一种二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物、制备方法和应用

技术领域

本发明属于分子合成领域，具体为一种二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物、制备方法和应用。

背景技术

目前治疗癌症的主要手段仍为化疗，化疗因缺乏特异性和选择性会对正常组织造成危害。肿瘤细胞含有过表达的还原谷胱甘肽(GSH)和较高的过氧化氢(H

气体治疗癌症是一种新型诊疗方法，利用气体信号分子对生理平衡进行调节，并具有对特定疾病的诊疗作用，其特点是高效且低毒。二氧化硫(SO

早前有报道，二茂铁甲酸可与4-羟基苯硼酸频哪醇酯以动态化学共价键-酯基键相连，酯基键在肿瘤细胞酸性环境刺激下发生水解而断裂，实现苯硼酸频那醇酯(BE)和二茂铁的可控释放，进而实现降低GSH和升高ROS的协同作用，达到高特异性和高选择性杀死肿瘤细胞的效果。此外，二茂铁甲酸与羟基修饰的肉桂醛(CA-OH)以pH敏感性缩醛键相连，缩醛键在肿瘤细胞酸性环境刺激下发生水解而断裂，实现肉桂醛(CA)和二茂铁的可控释放，CA可提升胞内过氧化氢水平，而Fc可催化过氧化氢产生高毒性羟基自由基，达到高特异性和高选择性杀死肿瘤细胞的效果。但以上的分子仅能单一的降低GSH水平或提高H

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物、制备方法和应用，可破坏肿瘤细胞氧化还原水平，协同增强作用促使细胞凋亡。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物，所述缀合物的结构式如下式所示：

一种二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物的制备方法，二茂铁甲酸与乙二醇进行酯化反应得到二茂铁甲酸乙醇酯，二茂铁甲酸乙醇酯与2，4-二硝基苯磺酰氯进行亲核加成反应，得到二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物。

优选的，包括以下步骤：

步骤1，将二茂铁甲酸和4-二甲氨基吡啶溶于有机溶剂中，加入乙二醇和N,N'-二环己基碳二亚胺，二茂铁甲酸和乙二醇的摩尔比为1：2，得到混合液A；将混合液A密封并于室温下反应16-20h，得到二茂铁甲酸乙醇酯；

步骤2，将二茂铁甲酸乙醇酯和三乙胺溶于有机溶剂中，在0～4℃的条件下，边搅拌边滴加2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液，二茂铁甲酸乙醇酯和2，4-二硝基苯磺酰氯的摩尔比为1：5，得到混合液B，将混合液B在室温下反应4～5h，得到二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物。

优选的，步骤1反应后除去沉淀，之后依次浓缩滤液、纯化和除去溶剂，得到二茂铁甲酸乙醇酯。

优选的，步骤2反应后经去沉淀、分离出有机相、干燥、纯化和除去溶剂，得到二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物。

优选的，步骤1所述的有机溶剂为二氯甲烷，二茂铁甲酸、4-二甲氨基吡啶和二氯甲烷的比例为2mmol：0.3mmol：5mL。

优选的，步骤1先将乙二醇和N,N'-二环己基碳二亚胺溶解在二氯甲烷中，形成混合液，之后边搅拌边滴加混合液，混合液中乙二醇、N,N'-二环己基碳二亚胺和二氯甲烷的比例为4mmol：3mmol：3mL，得到混合液A。

优选的，步骤2所述的有机溶剂为四氢呋喃，二茂铁甲酸乙醇酯、三乙胺和四氢呋喃的比例为1mmol：2mmol：5mL,。

进一步，步骤2中所述的2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液中，2，4-二硝基苯磺酰氯和四氢呋喃的比例为5mmol：3mL。

二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物在抗肿瘤药物中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物的制备方法，二茂铁(Fc)具有卓越的稳定性和与大环分子形成络合物的能力，是诱导芬顿反应的首选物质，从而可提高肿瘤细胞内的活性氧物质(ROS)水平。此外，2,4-二硝基苯磺酰氯能与巯基(如谷胱甘肽，半胱氨酸等)反应生成二氧化硫气体(SO

