一类新型光敏剂的制备方法及应用与流程

本发明涉及光动力治疗技术领域，具体涉及一类新型光敏剂、制备方法及其应用。

背景技术：

光动力治疗(pdt)是以非手术的形式治疗癌症的一种手段。1975年，dougherty等人首次对其进行论证，并进行了广泛的研究。目前，pdt已成为一种癌症治疗的特殊方式。光动力疗法在光照条件下利用光敏剂吸收光子，达到激发态，通过隙间穿越，将能量传递给三线态氧，并将三线态氧转化为具有细胞毒性的单线态氧(¹o2)，进而不可逆地杀伤癌细胞，达到治疗癌症的目的。相比于化疗和放疗，光动力疗法无创伤、无毒副作用、可重复治疗。

近年来，光动力疗法虽然已经引起人们的广泛关注，但是在实际应用中，治疗效果并不理想，因此设计一种性能优良的光敏剂对于光动力疗法而言尤为重要。

技术实现要素：

本发明提供了一类新型光敏剂的制备方法及其应用，解决了现有光敏剂吸收范围窄、可见光范围内治疗效果差、使用光源功率过大、无法引入官能团的技术问题。

本发明提供了一类新型光敏剂，具有如式(i)所示的结构式：

式(i)和(ii)中q为o或s或se。

式(i)和(ii)中r1为h或r2为h或

式(ii)中x为h或br或i。

本发明以式(i)中的结构式为母核，创造性地进行改造母核，将中心原子o更换为s和se，并在r1和r2位置预留官能团，得到其衍生物，具体结构见附图1，合成步骤见附图3。

本发明提供了所述光敏剂的制备方法，将式(i)中的母核分别与对羟基苯甲醛、3，5-二溴-4-羟基苯甲醛和3，5-二碘-4-羟基苯甲醛进行knoevenagel反应，得到一类新型光敏剂，具体结构见附图2，具体合成步骤见附图4。

作为优选，knoevenagel反应的溶剂为乙腈，温度为85℃。

作为优选，knoevenagel反应中的哌啶和乙酸的体积比为2∶1。

作为优选，引入卤(br、i)原子，一方面可有效降低光敏剂酚羟基的pka，使其更加适应生理ph值(se代光敏剂为例，见附图5)，另一方面促进光敏剂隙间穿越，提高光敏性。

作为优选，相同浓度下该类光敏剂与传统的光敏剂(mb)相比较，在可见光区有较大的吸收面积，见附图6。

作为优选，中心原子q(o、s、se)所对应的光敏剂，其波长依次红移(x为br，o＜s＜se；x为i，o＜s＜se，见附图7)，该类光敏剂具有较大的斯托克位移，有效避免了光敏剂的自吸收，减少能量损失。

此外，本发明还提供了一种光动力测试方法，将光敏剂很好地分散在pbs溶液中，测试方法如下：

1)dma(60μm)、f127(0.3％)和光敏剂(2.5μm)溶于dmf，混合均匀，分散到pbs溶液中。

2)氙灯光源(490-700nm)，5mw/cm²，每光照一分钟，使用紫外分光光度计依次扫描，扫描范围350-800nm，共计光照10min。

本发明实施例中引入硒元素的光敏剂，可以发挥重原子效应，有效促进隙间穿越，并且硒为人体重要的组成元素，因此，硒元素的引入可以降低光敏剂的生物毒性，并进一步提高光动力治疗的效果。

附图说明

图1所述光敏剂重要中间体的结构式。

图2所述光敏剂的结构式。

图3所述光敏剂主要中间体的合成路线。

图4所述光敏剂的合成路线。

图5以se代光敏剂为例，在不同的ph条件下的紫外吸收。

图6相同浓度下部分光敏剂与传统光敏剂(mb)的紫外吸收。

图7所述光敏剂的紫外吸收。

图8所述光敏剂重要中间体及光敏剂结构通式。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做出进一步的解释和说明，基于本发明中的实施例，本领域的技术人员，在没有做出创造性的劳动成果下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一：合成ewgo、^alkyneewgo、^azideewgo，合成路线见附图3

