用于PDT的不对称内消旋取代的卟啉和二氢卟酚及其应用
发明人:ArnoWiehe,DanielAicher,ChristianB.W.Stark,VolkerAlbrecht和Susanna
受让人:CeramOptecIndustries,Inc.
发明背景
根据35USC119(e)的国内优先权。本申请要求2008年9月18日提交的美国临时申请序号61/098,026的权益,所述临时申请在此引为参考。
发明领域
本发明涉及生物活性化合物的化学。更具体来说涉及特定取代的卟啉和二氢卟酚衍生物,其可作为光敏剂用于范围广泛的光辐射疗法,例如癌症、感染和其他疾病的光动力疗法。
发明公开的陈述
光动力疗法(PDT)是目前正在探索的用于各种医学应用的最有前途的新技术之一(《光动力疗法,基本原理和临床应用》(Photodynamictherapy,basicprinciplesandclinicalapplications),B.W.Henderson和Th.J.Dougherty主编,MarcelDekker,1992,纽约),特别是作为公认的破坏肿瘤的疗法(《光动力肿瘤疗法,第二和第三代光敏剂》(Photodynamictumortherapy.2ndand3rdgenerationphotosensitizers),J.G.Moser主编,HarwoodAcademicPublishers,1998,阿姆斯特丹)。光动力疗法使用光和光敏剂(染料)来获得其所需的医疗效果。已对大量天然存在和合成的染料作为光动力疗法的潜在光敏剂进行了评估。最广泛研究的光敏剂类别可能是四吡咯大环化合物。其中特别是卟啉和二氢卟酚,已对它们的PDT疗效进行了测试。卟啉是大环化合物,具有连接吡咯的单个碳原子桥,从而形成特征性的四吡咯环结构。有许多不同类型的卟啉衍生物,包含含有二氢吡咯单元的衍生物。在本发明中也涉及到的二氢卟酚是含有一个二氢吡咯单元的卟啉衍生物,其中菌绿素的特征为两个二氢吡咯单元(一般来说,与卟啉相比,在二氢卟酚中芳族***的β-位的一个双键不存在,在菌绿素中则不存在两个相对的双键)。作为用作光敏剂的四吡咯大环化合物的实例,Bommer等的专利号US4,656,186公开了氨基羧酸与含有至少三个羧基的四吡咯的荧光单、二或多酰胺,MacAlpine等的专利号US7,022,843B1提供了β,β’-二羟基内消旋取代的二氢卟酚作为光敏剂,以及Pandey等的专利号US7,166,719B2公开了含有氟化取代基的四吡咯化合物,其中所述化合物是用于PDT诊断和治疗性应用的二氢卟酚或菌绿素。
有效的光敏剂应该满足几种性质。其中,为了有效破坏深部靶组织所需的特性是在长波长处的强吸收。许多现行的光敏剂不够有效,因为它们在光谱的红光范围具有低吸收。二氢卟酚的优点在于它们在电磁波谱的红光和近红外区中具有强烈的吸收。因为较长波长的光在组织中穿透较深,因此如果将PDT用于肿瘤疗法,能够治疗例如更扩散的肿瘤。具有PDT应用潜力的二氢卟酚可以源自于天然来源或全合成。
如果二氢卟酚源自于天然化合物,它们通常通过叶绿素或细菌叶绿素的衍生获得,例如在专利号US5,330,741中公开的源自于光合植物和藻类叶绿素a的光敏剂。由于天然化合物的敏感性,这通常是困难的并且需要大量资源。因此,通过全合成来合成二氢卟酚是有吸引力的替代方案。通过全合成制备二氢卟酚和菌绿素的方法在本技术领域中是已知的。一般来说,这些化合物通过首先合成卟啉,然后将卟啉***转变成二氢卟酚或菌绿素***来制备。该步骤可以例如通过用原位产生的二亚胺还原或通过用四氧化锇进行顺式二羟基化来执行;引起反式二羟基化的多步反应也是已知的(专利EP00337601B1;专利申请WO09613504A1;专利申请WO00061584A1;C.Brückner,D.Dolphin,“从内消旋-四苯基卟啉的四氧化锇氧化产生的2,3-连位-二羟基-内消旋-四苯基二氢卟酚”(2,3-vic-Dihydroxy-meso-tetraphenylchlorinsfromtheOsmiumTetroxideOxidationofmeso-Tetraphenylporphyrin),TetrahedronLett.1995,36,3295-3298;C.Brückner,D.Dolphin,“内消旋-四苯基二氢卟酚的β,β’-二羟基化”(β,β’-Dihydroxylationofmeso-Tetraphenylchlorins),TetrahedronLett.1995,36,9425-9428;H.W,Daniell,S.C.Williams,H.A.Jenkins,C.Brückner,“内消旋-四苯基-2,3-二羟基二氢卟酚的氧化:β,β’-二氧代二氢卟酚的简化合成”(Oxidationofmeso-tetra-phenyl-2,3-dihydroxychlorin:simplifiedsynthesisofβ,β’-dioxochlorin),TetrahedronLett.2003,44,4045-4049;F.Rancan,A.Wiehe,M.M.O.Senge,S.AlOmari,F.M.John,B.