本发明的二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物，可在肿瘤细胞内硫醇响应性的产生SO

附图说明

图1为本发明合成Fc-DNBS分子的反应式；

图2为本发明实施例1所述Fc-DNBS分子的核磁氢谱图；

图3为实施例1的红外谱图，其中，(a)线条为二茂铁甲酸的红外谱图，(b)线条为化合物(1)的红外谱图，(c)线条为2，4-二硝基苯磺酰氯的红外谱图，(d)线条为Fc-DNBS分子的红外谱图；

图4为实施例1的Fc-DNBS的质谱图；

图5为实施例1的Fc-DNBS在肿瘤细胞内H

图6为实施例1的Fc-DNBS的细胞毒性结果图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，当然，所描述的实施例只是本发明一部分的实施例，并不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明一种具有抗肿瘤活性的功能分子，结构式为：

本发明一种具有抗肿瘤活性的功能分子的制备方法为，二茂铁甲酸与乙二醇进行酯化反应得到化合物(1)，化合物(1)再进一步与2，4-二硝基苯磺酰氯进行亲核加成反应，生成具有抗肿瘤活性的功能分子：二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物(2)。具体步骤如下：

1)将二茂铁甲酸和催化剂4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于溶剂二氯甲烷中，二茂铁甲酸、4-二甲氨基吡啶和二氯甲烷的比例为2mmol：0.3mmol：5mL，边搅拌边滴加乙二醇和N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)的二氯甲烷(DCM)溶液，乙二醇、DCC和二氯甲烷的比例为4mmol：3mmol：3mL，二茂铁甲酸和乙二醇的摩尔比为1：2，得到混合液A；将混合液A密封并于室温下反应16 -20h，如图1所示，抽滤除去沉淀，减压浓缩滤液，通过硅胶柱纯化(二氯甲烷：乙酸乙酯＝10：1)，减压蒸馏除去溶剂，得到化合物(1)，即二茂铁甲酸乙醇酯(Fc-EG)；

2)将化合物(1)和三乙胺溶于溶剂四氢呋喃中，化合物(1)、三乙胺的摩尔比为1：2，化合物(1)和四氢呋喃的比例是1mmol：5mL，在冰水浴(0～4℃)条件下，边搅拌边滴加2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液(5mmol：3mL)，化合物(1)和2，4-二硝基苯磺酰氯的摩尔比为1：5，得到溶液B；将溶液B在室温下反应4～5h后，得到体系B；抽滤体系B除去沉淀，在水和二氯甲烷中萃取3～5次，将收集的有机相在无水硫酸钠上干燥，得到粗产品，将粗产品通过硅胶柱层析法纯化，洗脱时用到的洗脱剂为体积比为5:1的正己烷和乙酸乙酯，减压蒸馏除去溶剂，得到具有抗肿瘤活性的功能分子Fc-DNBS：二茂铁-2，4-二硝基苯磺酰氯缀合物(2)，用于抗肿瘤药物。Fc-DNBS进入肿瘤细胞之后，磺酰酯键响应巯基释放SO

所述化合物(1)和(2)的结构式如下：

实施例1

将Fc-COOH(460.08mg,2mmol)和DMAP(36.651mg,0.3mmol)完全溶于5mL干燥无水的二氯甲烷中，再将乙二醇(702.33mg,4mmol)和3mmol DCC完全溶于3mL干燥无水的二氯甲烷中，然后将其边搅拌边滴加到上述含有二茂铁的二氯甲烷溶液中，在室温下搅拌16h，反应结束后抽滤除去沉淀，减压浓缩滤液，通过硅胶柱纯化(二氯甲烷：乙酸乙酯＝10：1)，减压蒸馏除去溶剂，得到橙色固体化合物(1)。

将化合物(1)(274mg,1mmol)和三乙胺(278μL，2mmol)完全溶于5mL干燥的四氢呋喃中，再将2，4-二硝基苯磺酰氯(1333.1mg,5mmol)完全溶于3mL干燥四氢呋喃中，在0℃的冰水浴条件下边搅拌边滴加2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液中，室温下反应5h，反应结束后，抽滤除去沉淀，用水和二氯甲烷反复萃洗3次，将收集的有机相在无水硫酸钠上干燥。最后，将粗产物通过硅胶柱层析法纯化(正己烷：乙酸乙酯＝5：1)，减压蒸馏除去溶剂得到橙黄色油状物质Fc-DNBS。