1)邻羟基苯乙酮(10g，73.45mmol)溶于乙酸乙酯中，加入钠(7g，0.3mol)，然后85℃搅拌4h。反应结束后，加入水(10ml)，浓盐酸调节ph至3，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，得粗品化合物2。将粗品化合物2直接溶于乙醇(100ml)，升温至80℃，逐滴滴加浓硫酸(4ml)，继续反应5h。反应结束后，加入10％氢氧化钠水溶液调节ph至12，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷作为洗脱剂进行柱层析提纯得纯品化合物3(4.3g，36.6％)。将化合物3(4.3g，26.8mmol)溶于乙酸酐(30ml)，加入丙二腈(2.7g，40.87mmol)，140℃搅拌过夜。反应结束后，旋蒸除去溶剂，以二氯甲烷作为洗脱剂进行柱层析得亮黄色固体ewgo(2.3g，41.2％)。

2)使用与ewgo相同的合成方法合成化合物7，化合物7(3.0g，8.1mmol)以乙酸乙酯(50ml)作为溶剂，加入钯炭(0.3g)，使用氩气将反应瓶内的空气置换3次，插上氢气囊，反应12h。反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯进行柱层析得到黄色固体化合物8(2.17g，95.6％)。化合物8(2.17g，7.74mmol)溶于乙腈(20ml)，加入碳酸钾(2.14g，15.48mmol)，升温至80℃，逐滴滴加炔丙溴(1.38g，11.6mmol)，滴加完毕后，继续反应8h。反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷进行柱层析得黄色固体^alkyneewgo(2.2g，89.6％)。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ(ppm)8.83(s，1h)，6.95(s，1h)，6.65(d，j＝0.9hz，1h)，4.85(d，j＝2.4hz，2h)，2.59(t，j＝2.4hz，1h)，2.40(d，j＝0.8hz，3h)，1.43(s，9h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ(ppm)161.37，160.92，153.37，153.20，138.68，124.10，117.26，116.16，110.93，105.28，100.91，76.92，76.81，59.75，56.09，36.00，29.67，20.34.

使用与^alkyneewgo相同合成方法得到^azideewgo。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ(ppm)8.82(s，1h)，6.82(s，1h)，6.63(d，j＝0.4hz，1h)，4.21(t，j＝5.2hz，2h)，3.81(t，j＝5.2hz，2h)，2.40(d，j＝0.4hz，3h)，1.45(s，9h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ(ppm)162.21，160.82，153.32，138.36，124.12，117.23，116.11，110.76，105.27，100.18，99.98，66.79，59.78，50.25，36.02，29.64，20.29.

实施例二：合成ewgs、^alkyneewgs，合成路线见附图3

1)将磷酸(22.5g，229.6mmol)和五氧化二磷(40.7g，287.0mmol)在90℃搅拌一小时，对叔丁基苯硫酚(4.5ml，26.1mmol)和乙酰乙酸乙酯(3.3ml，26.1mmol)的混合物被逐滴滴加，继续反应2h。反应结束后，将反应液直接倒入冰水中，10％氢氧化钠水溶液调节ph至9，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析得到纯品黄色油状化合物10(3.09g，51.0％)。将化合物10(2g，8.6mmol)溶解在15ml乙酸酐中，加入丙二腈(0.68g，10.3mmol)，140℃反应过夜，反应结束后，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析，得黄色固体ewgs(1.12g，46.4％)。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ8.96(d，j＝2.0hz，1h)，7.69(dd，j＝8.8，2.0hz，1h)，7.58(d，j＝8.4hz，1h)，7.41(d，j＝0.8hz，1h)，2.52(d，j＝0.4hz，3h)，1.41(s，9h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ156.53，152.27，148.81，132.94，129.98，126.68，125.21，124.62，120.58，117.38，116.08，67.36，35.70，31.09，23.51.