“取代对不对称二羟基二氢卟酚在Jurkat细胞中的细胞内摄取、亚细胞定位和光敏作用方面的影响”(Influenceofsubstitutionsonasymmetricdihydroxychlorinswithregardtointracellularuptake,subcellularlocalizationandphotosensitizationinJurkatcells),J.Photochem.PhotobiolB:Biology2005,78,17-28;I.Laville,T.Figueiredo,B.Loock,S.Pigaglio,Ph.Maillard,D.S.Grierson,D.Carrez,A.Croisy,J.Blais,“三和四(间羟基苯基)二氢卟酚的糖基接合衍生物的合成、细胞内化和光动力活性”(Synthesis,CellularInternalizationandPhotodynamicActivityofGluco-conjugatedDerivativesofTriandTetra(meta-hydroxyphenyl)chlorines),Bioorg.Med.Chem.2003,11,1643-1652)。主要研究和测试了在内消旋上具有四个相同取代基的化合物的PDT疗效。一个突出的实例是替莫泊芬,它是在欧洲成功地用作头颈癌的PDT疗法药品的药品Foscan中的活性化合物。此外,上面提到的专利申请WO09613504A1中的所有实例是具有四个相同内消旋取代基的化合物。现有的几份关于来自全合成的不对称四-内消旋取代的二氢卟酚的出版物是所谓的A3B类型的,即包含三个相同和一个不同的内消旋取代基(I.Laville,T.Figueiredo,B.Loock,S.Pigaglio,Ph.Maillard,D.S.Grierson,D.Carrez,A.Croisy,J.Blais,“三和四(间羟基苯基)二氢卟酚的糖基接合衍生物的合成、细胞内化和光动力活性”(Synthesis,CellularInternalizationandPhotodynamicActivityofGluco-conjugatedDerivativesofTriandTetra(meta-hydroxyphenyl)chlorines),Bioorg.Med.Chem.2003,11,1643-1652;F.Rancan,A.Wiehe,M.M.O.Senge,S.AlOmari,F.M.John,B.“取代对不对称二羟基二氢卟酚在Jurkat细胞中的细胞内摄取、亚细胞定位和光敏作用方面的影响”(Influenceofsubstitutionsonasymmetricdihydroxychlorinswithregardtointracellularuptake,subcellularlocalizationandphotosensitizationinJurkatcells),J.Photochem.PhotobiolB:Biology2005,78,17-28;J.K.Macalpine,R.Boch,D.Dolphin,“四苯基-2,3-二羟基二氢卟酚作为潜在光敏剂的评估”(Evaluationoftetraphenyl-2,3-dihydroxychlorinsaspotentialphotosensitizers),J.PorphyrinsPhthalocyanines2002,6,346-155)。使用对称取代的卟啉将其转变成二氢卟酚的一个原因是在这种情况下不形成异构体。如果不形成异构体,得到的化合物容易被表征和制备,这是商业化生产的关键因素。如果使用不对称取代的卟啉将其转变成二氢卟酚,将形成不同的区域异构体(regioisomer),其需要随后进行分离(在取代基反式排列的情况下不需要,参见图2)。因此,在本技术领域中发现的具有内消旋-A3B取代的二氢卟酚通常表征差,或作为异构体混合物不分离就加以使用(例如J.K.Macalpine,R.Boch,D.Dolphin,“四苯基-2,3-二羟基二氢卟酚作为潜在光敏剂的评估”(Evaluationoftetraphenyl-2,3-dihydroxychlorinsaspotentialphotosensitizers),J.PorphyrinsPhthalocyanines2002,6,346-155;I.Laville,T.Figueiredo,B.Loock,S.Pigaglio,Ph.Maillard,D.S.Grierson,D.Carrez,A.Croisy,J.Blais,“三和四(间羟基苯基)二氢卟酚的糖基接合衍生物的合成、细胞内化和光动力活性”(Synthesis,CellularInternalizationandPhotodynamicActivityofGluco-conjugatedDerivativesofTriandTetra(meta-hydroxyphenyl)chlorines),Bioorg.Med.Chem.2003,11,1643-1652)。