[發明專利]一種水溶性苝酰亞胺類化合物及其作為DNA嵌插劑在抗癌細胞和腫瘤中的應用

有效

• 申請號: 201410137897.2
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103936731A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 尹梅貞;許澤軍;劉柯蘭;郭坤茹;沈杰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07D471/06
• 分類號: C07D471/06;C07D221/18;C12Q1/68;A61K31/4745;A61K31/473;A61P35/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于生物藥物化學合成技術領域，特別涉及一種水溶性苝酰亞胺類化合物及其作為DNA嵌插劑在抗癌細胞和腫瘤中的應用。?

背景技術

苝及其衍生物具有很好的光、熱、化學穩定性，幾乎100％的熒光量子產率，窄的熒光發射峰，能夠與細胞背景熒光(395-479nm)分開以及優異的染色性能，目前已廣泛應用于有機光電器件、激光染料以及生物熒光探針領域。?

嵌插劑（intercalator）是指多環芳烴小分子物質與DNA的可逆性相互作用。這類分子體積小，處于缺電子狀態，并具有一定的平面剛性，可以插入到DNA兩個堆積的堿基對之間，嵌入過程導致DNA的螺旋延伸和解鏈。目前研究較多的DNA嵌插劑有吖啶類、吡啶并咔唑類、苯并咪唑[1,2-C]喹啉類、蒽醌類等，并且都被用作抗腫瘤研究。然而具有良好平面剛性結構的苝類衍生物還沒有被作為DNA嵌插劑來研究其抗腫瘤性能。?

近年來，苝酰亞胺類化合物已經應用于生物領域，如細胞特異性標記，然而較差的水溶性直接影響了它在這一領域的應用，因此提高此類化合物的水溶性及在水溶液中保持高熒光量子產率對其在生物領域，尤其是DNA嵌插劑和抗腫瘤領域具有重要意義。?

發明內容

本發明的目的在于提供一類光、熱、化學穩定性好、水溶性好、結構具有可設計性的苝酰亞胺類化合物，并將其應用于生物醫學領域，具體研究了作為制備DNA嵌插劑、抑制癌細胞生長和抗腫瘤藥物的應用。?

本發明的技術方案為：首先選擇苝酐或苝單酐作為熒光發射團，然后與含有胺基官能團的化合物反應，制備具有胺基官能團修飾的苝酰亞胺衍生物及苝單酰亞胺衍生物；然后通過Eschweiler–Clarke反應制備具有叔胺官能團修飾的苝酰亞胺衍生物及苝單酰亞胺衍生物；最終反應得到含有叔胺鹽或季銨鹽等不同陽離子化的苝酰亞胺衍生物及苝單酰亞胺衍生物。通過紫外吸收光譜、熒光發射光譜、圓二色譜（CD）分析這些苝酰亞胺衍生物與DNA相互作用，確認這些化合物具有優異的DNA嵌插性能，同時可以作為DNA嵌插劑來抑制腫瘤細胞的生長。然后，通過細胞和組織水平以及動物活體的研究與表征，證明本發明合成的苝酰亞胺衍生物具有細胞核的特異性富集、抑制癌細胞生長和抗腫瘤方面的作用。?

本發明所述的水溶性苝酰亞胺類化合物是含苝酰亞胺或苝單酰亞胺結構的多胺衍生物，?

其結構通式為：?

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其中，R₂=CH₃或CH₂CH₃，R₃=H或CH₃或CH₂CH₃。?

本發明所述的水溶性苝酰亞胺類化合物的合成方法，其具體制備步驟為：?

（1）將2mmol的苝酐和6-12mmol的胺類化合物加入3-6mL水中攪拌均勻，然后升溫至100-120℃，回流反應12-24h，降到室溫后，用1-2wt%KOH水溶液和水洗滌，干燥得到產物；?

（2）將0.6mmol步驟（1）得到的產物與5-9mmol的對甲基苯磺酸在3-6mL水中于50-60℃反應4-8h后過濾，濾液經旋轉蒸發除去溶劑，接著用丙酮分散，用乙醚沉淀洗滌，?離心、干燥，得到叔銨鹽苝酰亞胺類化合物；?

或者將0.6mmol步驟（1）得到的產物與5-9mmol的對甲基苯磺酸甲酯在50-60℃反應18-24h后，加3-5mL甲醇到反應混合溶液中過濾，通過旋轉蒸發對濾液進行濃縮，然后用乙醚進行沉淀洗滌，離心、干燥后得到季銨鹽苝酰亞胺類化合物；?

步驟（1）所述的胺類化合物為含有一個端胺基的叔胺類化合物，其分子式通式為NH₂(R₁NH)_0-5R₁N(R₂)₂，其中R₁為含有2-6個亞甲基的烷基鏈，R₂為甲基或乙基；?

上述制得的叔銨鹽苝酰亞胺類化合物和季銨鹽苝酰亞胺類化合物為含2-12個胺基功能化的水溶性線性苝酰亞胺類化合物。?

步驟（1）所述的胺類化合物優選N，N-二甲基乙二胺或N,N-二乙基二乙烯基三胺。?

本發明所述的水溶性苝酰亞胺類化合物的合成方法，其具體制備步驟為：?