2)使用与化合物10相同的合成方法合成化合物12，化合物12(4.5g，21.8mmol)溶于二氯甲烷中，三溴化硼(6ml，63.5mmol)在0℃下被逐滴滴加，逐渐升至室温，搅拌过夜。反应结束后，加入冰水淬灭多余的三溴化硼，除去二氯甲烷，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷作为洗脱剂进行柱层析得白色固体化合物13(3.4g，81.0％)。化合物13(4.4g，22.9mmol)，碳酸钾(7.9g，57.2mmol)加入丙酮(50ml)中，升温至80℃，逐滴滴加炔丙溴(2.7ml)，反应8h。过滤，旋蒸除去丙酮，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析得白色固体化合物14(4.59g，87％)。化合物14(3.4g，14.78mmol)和丙二腈(1.3g，19.7mmol)溶于乙酸酐(20ml)，140℃搅拌过夜，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析得得^alkyneewgs(1.75g，42.5％)。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)8.38(d，j＝2.4hz，1h)，8.00(d，j＝8.8hz，1h)，7.56(dd，j＝8.8，2.4hz，1h)，7.38(s，1h)，4.93(d，j＝2.0hz，2h)，3.69(t，j＝2.hz，1h)，2.60(s，3h).¹³cnmr(100mhz，dmso-d6)δ(ppm)157.21，155.58，151.89，129.65，129.00，125.64，121.86，119.83，117.91，116.53，112.42，79.72，78.55，65.19，56.69，23.49.

实施例三：合成ewgse、^alkyneewgse、^azideewgse，合成路线见附图3

1)将邻溴苯甲酰氯(25g，0.114mol)溶于干燥的四氢呋喃(100ml)和三乙胺(100ml)的混合溶液，除去反应液中的空气，加入二氯二(三苯基磷)钯(0.8g，11.4mmol)和碘化亚铜(259.7mg，1.36mmol)，氩气保护，冰水浴下逐滴滴加丙炔(0.114mol，1m的四氢呋喃溶液)。滴加完毕后，撤掉冰水浴，慢慢恢复至室温，继续反应17h。加入甲醇(10ml)淬灭反应，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯溶解粗品，5％硫酸水溶液、碳酸氢钠水溶液、饱和氯化钠水溶液分别洗涤2次，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂进行柱层析，纯化得淡黄色油状化合物17(7.27g，28.6％)。硒粉(1.54g，19.5mmol)和硼氢化钠(0.54g，14.27mmol)溶于dmf(60ml)，100℃反应1h，氩气保护下缓慢滴加化合物18(2.03g，9.1mmol)的乙醇溶液，滴加完毕后，继续反应5h，反应结束后，旋蒸除去dmf，溶于乙酸乙酯，饱和食盐水洗涤3次，干燥，旋蒸除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯进行柱层析纯化得白色固体化合物18(1.32g，65.0％)。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ(ppm)8.56(d，j＝7.2hz，1h)，7.63-7.54(d，j＝6.8hz，1h)，7.53-7.41(m，2h)，6.97(s，1h)，2.51(s，3h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ(ppm)182.48，152.40，136.56，131.57，131.41，129.99，128.15，127.56，127.03，25.04.

将化合物18(2.23g，10.4mmol)和丙二腈(0.79g，12mmol)溶于乙酸酐(15ml)中，140℃反应过夜。旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析得黄色固体ewgse(1.21g，42.9％)。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ(ppm)8.73(d，j＝4.8hz，1h)，7.71(d，j＝4.4hz，1h)，7.52(m，3h)，2.60(s，3h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ(ppm)158.83，151.34，135.45，131.61，129.77，129.15，128.19，125.97，122.37，116.63，115.31，72.36，25.32.