因为纯化混合物以消除对PDT效应没有贡献的异构体或富集具有活性化合物的制备物是困难的,因此找到容易表征和使用简单的制备方法生产的备选的不对称四-内消旋取代的二氢卟酚,将是有利的。特别是为了获取不对称取代的二氢卟酚的特殊性质,因为它们能够增加化合物的两亲性,并因此增加它们的膜亲和性和PDT疗效。
因此,对于增加当前技术中用作光敏剂的生物活性化合物的有效性,以便成功地进行范围广泛的光辐射治疗例如癌症、感染和其他疾病的光动力疗法,存在着需求。此外,需要提供制备和应用不对称四-内消旋取代的二氢卟酚的新方法,以便提供比到目前为止可用的更强的光敏剂。因此,通过利用不对称四-内消旋取代的二氢卟酚的性质将增加PDT的疗效,例如在电磁波谱的红光和近红外区的长波长处的强吸收用于更深的组织穿透,由于其增加膜亲和性的特定两亲性以及取决于具体PDT应用的定制药代动力学行为而导致的对肿瘤或其他靶组织高于周围健康组织的选择性的增加。
发明目的和简要概述
本发明的目的是提供可以作为光敏剂用于范围广泛的应用的生物活性化合物,所述应用包括光辐射治疗例如癌症、感染和其他疾病的光动力疗法。
本发明的另一个目的是将化学稳定的卟啉和二氢卟酚衍生物用于各种医学应用、例如光动力疗法中。
本发明的另一个目的是提供不对称四-内消旋取代的二氢卟酚结构,其可用于肿瘤和其他过度增殖性疾病、皮肤科病症、病毒或细菌感染、眼科病症或泌尿科病症的光动力疗法中。
本发明的另一个目的是提供不对称四-内消旋取代的二氢卟酚结构,其可用于非肿瘤适应症例如关节炎和类似炎性疾病的荧光诊断和PDT治疗。
本发明的另一个目的是提供制备和纯化这类不对称四-内消旋取代的二氢卟酚的方法,并且提供用于分离所形成的异构体的方法。
本发明的另一个目的是提供高两亲性化合物,以用在肿瘤、皮肤科病症、病毒或细菌感染、眼科病症或泌尿科病症的PDT治疗中。
本发明的另一个目的是提供制备方法,所述方法能够指导起始原料的二羟基化或还原以便有利于一种异构体的形成。
本发明的另一个目的是提供用于本发明的生物活性化合物的可药用制剂例如注射用脂质体制剂,以避免不想要的效应例如在注射位点沉淀或延迟四吡咯***的药代动力学。
简单来说,本发明提供了生物活性化合物,其可以作为光敏剂用于诊断和治疗性应用,特别是用于癌症、感染和其他过度增殖性疾病的PDT,非肿瘤适应症例如关节炎、炎性疾病、病毒或细菌感染、皮肤科、眼科和泌尿科病症的荧光诊断和PDT治疗,本发明还提供了获得药用质量的所述化合物的方法。一个实施方案由如下方法构成:合成具有确定的内消旋取代基排列的卟啉,然后通过二羟基化或还原将该卟啉***转变成二氢卟酚***,以及如果形成一种以上的异构体,通过正相或反相二氧化硅色谱将它们分离。在另一个实施方案中,对卟啉上的取代基进行选择,来引导还原或二羟基化成二氢卟酚,以便选择性形成某种异构体。另一个实施方案是提供具有较高膜亲和性和PDT疗效增加的两亲性化合物。在另一个实施方案中,提供了不使用气态H2S来还原性裂解锇酸(VI)酯的方法。在另一个实施方案中,鉴定了通过其空间和/或电子影响来引导与二亚胺的二羟基化或还原以便有利于一种异构体的取代基。另一个实施方案构成如下:将所需的异构体配制成注射用脂质体制剂,以避免不想要的效应例如注射时的溶解性问题或四吡咯***的药代动力学延迟。
在结合附图阅读下面的说明书后,本发明的上述以及其他目的、特点和优点将变得明显。
附图说明
图1显示了特别适合于医学应用的、合并有两个非极性(烷基)和两个极性内消旋取代基的不对称四-内消旋取代的二氢卟酚结构的实例。
图2描绘了本发明的实施方案,其显示了特异性取代的卟啉衍生物,具体为1、2、3或4型二氢卟酚衍生物。
图3显示了本发明的实施方案,其描绘了准备转变成二氢卟酚***的卟啉***的排列,其中卟啉***是具有“顺式”或“反式”内消旋取代基排列的A2B2类型的,并且A是非极性(烷基)取代基,B是极性取代基。
优选实施方案的详细描述
本发明提供了生物活性化合物,其可以作为光敏剂用于范围广泛的光辐射治疗,例如癌症、过度增殖性疾病、皮肤科病症、病毒或细菌感染疾病、眼科病症和/或泌尿科病症的光动力疗法。本发明所提供的备选光敏剂具有容易生产和表征的优点。此外,由于本发明提供了为所需的PDT应用定制两亲性化合物的方法,因此增加了靶组织选择性并因而增加了PDT疗效。本发明提高了现有技术的生物活性化合物的有效性,由于它们在电磁波谱的红光和近红外区的长波长处的强吸收,提供了更深的组织穿透,并且由于其定制的两亲性以及取决于具体PDT应用的定制药代动力学行为,相对于周围健康组织提高了对靶组织的选择性。
