一种双配体的亚硝酰钌配合物及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于亚硝酰钌配合物制备技术领域，具体涉及一种双配体的亚硝酰钌配合物及其制备方法和应用，更具体的说，是一种以8
‑
羟基喹啉和2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯（lbpy）为配体的亚硝酰钌配合物及其制备方法，以及该亚硝酰钌配合物用于制备在溶液和细胞体系中作为一氧化氮供体的生理调节化合物制剂中的应用，在制备抑制宫颈癌肿瘤细胞的先导化合物中的应用。


背景技术：

2.一氧化氮（no）作为重要的生物信号分子，在血管舒张、神经传导、免疫响应以及细胞凋亡等多种生理过程中发挥关键的调控作用[1
‑
4]。金属离子与no的配位结合影响着no在生物体内的储藏、转运和活性[5
‑
7]。多年来随着no在重要生理和免疫过程中调控机制研究的不断深入以及光动力治疗在临床中的应用与发展，亚硝酰金属配合物的反应性和光动力学活性引起研究者极大的关注。金属钌（ru）的配合物具有丰富基态和激发态的光物理和光化学性质，在光催化、金属药物和细胞成像分析等研究领域具有重要的应用价值。亚硝酰钌{ru
‑
no}配合物分子由于特殊的光解离性质以及在生理条件下适当的稳定性，在化学生物学和生物医学领域具有重要的应用价值[8
‑
10]。
[0003]
no调控多种重要生理过程，其作用机制与其浓度密切相关，因此如何调控no定时和定量地释放具有重要的意义。而光动力学的方法利用光激发光敏剂分子，可以有效地实现定位和定量调控生物活性分子释放的目的，具有重要的应用价值。
[0004]
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‑
64。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种双配体的亚硝酰钌配合物及其制备方法和应用，更具体的说，是一种以8
‑
羟基喹啉（qn）和2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯（lbpy）为配体的亚硝酰钌配合物及其制备方法，以及该亚硝酰钌配合物用于制备在溶液和细胞体系中作为一氧化氮供体的生理调节化合物制剂中的应用。
[0006]
本发明由如下技术方案实现的：一种双配体的亚硝酰钌配合物，所述双配体的亚硝酰钌配合物的化学式为：[rucl(qn)(lbpy)(no)]no3，其中qn为8
‑
羟基喹啉，lbpy为2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯，其结构式为：。
[0007]
制备所述的双配体的亚硝酰钌配合物的方法，具体步骤如下：（1）合成2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯配体：6ml浓硫酸缓慢加入至45 ml 1.2 mmol（312 mg）2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸的甲醇溶液中，75℃加热回流24 h后将冷却的溶液倒入水中形成白色浆液，1m氢氧化钠调节溶液ph为8
‑
9，过滤得到粗产品，真空干燥，硅胶柱分离得到高纯度白色固体产物；（2）合成[(ch3)4n][rucl3(qn)(no)]前体亚硝酰钌配合物：2 mmol rucl3no(h2o)2反应物和等摩尔的8
‑
羟基喹啉配体分别溶于20 ml乙醇溶剂，将两者混合85℃加热回流2.5 h，反应结束后加入6 ml 、摩尔数为rucl3no(h2o)2摩尔数4倍的四甲基氯化铵乙醇溶液产生沉淀，冰箱静置一天抽滤，真空干燥得到红褐色固体产物；（3）合成双配体的亚硝酰钌配合物：[(ch3)4n][rucl3(qn)(no)]前体亚硝酰钌配合物溶于乙醇溶剂，等摩尔量的2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯配体加入到上述溶液中，反应溶液避光，在搅拌作用下85℃加热回流8小时，反应结束后冷却过滤得到滤液，旋蒸，真空干