2)使用与化合物18相同的方法合成化合物21，化合物21(2.5g，9.88mmol)以二氯甲烷(20ml)为溶剂，0℃下逐滴滴加三溴化硼(2.75ml，29.09mmol)，逐渐升至室温，搅拌过夜，反应结束后，加入冰水淬灭多余的三溴化硼，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，旋蒸除去溶剂，以乙酸乙酯和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析得白色固体化合物22(1.96g，83.0％)。化合物22(3.7g，15.47mmol)，溶于乙腈(50ml)，加入碳酸钾(4.27g，30.90mmol)升温至80℃，逐滴滴加炔丙溴(2.7g，22.7mmol)，滴加完毕，继续反应8h。反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷进行柱层析得白色固体化合物23(3.3g，77.0％)。使用与化合物23相同的合成方法得到白色固体化合物24。将化合物23(2g，7.2mmol)溶于20(ml)乙酸酐中，加入丙二腈(0.57g，8.6mmol)，140℃搅拌过夜，反应结束后，旋蒸除去溶剂，以石油醚和二氯甲烷为洗脱剂进行柱层析，得黄色固体化合物^alkynepsse(0.99g，42.0％)。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)8.26(d，j＝2.8hz，1h)，8.07(d，j＝8.8hz，1h)，7.53-7.40(m，2h)，4.91(d，j＝2.0hz，2h)，3.67(t，j＝2.0hz，1h)，2.65(t，j＝6.4hz，3h).¹³cnmr(101mhz，dmso-d6)δ(ppm)158.29，157.09，155.18，131.50，128.42，126.54，121.74，121.10，117.54，116.14，114.42，79.62，78.70，69.90，56.70，25.39.

使用与^alkynepsse相同的合成方法合成黄色固体化合物^azidepsse。¹hnmr(400mhz，cdcl3)δ(ppm)8.21(d，j＝2.8hz，1h)，8.04(d，j＝8.8hz，1h)，7.47(d，j＝0.8hz，1h)，7.39(dd，j＝8.8，2.8hz，1h)，4.28(t，j＝4.8hz，2h)，3.75(t，j＝5.2hz，2h)，2.65(s，3h).¹³cnmr(100mhz，cdcl3)δ(ppm)158.45，157.77，155.08，131.51，128.23，126.57，121.71，121.57，117.69，116.16，113.32，69.89，67.82，49.80，25.35.

实例四：合成pso-br、pso-i、^alkynepso-i，合成路线见附图4

1)3，5-二溴-4-苯甲醛(0.8g，2.9mmol)溶于乙腈(20ml)，分别加入哌啶(1.6ml)和乙酸(0.8ml)，再加入适量的分子筛，搅拌，升温至85℃，加入ewgo(0.5g，2.4mmol)，继续反应8h。反应结束后，过滤除掉分子筛，加入乙酸乙酯(50ml)，1m的盐酸水溶液洗涤，过滤得粗品，以二氯甲烷为洗脱剂通过柱层析的方式进行纯化，得黄色固体化合物pso-br(0.42g，37.4％)。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.57(s，1h)，8.73(d，j＝8.4hz，1h)，8.02(s，2h)，7.94(m，1h)，7.72(d，j＝8.4hz，1h)，7.63(m，2h)，7.49(d，j＝15.6hz，1h)，6.98(s，1h).

2)使用和pso-br相同的合成方法合成pso-i。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.10(s，1h)，8.72(d，j＝8.4hz，1h)，8.18(s，2h)，7.93(m，1h)，7.72(d，j＝8.4hz，1h)，7.64-7.56(m，2h)，7.44(d，j＝16.0hz，1h)，6.98(s，1h).¹³cnmr(101mhz，dmso-d6)δ(ppm)158.60，157.95，153.30，152.44，139.40，136.18，135.90，131.37，126.60，125.12，119.39，119.03，117.68，117.57，116.32，107.04，87.85，60.44.hrms(esi)：m/z[m+h]⁺calcdforc20h11i2n2o2564.8905；found564.8819.

3)使用和pso-br相同的合成方法合成^alkynepso-i。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.05(s，1h)，8.66(s，1h)，8.16(s，2h)，7.52(d，j＝16.0hz，1h)，7.42(d，j＝16.0hz，1h)，7.33(s，1h)，6.90(s，1h)，5.10(d，j＝2.hz，2h)，3.73(s，1h)，1.40(s，9h).¹³cnmr(101mhz，dmso-d6)δ(ppm)161.75，157.94，157.44，153.14，152.85，139.21，137.75，135.10，131.67，123.25，119.41，118.09，116.64，110.69，106.86，102.22，87.59，79.70，78.44，58.28，56.92，55.37，36.00.