可用于不同医学适应症、特别是PDT的本发明生物活性化合物,是不对称四-内消旋取代的二氢卟酚结构。事实上,出人意料地发现,如图1中所示,在其结构中合并有两个非极性(烷基)和两个极性内消旋取代基的二氢卟酚,特别适合于这样的医学应用。此外,新发明扩展了其应用,因为它可用于非肿瘤适应症例如关节炎和类似炎性疾病的荧光诊断和PDT治疗。
为了获得新的光敏剂,本发明使用了图2中显示的式1、2、3和4的化学上稳定的卟啉和二氢卟酚衍生物,并提供了制备和分离所形成的异构体以获得内消旋烷基取代的二氢卟酚、更具体为可用于光动力疗法的不对称四内消旋取代的二氢卟酚结构的方法。对于部分内消旋烷基取代的二氢卟酚来说,事实上在文献中只有一个实例(F.Rancan,A.Wiehe,M.M.O.Senge,S.AlOmari,F.M.John,B.“取代对不对称二羟基二氢卟酚在Jurkat细胞中的细胞内摄取、亚细胞定位和光敏作用方面的影响”(Influenceofsubstitutionsonasymmetricdihydroxychlorinswithregardtointracellularuptake,subcellularlocalizationandphotosensitizationinJurkatcells),J.Photochem.PhotobiolB:Biology2005,78,17-28;化合物也是内消旋-A3B-取代形式的)。另一方面,特别是这类区域异构纯(尽管在大多数情况下仍然是对映异构混合物)的不对称取代的二氢卟酚,作为用于PDT的光敏剂可能是非常受关注的,因为这种不对称取代可以增加化合物的两亲性,从而增加它们的膜亲和性和PDT疗效。此外,在与本发明相关的研究过程中已意外地发现,在不同的二氢卟酚异构体之间有时存在PDT疗效的显著差异。
本发明的一个实施方案是合成具有确定的内消旋取代基排列的卟啉[如图3中所示的具有“顺式”或“反式”内消旋取代基排列的A2B2类型的卟啉,其中例如A是非极性(烷基)取代基,B是极性取代基],然后通过二羟基化或还原将该卟啉***转变成二氢卟酚***(例如记载于:M.Schroeder,“不饱和底物的四氧化锇顺式二羟基化”(OsmiumTetraoxideCisDihydroxylationofUnsaturatedSubstrates),Chem.Rev.1980,80,187-213;R.Bonnett,R.D.White,U.-J.Winfield,M.C.Berenbaum,“作为肿瘤光敏剂的内消旋四(羟基苯基)卟啉系列的羟基卟啉类”(Hydroporphyrinsofthemeso-tetra(hydroxyphenyl)porphyrinseriesastumorphotosensitizers),Biochem.J.1989,261,277-280)。在最后一步中,(如果形成一种以上异构体)通过正相或反相二氧化硅色谱来分离异构体。
本发明的另一个实施方案由如下步骤构成:合成具有确定取代基排列的卟啉,将其转变成二氢卟酚,如上所述分离异构体,然后将所需异构体配制成脂质体制剂。
在本发明的另一个实施方案中,合成了‘反式’A2B2类型的卟啉,将其转变成二羟基二氢卟酚并通过色谱进行纯化。
在本发明的另一个实施方案中,合成了‘顺式’-A2B2类型的卟啉,将其转变成二羟基二氢卟酚,然后通过色谱分离和纯化异构体。
还已发现,卟啉上的取代基由于其电子和空间影响,可以引导二羟基化,从而有利于一种异构体的形成。因此,在本发明的另一个实施方案中,选择卟啉上的取代基来引导还原或二羟基化成二氢卟酚(实施例3.2和3.4),以便选择性形成某种异构体。
在本发明的特别优选实施方案中,合成了取代基A为己基链、取代基B为甲氧羰基苯基残基的‘反式’-A2B2类型的卟啉。然后将该卟啉转变成二羟基二氢卟酚,并将剩余的甲基酯水解以回收相应的羧酸。
用于合成作为本发明主题的二氢卟酚的可接受的起始原料是吡咯和醛类。更具体来说,使用吡咯和两种醛——一种链烷醛和一种芳醛来合成不对称取代的卟啉,所述卟啉是合成相应二氢卟酚的基础。吡咯和醛类进行缩合反应。适合用于这种缩合的方法在本技术领域中已久为人知(J.S.Lindsey,I.C.Schreiman,H.C.Hsu,P.C.Kearney和A.M.Marguerettaz,J.Org,Chem,1987,52,827-836)。可供选择地,不对称取代的卟啉也可以使用二或三吡咯甲烷和醛类来合成,这也是本技术领域中已知的(C-H.Lee,J.S.Lindsey,“内消旋取代的二吡咯甲烷的一烧瓶式合成及其在反式取代的卟啉结构单元合成中的应用(One-FlaskSynthesisofMeso-SubstitutedDipyrromethanesandTheirApplicationintheSynthesisofTrans-SubstitutedPorphyrinBuildingBlocks),Tetrahedron1994,50,11427-11440)。