燥，硅胶柱层析分离得到红棕色固体。
[0008]
步骤（3）中硅胶柱层析展开剂为二氯：乙醇：饱和硝酸钠 = 10：1：0.04。
[0009]
所述的双配体的亚硝酰钌配合物在制备一氧化氮供体的前药化合物中的应用。
[0010]
所述的双配体的亚硝酰钌配合物用于制备在溶液体系中作为一氧化氮供体的生理调节化合物制剂中的应用。
[0011]
所述的双配体的亚硝酰钌配合物用于制备在细胞体系中作为一氧化氮供体的生理调节化合物制剂中的应用。
[0012]
所述的双配体的亚硝酰钌配合物在制备抑制宫颈癌肿瘤细胞先导化合物的应用。
[0013]
与现有技术相比，本发明合成了一种具有光敏活性的新型亚硝酰钌配合物，测试了在溶液和细胞体系中光调控的一氧化氮释放的效果，本发明的配合物结构在国内外尚未见报道。由图2不同功率和波长范围照射配合物的时间分辨的红外光谱图可知，随着光照时间的增加配合物中一氧化氮的振动峰明显降低，制得的亚硝酰钌配合物在光照射条件下能够有效地释放一氧化氮。改变光照的波长范围（420 nm/白光）或者功率（75 mw/300 mw）可以调控一氧化氮释放的速度，从而调控一氧化氮的释放量，可以用作光调控的一氧化氮释放剂；同时，该类配合物不仅在溶液体系中可作为一氧化氮的供体，在细胞体系中也可作为一氧化氮的供体。可以作为在溶液和细胞体系中制备一氧化氮的供体的生理调节化合物制剂中应用。
[0014]
制备的亚硝酰钌配合物纯度高，对正常组织细胞小鼠成纤维细胞3t3细胞几乎不表现细胞毒性，避光条件下稳定。利用x
‑
射线晶体衍射仪测定解析了其原子分辨率的结构，初次确定了该类配合物的准确分子构型。通过配体取代基团甲酸甲酯化合成的该亚硝酰钌配合物（在水溶液中的溶解度为2.5 mg/ml），与以甲酸为取代基的联吡啶衍生物做配体的该类配合物（在水溶液中的溶解度小于0.1 mg/ml）相比，显著提高了其水溶性，有利于在生物体系中的应用。该配合物光激发时表现释放一氧化氮的活性，可作为有效、定量调控一氧化氮释放的释放剂，应用于溶液体系和细胞体系中。
附图说明
[0015]
图1为本发明亚硝酰钌配合物的合成流程图；图2 为本发明亚硝酰钌配合物晶体结构图；图3为本发明亚硝酰钌配合物在不同功率和波长照射条件下释放一氧化氮的红外图谱；图4为本发明亚硝酰钌配合物在光照射条件下捕捉释放一氧化氮的电子自旋共振图谱；图5为本发明亚硝酰钌配合物在避光和光照射条件下细胞中一氧化氮成像的激光共聚焦图；图6为本发明亚硝酰钌配合物对肿瘤细胞hela细胞和正常组织细胞小鼠成纤维细胞3t3生长的抑制率。
具体实施方式
[0016]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中
的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
实施例1：一种双配体的亚硝酰钌配合物，所述双配体的亚硝酰钌配合物的化学式为：[rucl(qn)(lbpy)(no)]no3，其中qn为8
‑
羟基喹啉，lbpy为2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯，其结构式为：。
[0018]
具体制备方法如下：（1）配体2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯的制备：按照文献（ken y. liu, et al. polymer, 2011, 52(15), 3318
–
3324）所述方法制备：将6ml浓硫酸缓慢加入至45 ml 1.2 mmol（312 mg）2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲醇溶液中，75℃加热回流24 h后将冷却的溶液倒入水中形成白色浆液，用1 m氢氧化钠调节溶液ph为8
