[发明专利]一类一氧化氮还原酶模拟物及其制备方法

说明书

本发明公开一类一氧化氮还原酶模拟物及其制备方法。该模拟物的化学名称为铁卟啉NO复合物和铁卟啉氯化物，包括二碳到五碳烷基捆扎的铁卟啉NO复合物即1‑FeNO到4‑FeNO，及其对应的前体化合物铁卟啉氯化物即1‑FeCl到4‑FeCl。其制备方法涉及利用烷基桥连的双(5‑叔丁基水杨醛)、利用金属模板法合成铁卟啉氯化物、利用亚硝酸分解产生NO，及NO轴向取代得铁卟啉NO复合物。本发明利用卟啉环变形调控金属电子结构的特点，实现轴向NO配体从亲电到亲核的互变。该系列模拟物非平面结构连续变化，与一氧化氮还原酶的结构和功能变化类似，合成步骤少，原料经济易得，分离纯化成本较低，是一氧化氮还原酶较理想的模拟物。

技术领域

本发明涉及化学生物学和生物模拟合成，具体涉及一类一氧化氮还原酶模拟物及其制备方法，可以用于NO生理功能及生理机制的研究。

背景技术

一氧化氮(NO)是心血管、免疫和癌症中一个重要的信号分子，显露出了一些意想不到的作用，它曾经被《Science》指定为“年度分子”。一氧化氮还原酶(NOR)是生物体内控制NO平衡及转化的一类酶，但是该还原酶结构和功能的体外重现和模拟却非常困难。NOR存在于血红蛋白中，是一类铁卟啉NO复合物，与血红素属于同源蛋白酶，它的功能很大程度取决于卟啉环的扭曲。最近众多的机理研究也表明，NOR的催化性能与卟啉环的动态变形有关系。

天然NOR在生物体内的含量极低，功能的发挥离不开先天的生理环境，但是目前又没有一种在结构和功能方面能与天然NOR相匹配的人造材料进行相应的结构-性能相关性模拟研究。所以，本发明的目的是设计开发一类结构和功能与天然NOR类似、合成步骤少、合成产率较高、反应条件相对温和、原料简单易得的NOR模型化合物，从结构、功能和机理等方面揭示天然NOR酶行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一类一氧化氮还原酶模拟物及其制备方法，利用卟啉环本身的变形对中心金属铁电子结构进行调节的特点，提供4个铁卟啉NO复合物作为一个组合来模拟一氧化氮还原酶的功能。

本发明的技术方案为：

一类一氧化氮还原酶模拟物，其化学名称为铁卟啉轴向复合物，涉及铁卟啉NO复合物和铁卟啉氯化物，包括二碳到五碳烷基即(CH₂)_x,x＝2-5捆扎的铁卟啉NO复合物即1-FeNO到4-FeNO，及其前体铁卟啉氯化物即1-FeCl到4-FeCl；结构式如式(1)所示：

上述的一氧化氮还原酶模拟物的制备方法，包括如下步骤：

(1)4个烷基桥连二(5-叔丁基水杨醛)的制备

采用卤代烃与酚羟基缩合的方法，在剧烈搅拌下，将无水碳酸钾加入到N,N-二甲基甲酰胺中，恒温55～70℃并惰性气体保护；加入5-叔丁基水杨醛，维持8～15分钟；然后将1,ω-二溴烷烃逐滴加入，混合物继续搅拌8～24h；其中，1,ω-二溴烷烃、5-叔丁基水杨醛及无水碳酸钾的物质的量比为：1.0：2.0-2.6：2-8；反应液冷却至0℃以下，往反应混合物中缓慢加水，加水时维持温度5℃以下；离心分离出固体，并在CH₂Cl₂-甲醇体系中重结晶(有利于粗产品在溶剂中析出)，结晶时维持在0℃以下(有利于结晶)，得到桥连双醛白色固体，产率55-81％；(往反应混合物中加水前反应液需冷却至0℃以下(包括0℃)，加水过程需维持溶液温度0～5℃，避免醛基氧化)

(2)4个非平面铁卟啉氯化物的制备