在缩合并纯化所需的不对称取代的卟啉之后,将它们转变成二氢卟酚。因为在本技术领域中只知道一个实例是仅带有一个烷基取代基的四-内消旋取代的二氢卟酚,因此本发明的另一个实施方案提供了通过二羟基化制备多个内消旋烷基取代的二氢卟酚的方法。带有烷基链的内消旋取代的二氢卟酚的合成,用实施例3.1-3.4示例。此外,使用亲脂性烷基取代的卟啉作为二羟基化的底物是本发明的关键特点,因为它得以获得具有较高膜亲和性和PDT疗效增加的两亲性化合物。在实施例1.1和1.2中合成了一系列不对称取代的卟啉,其目的是获得既带有亲水基团也带有疏水基团的卟啉。
本技术领域中已知的使用四氧化锇对卟啉进行的二羟基化(参见上面的Brückner,等),使用气态H2S还原性裂解锇酸(VI)酯。使用气态和有毒的H2S,对于合成最终用在大规模药物制备中的化合物来说是不利的。此外,使用硫化氢带来杂质,使色谱处理失效和二氢卟酚异构体的分离变得困难。因此,本发明的另一个实施方案提供了在不使用气态H2S下对锇酸(VI)酯进行还原性裂解的简单方法。代之以使用少量在水/甲醇中的饱和亚硫酸氢钠溶液,将其添加到反应混合物中。在将混合物搅拌过夜后,定量性进行锇酸酯裂解成为二元醇(实施例3.1-3.4)。得到的二氢卟酚混合物可以通过色谱容易地分离和纯化。
因为四氧化锇或二亚胺的攻击可以发生在任何吡咯亚基上,因此在‘顺式’-A2B2类型卟啉的情况下,不对称取代的卟啉的反应导致形成3种区域异构体,而对于‘反式’-A2B2类型来说只形成一种区域异构体。因此,在另一个实施方案中,本发明鉴定了通过其空间和/或电子影响引导用二亚胺的二羟基化或还原、从而有利于一种异构体的取代基。在与本发明相关的研究过程中,发现对于’顺式’-A2B2类型卟啉(其中A=己基)来说,己基之间的吡咯亚基(实施例3.2和3.4)对于二羟基化是优选的。这种选择性的程度可能由简单的空间和/或电子效应引起。通过2D-NMR光谱学(COSY、HMQC和HMBC)明确确定了不同区域异构体的结构。1HNMR光谱已经显示了二羟基化的吡咯亚基对内消旋中的邻近基团的影响。有趣的是,由于二氢卟酚的偶极矩受到二元醇位置的影响,因此在大多数情况下化合物的色谱行为也反映出相应区域异构体的结构。
使用根据本发明生产的特定取代的两亲性卟啉和二氢卟酚衍生物,适合用于癌症和其他过度增殖性疾病和感染的光动力疗法。在另一个实施方案中,为了获得这样的两亲性化合物,将某些卟啉和二羟基二氢卟酚的甲基酯基团在碱性条件下水解,以提供相应的羧酸(实施例2和4)。这些酸在极性溶剂中具有增加的溶解度,增加了它们作为光敏剂的潜力。
通过首先将衍生物掺入用于将衍生物递送到特定治疗位点的可药用介质(例如乙醇性溶液或脂质体制剂)中,来实现PDT。在将介质中的衍生物给药于治疗区域后,给予充分的时间以使卟啉和二氢卟酚衍生物优先积累在患病组织中。最后,将治疗区域用适合波长和足够功率的光进行照射以激活卟啉衍生物,在所述患病组织的细胞中诱导坏死或凋亡。因此,主要优点之一是可以为本发明的生物活性化合物产生方便的药物制剂,例如注射用脂质体制剂,避免了不想要的效应例如在注射位点处的沉淀或四吡咯***的药代动力学延迟。由于它们的两亲性质,本发明的化学上稳定的卟啉和二氢卟酚衍生物可以制备成用于不同给药方法、例如注射的各种可药用和有活性的制剂。在特别优选的实施方案中,将这样的两亲性化合物配制在脂质体中(实施例8.1和8.2)。然后可以注射这种脂质体制剂,避免了不想要的效应例如在注射位点处的沉淀或四吡咯***的药代动力学延迟。
本发明的一种具体二氢卟酚衍生物——按照实施例4.1制备的5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚,在使用HT29细胞系的细胞培养实验中暗毒性(DT)和光毒性(实施例6.1)的测定,显示出化合物用于PDT的优异性质。本发明化合物的良好光毒性性质的其他实例以实施例6.2和6.3进行说明。包括在HT29细胞系中进行的实验的其他实施例6.4-6.6,用于说明不具有本发明中有利的取代基组合和排列的其他二羟基二氢卟酚显示出不太有希望的PDT活性。
因为本发明的另一个目的是在关节炎和类似炎性疾病的诊断和治疗中使用所公开的卟啉和二氢卟酚衍生物,因此实施例7.1-7.4中呈现的数据总结了使用一系列本发明的化合物对两种与关节炎特别相关的细胞系(HIG82和J774A.1,兔滑膜细胞和小鼠巨噬细胞系)进行光动力处理的结果。同样地,也包括不具有有利的取代基组合并缺乏光动力活性的化合物的阴性实施例(7.5)。
提出了下面的实施例为本技术领域的普通专业人员提供关于如何制造本发明的二氢卟酚衍生物的全面和说明性的公开和描述,并显示了所述衍生物的光动力活性,并且这些实施例不打算限制本发明人所认为的本发明的范围。已努力确保所使用的数字(例如量、温度等)的精确性,但仍将有一些实验误差和偏差。此外,已采取最佳措施使用***IUPAC名称命名化合物,然而基准是根据实验光谱数据给出的结构式。