图2为实施例1的Fc-DNBS核磁氢谱图，其中，δ＝3.8、4.4处两个亚甲基的特征氢d、e的特征氢；δ＝7.8、δ＝8.4、δ＝8.7为分别为2，4-二硝基苯磺酰氯特征氢f、g、h的吸收峰；δ＝4.2、δ＝4.5、δ＝4.8为二茂铁甲酸特征氢a、b、c的吸收峰。

图3为实施例1的红外谱图，其中，(a)线条为二茂铁甲酸的红外谱图，(b)线条为化合物(1)的红外谱图，(c)线条为2，4-二硝基苯磺酰氯的红外谱图，(d)线条为Fc-DNBS分子的红外谱图，从图中可以看到，二茂铁甲酸谱线上1700cm

图4为实施例1的质谱图，可知Fc-DNBS的分子量为504.99[M+H]

图5为实施例1的Fc-DNBS在肿瘤细胞内的H

图6为实施例1的Fc-DNBS的4T1细胞毒性图，细胞毒性测定过程为：将4T1细胞接种到96孔板(5×10

实施例2

将Fc-COOH(460.08mg,2mmol)和DMAP(36.651mg,0.3mmol)完全溶于5mL干燥无水的二氯甲烷中，再将乙二醇(702.33mg,4mmol)和3mmol DCC完全溶于3mL干燥无水的二氯甲烷中，然后将其边搅拌边滴加到上述含有二茂铁的二氯甲烷溶液中，在室温下搅拌20h，反应结束后抽滤除去沉淀，减压浓缩滤液，通过硅胶柱纯化(二氯甲烷：乙酸乙酯＝10：1)，减压蒸馏除去溶剂，得到橙色固体化合物(1)。

将化合物(1)(274mg,1mmol)和三乙胺(278μL，2mmol)完全溶于5mL干燥的四氢呋喃中，再将2，4-二硝基苯磺酰氯(1333.1mg,5mmol)完全溶于3mL干燥四氢呋喃中，在0℃的冰水浴条件下边搅拌边滴加2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液中，室温下反应4h，反应结束后，抽滤除去沉淀，用水和二氯甲烷反复萃洗5次，将收集的有机相在无水硫酸钠上干燥。最后，将粗产物通过硅胶柱层析法纯化(正己烷：乙酸乙酯＝5：1)，减压蒸馏除去溶剂得到橙黄色油状物质Fc-DNBS。

实施例3

将Fc-COOH(460.08mg,2mmol)和DMAP(36.651mg,0.3mmol)完全溶于5mL干燥无水的二氯甲烷中，再将乙二醇(702.33mg,4mmol)和3mmol DCC完全溶于3mL干燥无水的二氯甲烷中，然后将其边搅拌边滴加到上述含有二茂铁的二氯甲烷溶液中，在室温下搅拌18h，反应结束后抽滤除去沉淀，减压浓缩滤液，通过硅胶柱纯化(二氯甲烷：乙酸乙酯＝10：1)，减压蒸馏除去溶剂，得到橙色固体化合物(1)。

将化合物(1)(274mg,1mmol)和三乙胺(278μL，2mmol)完全溶于5mL干燥的四氢呋喃中，再将2，4-二硝基苯磺酰氯(1333.1mg,5mmol)完全溶于3mL干燥四氢呋喃中，在0℃的冰水浴条件下边搅拌边滴加2，4-二硝基苯磺酰氯的四氢呋喃溶液中，室温下反应4.5h，反应结束后，抽滤除去沉淀，用水和二氯甲烷反复萃洗4次，将收集的有机相在无水硫酸钠上干燥。最后，将粗产物通过硅胶柱层析法纯化(正己烷：乙酸乙酯＝5：1)，减压蒸馏除去溶剂得到橙黄色油状物质Fc-DNBS。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。