[发明专利]一种水溶性卟啉的合成方法及其光催化应用

说明书

技术领域

 本发明专利涉及有机合成及化学分析领域，特别是一种水溶性卟啉的合成方法及其光催化应用。

背景技术

卟吩是一类由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的大分子杂环化合物，而有取代基的卟吩即称为卟啉。四个吡咯环之间的碳 (5,10,15,20)称作中位碳，其余8个可被取代的碳称作外环碳，在中位碳上可连接不同的取代基形成一系列卟啉。卟啉类化合物具有芳香性，有两个共振异构体，环内有26个π电子，是一个高度共轭的体系，一般为高熔点的深色固体。

卟啉类化合物因其独特的结构和性质进行功能分子的设计，合成及应用研究，受到化学，生物学和医学界的广泛关注。随着肿瘤逐渐成为危胁人类健康的第一大杀手，卟啉也因其与恶性肿瘤细胞的特殊的亲和性及杀伤性，成为癌症检测定位剂，光敏治疗剂的重要选择之一。卟啉化合物作为肿瘤治疗的导向药物已经进入临床试验阶段，作为光敏治疗剂的光动力疗法也成为继手术，放疗和化疗外的第四种成熟的癌症治疗手段。

卟啉类物质做抗癌光敏剂有着较长的历史：20世纪初到20年代，发现了某些染料和粗血卟啉的光动力损伤作用；20到40年代，发现了粗血卟啉在新生组织中的富集现象和特定波长作用下发射特征荧光的性质；50年代，粗血卟啉对恶性肿瘤的荧光定位诊断开始临床应用；60年代，血卟啉衍生物开始应用于光动力治疗，对恶性肿瘤进行荧光诊断；90年代初，光敏素问世，随后被批准临床应用。虽然成果丰硕，但我们仍然可以看到卟啉类光敏剂的明显弱点。首先，卟啉类化合物的溶解性较差，作用于生物体时难免引入一些有害溶剂；其次，体内滞留时间长，选择性差，保留在组织内，并对健康细胞产生一定的毒副作用；另外，光动力治疗剂的光漂白现象也存在于卟啉中。只有克服了这些缺点，卟啉类光敏剂才能真正的广泛应用于癌症的治疗中，推动癌症治疗技术的发展。

肿瘤细胞的pH较正常细胞更低，找到一种新型的具有光催化活性的卟啉，能够有选择性的杀伤肿瘤细胞将对光敏抗癌有重要作用。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种水溶性卟啉的合成方法及其光催化应用，该水溶性有机化合物为四碘化5,10,15,20-四{4-[2-(N,N-二甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉，合成过程简便易行、产物纯度较高；通过琼脂糖凝胶电泳实验观察在酸性和中性溶液中该卟啉对超螺旋质粒pBR322的光催化切割作用。

本发明的技术方案：

一种水溶性卟啉的合成方法，所述水溶性卟啉的化合物名称为四碘化5,10,15,20-四{4-[2-(N,N-二甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉，步骤如下：

1）5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉的合成

将苯甲醛溶于丙酸a，加入二甲基亚砜（DMSO）催化剂，机械搅拌，回流加热至128℃时，再滴加新蒸的吡咯与丙酸b的混合液，升温至141℃，回流2小时，趁热抽滤，丙酸洗涤滤饼2-3次，得到5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉，干燥、提纯后待用；

2）5,10,15,20-四{4-[2-(N-甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉的合成

将上述5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、碳酸铯（Cs₂CO₃）催化剂和N-甲基-2-氯乙基哌啶盐酸盐混合，在60℃温度并氮气保护下反应72小时，将产物提纯后，得到5,10,15,20-四{4-[2-(N-甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉；

3）四碘化5,10,15,20-四{4-[2-(N,N-二甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉的合成

将上述5,10,15,20-四{4-[2-(N-甲基-2-哌啶)乙氧基]苯基}卟啉溶于二氯甲烷a中，磁力搅拌均匀，在氮气保护下加热至40℃，避光条件下缓慢滴加碘甲烷与二氯甲烷b的混合液，在40℃温度、氮气保护下反应24小时，得到目标产物。

所述苯甲醛、丙酸a、二甲基亚砜、吡咯、丙酸b的用量比为6.1 g：110 mL：6 mL：3.5 mL：10 mL。

所述5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、碳酸铯（Cs₂CO₃）催化剂和N-甲基-2-氯乙基哌啶盐酸盐的用量比为0.2035g、50mL、1.3032 g、0.5232 g。