一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体、其制备及应用

本发明涉及一氧化氮供体的制备及应用，属于一氧化氮供体领域。

背景技术：

1、一氧化氮（nitric oxide, no）由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase, nos）催化l-精氨酸（l-arginine, l-arg）生成，是重要的信号分子，也是首个被发现参与细胞信号传导的内源性气体分子。它广泛存在于人体内，在心血管调节、神经传递和免疫反应等多个生理过程中起着信号传导作用。然而，一氧化氮半衰期短且极易扩散，体内一氧化氮生成不足可能导致血管收缩、免疫力下降、神经传递异常等多种疾病。因此，外源性一氧化氮的合成对于这些疾病的预防和治疗具有重要作用。

2、一氧化氮供体化合物可以克服一氧化氮本身难以携带、半衰期短等问题，但当供体加入到各种生物基质中时会自发释放，在生物介质中稳定性弱，对细胞损害大。一氧化氮供体的释放剂量难以精确控制，这限制了其在临床应用中的安全性和有效性。光控一氧化氮供体通常用于提供外源性的一氧化氮，光学反应的进行可以通过曝光时间和位置来调节，精确控制释放剂量和位置，具有显著优势。但光控一氧化氮供体通常会受到自吸收、自身背景荧光干扰和光穿透组织能力不足的影响，这些问题极大地限制了其在生物体内的应用。相比之下，具有大斯托克斯位移的一氧化氮供体可以避免光损耗并降低背景荧光干扰，同时增强对生物样品的深层穿透能力，有利于在生物体内的应用。

技术实现思路

1、针对现已存在的一氧化氮供体的缺陷，本发明提供了一种新型的具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体，该供体能够在特定条件下稳定释放一氧化氮，通过优化结构的设计能够降低信号干扰、减少自吸收现象、增强组织穿透能力、提升光稳定性。

2、本发明的目的是提供一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体。

3、本发明的另一目的是提供上述一氧化氮供体高效、简便的制备方法，其原料廉价，合成步骤简单，产率高。

4、本发明的再一目的是提供上述一氧化氮供体在制备治疗心血管疾病、炎症、肿瘤和神经退行性疾病的药物或相关的用途。

5、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

6、一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体，其结构式如式ⅰ所示。

7、

8、一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体的制备，包括以下步骤。

9、（1）将间苯二胺和4,4,4-三氟-1-(4-甲苯基)-1,3-丁二酮溶解在1，2-二氯乙烷中，加热搅拌反应液，反应结束后，冷却至室温减压蒸发浓缩，粗产品经柱层析分离纯化得到化合物1。

10、（2）将化合物1溶于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，加入碳酸钾，碘乙烷加热搅拌反应。待反应完全，冷却至室温，萃取，干燥，减压蒸发浓缩得到粗产品，粗产品经过柱层析分离纯化得到化合物2。

11、（3）将化合物2溶于冰乙酸溶液中，在冰水浴上搅拌，加入亚硝酸钠的水溶液。用薄层色谱检测反应，待反应结束后将反应液抽滤，反复水洗后得到纯的供体式ⅰ。

12、合成路线如下：

13、。

14、一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体可用于hela细胞中光控一氧化氮的释放，具体实验方案如下：

15、hela细胞成像：将密度为2×104个/ml的hela细胞接种到35 mm培养皿中，置于培养箱（温度为37℃，5% co2）中培养，待细胞贴壁后，分成三组培养：第一组为不光照；第二组为紫外灯（365 nm）照射2 min；第三组为紫外灯（365 nm）照射10 min，用共聚焦显微镜分别拍摄三种培养条件下的细胞。

16、由于现有技术的缺点和不足，本发明具备以下收益效果：

17、与已有的光控一氧化氮供体相比，主要优势在于：一是随着一氧化氮的释放，所生成的荧光染料的激发波长为400 nm，发射波长为535 nm，斯托克斯位移达到了135 nm。大斯托克斯位移的荧光染料降低自吸收的影响，在生物成像中具有更好的应用。二是所述供体化合物合成步骤简单、收率高，稳定性好。预估未来该供体在生物医学领域会具有更加宽阔的应用前景。

技术特征：

1.一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体，其结构式如式i所示：

2.根据权利要求1所述的一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有以下一项或多项特征：

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，先将化合物2溶于冰乙酸中，置于冰水浴上搅拌，然后逐滴加入亚硝酸钠水溶液反应一段时间。

5.如权利要求1所述的一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体在制备受益于一氧化氮释放的疾病的药物中的用途。

6.如权利要求5所述的一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体的用途，其特征在于，所述受益于一氧化氮释放的疾病选自心血管疾病、炎症、肿瘤和神经退行性疾病。

技术总结
本发明公布了一种具有大斯托克斯位移的光控一氧化氮供体、其制备及应用。具体而言，本发明提供式Ⅰ所示结构的一氧化氮供体，该供体具有大的斯托克斯位移、稳定性好、抗干扰能力强、合成步骤简单等优点。本发明还提供了所述供体式Ⅰ的制备方法以及供体式Ⅰ作为在光控条件下可快速释放的光控一氧化氮供体的用途，包括在制备心血管疾病、炎症、肿瘤和神经退行性疾病的药物中的用途。

技术研发人员：张晟瑞,姬焕焕,易静雯,李琛,孙卿卿,艾桃桃,王芹,王雷
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18