2038cm^-1处羰基峰的红外图谱数据分析，我们得出该化合物的释放机理也属于一级动力学过程，如图9所示，得出其反应速率常数和半衰期分别为k＝0.0462min^-1，半衰期t1/2＝15.0min。

对化合物fe1和fe2的蓝光诱导释放数据可以得出，lna与时间t具有较好的线性关系，该类化合物的释放归属于一级反应动力学，而且这两种化合物在蓝光下的羰基释放动力学速率接近相同。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。