一种具有聚集诱导发光特性的铼配合物及其制备方法与应用

1.本发明涉及药物化学技术领域，具体涉及一种具有聚集诱导发光特性的铼配合物及其制备方法与应用。


背景技术：

2.抗菌药物研究在医学、商业和智能方面都受到了广泛的关注，然而，抗生素的大量使用和滥用已导致严重的耐药性。为此，迫切需要开发高效、新型的抗菌药物。另外，气体疗法因其较高的生物安全性和治疗效率而备受关注(naturereviews drug discovery 2016,15(3):185-203)。一氧化碳(co)是一种重要的气体信号分子，具有抗炎、抗凋亡等生理功能。(angew.chem.2020,132(49):22048
ꢀ–
22053)迄今为止，大多数co分子释放剂(corm)是过渡金属羰基配合物，如 mn-corms，ru-corms和re-corms被证明在光激活的条件下可以快速释放co 气体，而且大部分是紫外光激活，在活体治疗的应用中，光的激发深度有限，而且还有光毒性。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种具有聚集诱导发光特性的铼配合物及其制备方法与应用。
4.本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
5.一种具有聚集诱导发光特性的铼配合物，其结构如式(i)所示：
[0006][0007]
所述具有聚集诱导发光特性的铼配合物的制备方法，包括以下步骤：
[0008]
s1.recl(co)5与2-(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)-1h-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉(phen-pip-tpe)在甲醇和甲苯混合溶剂中于n2气氛下加热回流1～4h，冷却过滤得到沉淀物；
[0009]
s2.将步骤s1得到的沉淀物溶解在二氯甲烷中，加入过量的三氟甲磺酸银，于n2气氛下加热回流5～8h，过滤保留滤液；
[0010]
s3.在步骤s2得到的滤液中加入大量乙醚得到沉淀物，将沉淀物溶于甲醇中，再加入过量的吡啶，回流10～14h；
[0011]
s4.将步骤s3的体系过滤之后，向滤液中加入过量饱和的六氟磷酸铵溶液，过滤、
纯化即得。
[0012]
具体的合成路线如下式所示：
[0013][0014]
所述具有聚集诱导发光特性的铼配合物在制备抗菌药物中的应用。
[0015]
优选地，所述抗菌药物为抗革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的药物。
[0016]
优选地，所述抗菌药物为抗革兰氏阴性大肠杆菌细菌的药物。
[0017]
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
[0018]
本发明公开的铼配合物具有aie特性，在超声的条件下释放co气体同时产生单线态1o2。我们用革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌细菌评估了铼配合物的抗菌活性。在不超声条件下，对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌均不表现出明显抑菌效果，而在超声条件下仅对革兰氏阴性大肠杆菌表现出良好的选择性抗菌活性。相较于不超声组，在超声情况下铼配合物对大肠杆菌的mic
90
降低的倍数大于5.6倍。我们首次发明了一种声动力疗法(sdt) 驱动的co控制释放的金属铼配合物，用于协同抗菌作用。这将在治疗大肠细菌感染方面具有重要的应用前景。
附图说明
[0019]
图1本发明铼配合物的制备流程图；
[0020]
图2本发明铼配合物在甲醇中的质谱图；
[0021]
图3本发明铼配合物在氘代二甲基亚砜中的核磁氢谱图；
[0022]
图4本发明铼配合物铼配合物在不同含水比例的二甲基亚砜/水混合体系中的荧光光谱图；
[0023]
图5用牛血红蛋白(hb)法检测铼配合物在超声条件(1mhz,1w cm-2
,50％cycle) 下co释放过程的紫外吸收光谱图；
[0024]
图6用1o2探针9,10-二苯基蒽(dpa)检测铼配合物在超声条件(1mhz,1w cm-2
, 50％cycle)下对dpa紫外吸光度的变化影响图。
具体实施方式
[0025]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，
而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0026]
除特殊说明，本实施例中所用的设备均为常规实验设备，所用的材料、试剂若无特殊说明均为市售得到，无特殊说明的实验方法也为常规实验方法。
[0027]
实施例1
[0028]
(1)铼配合物的合成方法：
[0029]