‑
9，过滤得到粗产品，真空干燥，硅胶柱分离得到高纯度的白色固体产物；（2）[rucl3(qn)(no)]前体配合物的制备：按照文献（li q. xu, et.al. polyhedron, 2017, 137, 156
‑
164）所述方法制备：称量2 mmol rucl3no(h2o)2反应物和等摩尔的8
‑
羟基喹啉配体分别溶于20 ml乙醇溶剂，将两者混合85℃加热回流2.5 h，反应结束后加入6 ml、摩尔数为rucl3no(h2o)2摩尔数4倍的四甲基氯化铵乙醇溶液产生沉淀，冰箱静置一天抽滤，真空干燥得到红褐色固体产物。
[0019]
（3）合成双配体的亚硝酰钌配合物：称取0.2 mmol（91.0 mg） [(ch3)4n][rucl3(qn)(no)] 前体配合物溶于20 ml乙醇，将等摩尔量的2,2
′‑
联吡啶
‑
4,4
′‑
二甲酸甲酯配体加入到上述溶液中，反应溶液避光，在搅拌作用下85℃加热回流8小时，反应结束后冷却过滤除去未反应完的配体，将滤液旋蒸后真空干燥得到粗产品，然后通过硅胶柱层析法纯化分离，所用展开剂为二氯：乙醇：饱和硝酸钠 = 10：1：0.04，得到纯净的红棕色固体，产率约为23%。在乙醇中通过缓慢扩散法制备了适合x射线结晶学的[rucl(qn)(lbpy)(no)]no3∙
etoh晶体。
[0020]1h nmr (600 mhz, dmso) δ 9.66 (d, j = 5.2 hz, 1h), 9.54 (s, 1h), 9.48 (s, 1h), 9.26 (s, 1h), 8.83 (d, j = 8.4 hz, 1h), 8.52 (d, j = 5.1 hz, 1h), 8.08 (d, j = 5.0 hz, 1h), 8.05
‑
7.98 (m, 2h), 7.57
‑
7.49 (m, 2h), 6.85 (d, j = 7.4 hz, 1h), 4.08 (s, 3h), 3.97 (s, 3h). [m
‑
no3‑
]

质谱: 582.9965. 紫外光谱数据 (dmso): 331, 403, 481 nm. kbr压片红外光谱数据 (cm
‑1): 2918, 2848, 1888, 1729, 1504, 1361, 1319, 1262, 1107。
[0021]
配合物晶体结构如附图2所示，[rucl(qn)(lbpy)(no)]no3配合物晶体结构为椭球图。
[0022]
实验例1： 所制备的配合物在溶液体系中光激发释放一氧化氮的测定
nm的酶标仪上测定各孔的吸光度，计算对hela细胞生长的抑制率。
[0031]
按照上述同样的方法培养正常组织细胞小鼠成纤维细胞3t3细胞，加入不同浓度（1, 5, 10, 50, 500 μm）的含亚硝酰钌配合物到相应孔中。然后培养相同的时间，用酶标仪测定各孔的吸光度，计算配合物对3t3细胞生长的抑制率。
[0032]
如附图6所示，亚硝酰钌配合物[rucl(qn)(lbpy)(no)]no3对肿瘤细胞hela细胞(a)和正常组织细胞小鼠成纤维细胞3t3细胞(b)生长的抑制率。由图可见，配合物对hela细胞表现细胞毒性（ic
50
为0.5 mm), 而对正常组织细胞3t3细胞几乎无细胞毒性。
[0033]
利用x
‑
射线晶体衍射仪测定解析了其原子分辨率的结构，初次确定了该类配合物的准确分子构型。该配合物对正常组织细胞小鼠成纤维细胞3t3细胞几乎不表现细胞毒性，避光条件下稳定。
[0034]
通过配体取代基团甲酸甲酯化合成的该亚硝酰钌配合物（在水溶液中的溶解度为2.5 mg/ml），与以甲酸为取代基的联吡啶衍生物做配体的该类配合物（在水溶液中的溶解度小于0.1 mg/ml）相比，显著提高了其水溶性，有利于在生物体系中的应用。该配合物光激发时表现释放一氧化氮的活性，可作为有效、定量调控一氧化氮释放的释放剂，应用于溶液体系和细胞体系中。
[0035]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。