光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及无机化学和药物学技术领域。更具体地说，本发明涉及一种光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂及其制备方法和应用。

背景技术

一氧化碳(CO)是一种毒性气体，但研究发现它与NO类似是一种气体信使分子，人体每天都会产生少量CO(ca.10mL/天)，并且通过多种信号转导路径参与调节体内许多生理和病理过程，如舒张血管、抗炎、抗增殖、抗凋亡等。有动物实验研究表明CO在特定的条件下，对包括氧超载或者机械通气造成的肺损伤、脓毒症、间质性肺纤维化，以及肺移植后排斥具有一定的治疗作用。在不同应激条件下，如器官移植、缺血再灌注损伤、炎症、脓毒血症或休克，机体会产生更多CO以发挥其应激保护作用。

目前临床试验上使用CO主要是通过直接吸入CO气体，为了安全有效地利用CO，人们提出了一氧化碳释放剂(CORMs)的概念，即利用CO载体实现CO可控释放。CORMs可通过溶解后不经机体代谢而直接作用于靶点组织释放CO发挥生理作用，而且在一定的生理剂量范围内并不提高体内碳氧血红蛋白(HbCO)浓度，用药时机和用药剂量更容易控制。

过渡金属羰基化合物是一类经典的低价金属与CO的化合物，这类化合物中的羰基(CO)在一定条件下(如取代、酶诱导、氧化还原或光照等)可以释放CO。因此，过渡金属羰基化合物是一类具有潜力的CORMs，受到人们的广泛关注。作为一个理想的CORMs，需要具备良好的水溶性、生物安全性及释放可控性。锰是人体必需的微量元素，在维持人身体健康方面发挥着重要作用，因此基于锰化合物的CORMs也可能具有很好的生物兼容性。目前，大部分光诱导的锰羰基化合物一氧化碳释放剂需要高能量，短波长的光(如紫外光)来诱导一氧化碳释放，但是这类光很对皮肤的穿透能力较弱，并且可能对身体有害。因此需要开发较长波长的可见光或近红外光诱导一氧化碳释放剂。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂，具有如式(1)所示的结构：

其中，X为Cl、Br或I。

本发明还提供了一种光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂的制备方法，包括：

将2-吡啶甲醛、含卤素苯胺和Mn(CO)

优选的是，2-吡啶甲醛、含卤素苯胺和Mn(CO)

优选的是，所述含卤素苯胺为对氯苯胺、对溴苯胺或者对碘苯胺。

优选的是，所述溶剂为甲醇。

优选的是，避光加热回流时间为4小时。

本发明还提供了光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂在可见光作用下释放一氧化碳的应用。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明选择具有较大共轭体系芳香醛和芳香胺配体与五羰基溴化锰作用得到相应的锰羰基化合物，该化合物可以在可见光作用下分解释放一氧化碳，克服了锰羰基化合物在紫外光作用下诱导产生一氧化碳的缺点。

2、本发明提供的制备方法将2-吡啶甲醛、含卤素苯胺和Mn(CO)

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明制备的化合物1在LED蓝光作用下红外特征峰随时间变化图；

图2为本发明制备的化合物1在LED绿光作用下红外特征峰随时间变化图；

图3为本发明制备的化合物1在LED红光作用下红外特征峰随时间变化图；

图4为本发明制备的化合物2在LED蓝光作用下红外特征峰随时间变化图；

图5为本发明制备的化合物2在LED绿光作用下红外特征峰随时间变化图；

图6为本发明制备的化合物2在LED红光作用下红外特征峰随时间变化图；

图7为本发明制备的化合物3在LED蓝光作用下红外特征峰随时间变化图；

图8为本发明制备的化合物3在LED绿光作用下红外特征峰随时间变化图；

图9为本发明制备的化合物3在LED红光作用下红外特征峰随时间变化图；

图10为本发明制备的化合物1～3通过光谱差减得到的在光照过程中产生的反应中间体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

本发明提供的一种基于芳香型席夫碱配体的锰羰基化合物(光诱导锰羰基化合物一氧化碳释放剂)的制备方法，其合成路线图如下所示：

实施例1

化合物1

将配体2-吡啶甲醛(32mg,0.3mmol)、对氯苯胺(38mg,0.3mmol)和Mn(CO)5Br(82mg,0.3mmol)置于甲醇(5mL)中加热回流，用锡箔纸将反应瓶包住来避光，将该混合溶液回流反应四小时后冷却，最后抽滤，即得基于席夫碱配体的锰羰基化合物1。1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.20(d,J＝4.8Hz,1H),8.89(d,J＝6.7Hz,1H),8.24(d,J＝4.4Hz,2H),7.78(s,1H),7.64(d,J＝8.6Hz,2H),7.58(t,J＝7.3Hz,2H).

实施例2

化合物2

将2-吡啶甲醛(32mg,0.3mmol)、对溴苯胺(51,6mg,0.3mmol)和五羰基溴化锰(82mg,0.3mmol)溶于甲醇中(5ml)中加热回流，用锡箔纸将反应瓶包住来避光，将该混合溶液回流反应四小时后冷却，最后抽滤，即得基于席夫碱配体的锰羰基化合物2(120mg,产率81％)。1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.21(s,1H),8.89(s,1H),8.25(s,2H),7.78(d,J＝6.3Hz,3H),7.51(d,J＝6.6Hz,2H).