实施例
使用的所有试剂从商业供应商购买。四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基氧基-苯甲醛(I.Laville,S.Pigaglio,J.-C.BlaisB.Loock,Ph.Maiilard,D.S.Grieson,J.Blais,Biorg.MedChem.2004,12,3673-3682)和5-(4-甲氧羰基苯基)-二吡咯甲烷(B.J.Littler,M.A.Miller,C-H.Hung,R.W.Wagner,D.F.O′Shea,P.D.Boyle,J.S.Lindsey,J.Org.Chem.1999,64,1391-1396)按照文献制备。二氯甲烷在使用前通过与K2CO3进行蒸馏进行纯化。薄层色谱(TLC)使用预先涂布在铝片上的Merck硅胶60(不含荧光指示剂)来进行。快速柱色谱使用Merck硅胶60,0.040-0.063mm(230-400目)进行。在BrukerAC250、AC500或AMX500仪器上记录在CDCl3、(CD3)2CO或(CD3)2SO中的1H和13CNMR谱。化学位移δ以相对于作为内标的TMS或相对于残留溶剂峰的共振的ppm给出,J值以Hz给出。在VarianMAT771、VarianIonSpecQFT-7或Agilent6210ESI-TOF仪器上记录质谱图。电子吸收谱使用二氯甲烷或丙酮作为溶剂在SpecordS300(AnalytikJena)分光光度计上记录。
实施例1
不对称取代的卟啉的制备
1.15,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(方法A)和5,10-二己基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉的制备
在典型的实验中,将无水二氯甲烷(1500ml)置于装备有磁力搅拌器和氩气入口的三颈烧瓶中。在加入吡咯(1.05ml,15mmol)、庚醛(1.05ml,7.5mmol)和4-甲酰基苯甲酸甲酯(1.23g,7.5mmol)后,将烧瓶屏蔽来自环境的光,并加入TFA(1.16ml,15mmol),并将反应混合物在室温搅拌18小时。然后加入悬浮在无水二氯甲烷(100ml)中的DDQ(2.55g,11.25mmol)。在继续搅拌1小时后,加入三乙胺(3ml)。为了除去聚合副产物,将反应混合物通过硅胶过滤。将溶剂蒸发,使用二氯甲烷通过快速色谱进行分离,并使用3∶1的二氯甲烷/己烷(第一条带)和二氯甲烷(第二条带和第三条带)作为洗脱液进一步纯化。通过从二氯甲烷/甲醇中重结晶来实现进一步纯化。来自柱的第一条带含有5,10,15-三己基-20-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(203mg,12%),第二条带含有标题化合物5,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(109mg,4%),第三条带含有标题化合物5,10-二己基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(199mg,7%)。
5,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉
紫色微晶固体,mp238℃;λmax(CH2Cl2)/nm421(ε/dm3mol-1cm-1253500),517(13400),553(7600),594(3900)和650(5000);δH(250MHz;CDCl3)-2.71(2H,s,NH),0.92(6H,t,J7.3,2×CH3),1.29-1.53(8H,m,4×CH2),1.76(4H,mc,2×CH2),2.48(4H,mc,2×CH2),4.14(6H,s,2×OCH3),4.89(4H,t,J7.7,2×CH2),8.27(4H,d,J8.2,Ar),8.45(4H,d,J8.2,Ar),8.79(4H,d,J5.0,β-H),9.40(4H,d,J5.0,β-H);δC(63MHz;CDCl3)14.26(CH3),22.84(CH2),30.37(CH2),32.04(CH2),35.49(CH2),38.89(CH2),52.55(OCH3),117.88(内消旋-C),120.48(内消旋-C),127.93(Ar),128.20(Ar),129.70(Ar),131.46(Ar),134.61(Ar),147.67(Ar),167.53(CO2CH3);m/z(ESI)747.3904([M+H]+,C48H51N4O4 +要求747.3905)。