实例五：合成pss-br、pss-i，合成路线见附图4

1)使用和pso-br相同的合成方法合成pss-br。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.49(s，1h)，8.80(s，1h)，8.05(s，2h)，7.91(m，2h)，7.76(d，j＝16.0hz，1h)，7.63(s，1h)，7.34-7.25(d，j＝16.8hz，1h)，1.36(d，j＝2.2hz，9h).¹³cnmr(101mhz，dmso-d6)δ(ppm)156.23，152.45，151.80，148.31，134.37，132.23，131.95，131.09，130.24，128.14，126.27，124.63，124.56，121.78，118.11，116.43，112.66，66.76，35.80，31.11.

2)使用和pso-br相同的合成方法合成pss-i。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.01(s，1h)，8.80(d，j＝1.2hz，1h)，8.22(s，2h)，7.94-7.86(m，2h)，7.71(d，j＝16.4hz，1h)，7.64(s，1h)，7.27(d，j＝16.0hz，1h)，1.36(s，9h).¹³cnmr(101mhz，dmso-d6)δ(ppm)157.20，156.13，155.96，151.67，148.32，139.07，134.00，131.90，131.69，130.94，130.85，128.03，125.74，124.53，121.56，118.09，116.41，87.51，66.51，35.75，31.13.hrms(esi)：m/z[m+h]⁺calcdforc24h19i2n2os636.9302；found636.9291.

实例五：合成psse、psse-br、psse-i、^azidepsse-i，合成路线见附图4

1)使用和pso-br相同的合成方法合成psse。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.06(s，1h)，8.61(d，j＝7.6hz，1h)，8.09(d，j＝6.8hz，1h)，7.80-7.50(m，6h)，7.31-7.16(d，j＝16.0hz，1h)，6.83(d，j＝6.8hz，2h).¹³cnmr(100mhz，dmso-d6)δ(ppm)160.07，159.07，151.84，139.03，134.12，132.58，130.56，130.47，129.58，128.59，126.85，126.51，125.04，122.45，117.64，116.38，116.17，70.49.hrms(esi)：m/z[m+h]⁺calcdforc20h13n2ose377.0188；found377.0181.

2)使用和pso-br相同的合成方法合成psse-br。¹hnmr(400mhz，dmso-d6，figures23)δ(ppm)10.48(s，1h)，8.60(d，j＝8.0hz，1h)，8.13-8.01(m，3h)，7.83-7.61(m，4h)，7.19(d，j＝16.0hz，1h).¹³cnmr(100mhz，dmso-d6，figures24)δ(ppm)159.04，152.37，150.70，135.53，134.10，132.69，132.26，130.60，130.52，129.68，128.70，128.31，126.39，123.83，117.43，115.92，112.72，71.80.hrms(esi)：m/z[m]calcdforc20h10br2n2ose533.0810；found533.0991.

3)使用和pso-br相同的合成方法合成psse-i。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)10.01(s，1h)，8.59(dd，j＝8.0，1.2hz，1h)，8.22(s，2h)，8.10(dd，j＝7.6，1.2hz，1h)，7.81-7.59(m，4h)，7.16(d，j＝16.4hz，1h).¹³cnmr(100mhz，dmso-d6)δ(ppm)159.10，157.16，150.95，139.13，135.37，134.12，132.66，132.08，130.59，129.68，128.68，127.88，126.42，123.65，117.47，115.95，87.65，71.65.hrms(esi)：m/z[m+h]⁺calcdforc20h11i2n2ose628.8121；found628.8042.

4)使用和pso-br相同的合成方法合成^azidepsse-i。¹hnmr(400mhz，dmso-d6)δ(ppm)9.69(s，1h)，8.17(m，3h)，8.01(d，j＝8.8hz，1h)，7.68(m，2h)，7.36(dd，j＝8.4，1.6hz，1h)，7.11(d，j＝15.6hz，1h)，4.27(t，j＝4.4hz，2h)，3.75(t，j＝3.6hz，2h).¹³cnmr(100mhz，dmso-d6)δ(ppm)158.44，157.78，151.71，139.17，135.36，131.79，131.31，127.39，127.23，125.89，122.99，121.56，117.92，116.27，113.43，88.01，70.25，67.80，49.78.

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使用本技术领域的研究人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，对这些实施例进行的多种修改，这些修改应该视为本发明的保护范围。