实施例3

化合物3

将2-吡啶甲醛(32mg,0.3mmol)、对碘苯胺(65.7mg,0.3mmol)和五羰基溴化锰(82mg,0.3mmol)溶于甲醇中(5ml)加热回流，用锡箔纸将反应瓶包住来避光，将该混合溶液回流反应四小时后冷却，最后抽滤，即得基于席夫碱配体的锰羰基化合物3(124mg,产率71％)。1H NMR(400MHz,DMSO)δ9.20(s,1H),8.87(s,1H),8.24(s,2H),7.93(d,J＝5.9Hz,2H),7.78(s,1H),7.35(d,J＝5.4Hz,2H).

化合物1～3在可见光作用下释放CO的应用

对化合物1～3在LED蓝光、绿光和红光照射下释放一氧化碳的相关性能进行测试IR(DMSO,υ/cm-1)：

如图1～3所示，化合物1在LED蓝光、绿光或红光照射下可以分解释放CO。化合物1在2025、1936和1918cm-1有三个明显的羰基红外特征吸收峰，在LED蓝光照射下这些红外羰基特征峰迅速下降，并在1872cm-1处出现新的红外峰，该吸收峰先增强，后逐渐减弱。化合物1在2025cm-1处吸收峰呈现先下降后增强然后又下降的趋势。化合物1在1936和1918cm-1处吸收峰先逐渐下降，后向高波数移动，然后又回到原来的位置。通过光谱差减可以看出光照后产生在1949、1872cm-1有两个羰基特征峰的反应中间体，如图4所示。化合物1最后分解为在2025、1936和1918cm-1有三个明显的羰基红外特征吸收峰的产物，只不过1936和1918cm-1处吸收峰与之前相比强弱发生了变化。化合物1在绿光照射下的分解情况与蓝光类似，其反应速率较蓝光慢。而在红光照射下，其分解速率比绿光慢，反应模式比蓝光和绿光下简单。在红光照射下三个羰基特征峰逐渐减弱，光照后在1872cm-1处产生一个很小的吸收峰，该峰随着照射时间延长先增大后又逐渐减弱。上述过程中不断有气泡冒出，即为释放的一氧化碳气体。

如图4～6所示，化合物2在LED蓝光、绿光或红光照射下可以分解释放CO。其在2025、1936、1919cm-1处的羰基特征峰在蓝光照射下逐渐减弱，说明化合物2在光照下分解释放CO。随着光照进行，其在2025cm-1处羰基特征峰逐渐减弱，在1936、1919cm-1处的羰基特征峰也减弱并逐渐向高波数方向移动，峰型也逐渐发生变化，并在1872cm-1处产生一个新峰。通过光谱差减可以看出光照后产生在1949、1872cm-1有两个羰基特征峰的反应中间体，如图4所示。之后化合物2在2025cm-1处吸收峰先逐渐增强然后又减弱，而在1872cm-1处吸收峰则逐渐减弱。在1936和1919cm-1处吸收峰则先减弱再增强后又减弱。化合物2在绿光照射下的分解情况与蓝光类似，其反应速率较蓝光慢。而在红光照射下，其分解速率比绿光慢，反应模式比蓝光和绿光下简单。在红光照射下三个羰基特征峰逐渐减弱，光照后在1872cm-1处产生一个很小的吸收峰，该峰随着照射时间延长先增大后又逐渐减弱。该过程中不断有气泡冒出，即为释放的一氧化碳气体。

如图7～9所示，化合物3在LED蓝光、绿光或红光照射下可以分解释放CO。其在2025、1936、1919cm-1处的羰基特征峰在蓝光照射下逐渐减弱，说明化合物3在光照下分解释放CO。随着光照进行，其在2025cm-1处羰基特征峰逐渐减弱，在1936、1919cm-1处的羰基特征峰也减弱并逐渐向高波数方向移动，峰型也逐渐发生变化，并在1872cm-1处产生一个新峰。通过光谱差减可以看出光照产生在1949、1872cm-1有两个羰基特征峰的反应中间体，如图4所示。之后化合物3在2025cm-1处吸收峰先逐渐增强然后又减弱，而在1872cm-1处吸收峰逐渐减弱。在1936和1919cm-1处吸收峰则先减弱再增强后又减弱。化合物3在绿光照射下的分解情况与蓝光类似，其反应速率较蓝光慢。而在红光照射下，其分解速率比绿光慢，反应模式比蓝光和绿光下简单。在红光照射下三个羰基特征峰逐渐减弱，光照后在1872cm-1处产生一个很小的吸收峰，该峰随着照射时间延长先增大后又逐渐减弱。该过程中不断有气泡冒出，即为释放的一氧化碳气体。

上述化合物1～3在不同可见光作用下可以分解释放CO，可以作为光诱导的一氧化碳释放剂，另外通过调节不能能量的光源，如蓝光、绿光或红光，即可以调节化合物光照分解释放CO的速度，具有很好的可控性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。