5,10-二己基-15,20-双(4-甲氧羰基苯基)-卟啉
紫色微晶固体,mp131℃;λmax(CH2Cl2)/nm420(ε/dm3mol-1cm-1263300),519(12000),553(7000),596(3900)和652(4000);δH(250MHz;CDCl3)-2.72(2H,s,NH),0.95(6H,t,J7.3,2×CH3),1.45(8H,mc,4×CH2),1.79(4H,mc,2×CH2),2.52(4H,mc,2×CH2),4.12(6H,s,2×OCH3),4.91(4H,t,J8.2,2×CH2),8.24(4H,d,J8.2,Ar),8.43(4H,d,J8.2,Ar),8.69(2H,s,β-H),8.78(2H,d,J5.0,β-H),9.41(2H,d,J5.0,β-H),9.50(2H,s,β-H);δC(63MHz;CDCl3)14.30(CH3),22.89(CH2),30.43(CH2),32.06(CH2),35.86(CH2),39.06(CH2),52.53(OCH3),117.49(内消旋-C),120.98(内消旋-C),128.05(Ar),128.63(Ar),129.68(Ar),130.88(Ar),134.63(Ar),147.30(Ar),167.51(CO2CH3);m/z(ESI)747.3932([M+H]+,C48H51N4O4 +要求747.3905)。
1.25,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉的制备(方法B)
在典型的实验中,将乙腈(500ml)置于装备有磁力搅拌器和氩气入口的三颈烧瓶中。在加入5-(4-甲氧羰基苯基)-二吡咯甲烷(714mg,2.6mmol)和庚醛(0.36ml,2.6mmol)后,将烧瓶屏蔽来自环境的光,加入TFA(0.2ml,2.6mmol),并将反应混合物在室温搅拌18小时。然后加入悬浮在乙腈(30ml)中的DDQ(860mg,3.8mmol)。在继续搅拌1小时后,加入三乙胺(1ml)。将溶剂蒸发,使用95∶5的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液通过快速色谱进行初步纯化,并使用99∶1的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过快速色谱进一步纯化。在从二氯甲烷/甲醇重结晶后获得标题化合物5,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(81mg,9%)。
1.35,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-卟啉和5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-卟啉的制备
在典型的实验中,将无水二氯甲烷(1500ml)置于装备有磁力搅拌器和氩气入口的三颈烧瓶中。在加入吡咯(1.05ml,15mmol)、十四烷醛(1593mg,7.5mmol)和3-羟基苯甲醛(916mg,7.5mmol)后,将烧瓶屏蔽来自环境的光,并加入TFA(1.16ml,15mmol),并将反应混合物在室温搅拌4小时。然后加入悬浮在无水二氯甲烷(100ml)中的DDQ(2.55g,11.25mmol)。在继续搅拌1小时后,加入三乙胺(6ml)。为了除去聚合副产物,将反应混合物通过硅胶过滤。将溶剂蒸发,使用90∶10和95∶5的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过重复的快速色谱进行分离。通过从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶来实现进一步纯化。来自柱的第一条带含有5-(3-羟基苯基)-10,15,20-三-(十三烷基)-卟啉(68mg,4%),第二条带含有标题化合物5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-卟啉(52mg,2%),第三条带含有标题化合物5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-卟啉(114mg,4%)。
5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-卟啉