如图1所示，将phen-pip-tpe配体(1equiv.)添加到re(co)5cl(1equiv.) 于甲醇与甲苯体积比为2:1的悬浮液中。将反应混合物在n2气氛下加热回流3h，然后冷却至室温。滤出形成的沉淀并用冰冷的甲醇和乙醚洗涤数次，在高真空下干燥得到黄色固体。然后，将该固体溶于二氯甲烷，加入三氟甲磺酸银(1.2equiv.) 在n2气氛下回流6h，过滤后滤液中加入大量的乙醚得到黄色沉淀，将黄色沉淀滤后在真空下干燥得到黄色固体。接着，将吡啶(10equiv.)加入到该黄色固体的甲醇溶液中并保持回流约12h。最后，冷却至室温后过滤除去未反应的物质，往滤液中加入过量饱和的六氟磷酸铵水溶液，析出橙黄色沉淀，过滤并用水和乙醚洗涤数次，在真空下干燥后得到橙黄色固体，产率82％。通过质谱(图2)和核磁 (图3)表征，成功制备出该铼配合物。分子式为：c
47h31
f6n5o3pre；质谱： [c
47h31
n5o3re]
+
:900.1845；核磁氢谱：1h nmr(500mhz,dmso-d6)δ9.53(s,2h), 9.41(d,j＝7.6hz,2h),8.42(d,j＝5.3hz,2h),8.05(d,j＝8.1hz,4h),7.84(t,j＝ 7.6hz,1h),7.35
–
7.28(m,2h),7.15
–
6.86(m,17h).
[0030]
实验例1铼配合物aie性质：
[0031]
铼配合物在不同水含量的dmso中的聚集诱导发光性质如图4所示。随着水含量的增加，观察到以632nm为中心的最大发射带逐渐蓝移且下降，铼配合物在含水量为0％的dmso中有微弱发光特性的本质归因于铼配合物金属到配体电荷转移(mlct)的电子跃迁。而随着水含量增加，632nm为中心的最大发射强度减弱，说明mlct电子跃迁能力变弱，当含水量达到80％时出现强的以600nm为中心的最大发射(图4)，这是由于随着水分的增加，tpe部分旋转受到限制，铼配合物倾向于在水中形成分子聚集体，从而发出更强荧光。结果表明铼配合物表现出aie特征。
[0032]
实验例2超声释放co：
[0033]
通过牛血红蛋白(hb)方法分析了超声条件(1mhz,1w cm-2
,50％cycle)下的co释放量。如图5，还原血红蛋白(hb)的最大吸光度在430nm处，捕获释放的co后，形成hb-co，在紫外吸收光谱中显示410nm处的新吸光度最大值。同时，562nm处的吸收减少，而540nm和579nm的另外两个吸收带增加。基于 410nm和430nm处的吸收数据计算释放的co量，结果发现铼配合物大约释放了等摩尔的co。
[0034]
实验例3超声产生1o2：
[0035]
选择9,10-二苯基蒽(dpa)为1o2指示剂，当dpa捕获1o2后，dpa紫外吸收会下降。如图6所示，对铼配合物溶液超声10min后，dpa在382nm处的紫外吸收迅速下降，证实了铼配合物在超声条件下产生了大量1o2。
[0036]
实施例4铼配合物的抗菌活性：
[0037]
选取革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌来评估铼配合物的抗菌活性。根据铼配合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度(mic
90
) (mic
90
为样品
中没有可见细菌生长和在600nm处测量光密度(od
600
)吸光度，抑制细菌生长率》90％所对应的铼配合物浓度)作为评估结果。研究的菌株在lb (luria-bertani)溶液(1％胰蛋白胨、0.5％酵母提取物、1％nacl)中培养并稀释至浓度为105cfu/ml。将含有细菌的培养基溶液分配到96孔板的每个孔中，将不同量铼配合物加入孔板中，控制铼配合物的最终浓度在0-25μm。分成不超声组和超声组，超声组：孵育4h后，对每个孔超声(1mhz,1w cm-2
,50％cycle) 10min，待超声完，继续孵育至18h。不超声组不做超声处理，其他条件与超声组一样。使用promega酶标仪测量600nm(od
600
)处的吸光度来分析对细菌生长的抑制。结果显示，在不超声情况下，铼配合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均无抑菌活性，mic
90
都大于25μm(如表1)，而在超声情况下，铼配合物对大肠杆菌的mic
90
低至4.46μm。结果表明该铼配合物对大肠杆菌有良好的选择性抑菌效果。
[0038]
表1铼配合物在有无超声波条件下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的mic
90
值
[0039][0040]
a mic
90
定义为样品中没有可见细菌生长和在600nm处测量光密度(od
600
)吸光度，抑制细菌生长率》90％所对应的配合物浓度。mic
90
单位为μm。
[0041]b黑暗条件下药物孵育18h。
[0042]c药物孵育4h，超声(1mhz,1w cm-2
,50％cycle)10min，继续黑暗培养14h。
[0043]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。