紫色微晶固体,mp133℃;δH(500MHz;CDCl3)-2.70(2H,s,NH),0.87(6H,t,J7.0,2×CH3),1.25-1.33(32H,m,16×CH2),1.46(4H,mc,2×CH2),1.72(4H,mc,2×CH2),2.46(4H,mc,2×CH2),4.84(4H,t,J8.0,2×CH2),7.15-7.17(2H,m,Ar),7.46-7.47(2H,m,Ar),7.54(2H,d,J7.5,Ar),7.73(2H,d,J7.5,Ar),8.83(4H,d,J4.7,β-H),9.33(4H,d,J4.7,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.1(CH3),22.7(CH2),29.3(CH2),29.6(CH2),29.7(CH2),30.5(CH2),31.9(CH2),35.2(CH2),38.7(CH2),114.6(Ar),118.2(内消旋-C),119.9(内消旋-C),121.7(Ar),127.5(Ar),127.6(β-C),131.6(β-C),144.1(Ar),153.7(Ar);m/z(EI)858([M]+,100%),689([M-C12H15]+,87),429([M]2+,9)。
5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-卟啉
紫色微晶固体,mp113℃;δH(500MHz;CDCl3)-2.68(2H,s,NH),0.88(6H,t,J6.9,2×CH3),1.27-1.37(32H,m,16×CH2),1.46-1.52(4H,m,2×CH2),1.72-1.78(4H,m,2×CH2),2.46-2.52(4H,m,2×CH2),4.86(4H,t,J7.0,2×CH2),6.93-7.09(2H,m,Ar),7.25-7.30(2H,m,Ar),7.38-7.46(2H,m,Ar),7.56-7.65(2H,m,Ar),8.54-8.62(2H,m,β-H),8.75-8.79(2H,m,β-H),9.30(2H,d,J4.8,β-H)9.49(2H,s,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.1(CH3),22.7(CH2),29.7(CH2),30.6(CH2),31.9(CH2),35.6(CH2),38.9(CH2),114.5(Ar),118.0(内消旋-C),120.3(内消旋-C),121.6(Ar),127.5(Ar),127.6(Ar),143.5(Ar),153.6(Ar);m/z(EI)858([M]+,100%),689([M-C12H15]+,36),520([M-C12H15]+,6),429([M]2+,4)。
1.35,10,15-三己基-20-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉的制备
在典型的实验中,将无水二氯甲烷(1500ml)置于装备有磁力搅拌器和氩气入口的三颈烧瓶中。在加入吡咯(10.5ml,150mmol)、庚醛(15.8ml,113mmol)和4-甲酰基苯甲酸甲酯(6.2g,38mmol)后,将烧瓶屏蔽来自环境的光,加入TFA(2.15ml,28mmol),并将反应混合物在室温搅拌18小时。然后加入悬浮在无水二氯甲烷(100ml)中的DDQ(25g,110mmol)。在继续搅拌1小时后,加入三乙胺(6ml)。为了除去聚合副产物,将反应混合物通过硅胶过滤。将溶剂蒸发,使用二氯甲烷通过快速色谱进行分离,并使用3∶1的二氯甲烷/己烷进一步纯化。通过从二氯甲烷/甲醇中重结晶来实现进一步纯化。来自柱的第一条带含有5,10,15,20-四己基-卟啉(930mg,5%),第二条带含有标题化合物5,10,15-三己基-20-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(1400mg,5%)。
5,10,15-三己基-20-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉
紫色微晶固体;λmax(CH2Cl2)/nm418(ε/dm3mol-1cm-1290300),519(14600),553(9100),597(4200)和654(6400);δH(250MHz;CDCl3)-2.68(2H,s,NH),0.92-1.06(9H,m,3×CH3),1.33-1.60(12H,m,6×CH2),1.73-1.88(6H,m,3×CH2),2.43-2.60(6H,m,3×CH2),4.14(3H,s,OCH3),4.85-4.96(6H,m,CH2),8.25(2H,d,J8.2,Ar),8.43(2H,d,J8.2,Ar),8.73(2H,d,J5.5,β-H),9.36(2H,d,J5.5,β-H),9.45(2H,d,J5.5,β-H),9.48(2H,d,J5.5,β-H);δC(63MHz;CDCl3)14.30(CH3),22.89(CH2),22.93(CH2),30.39(CH2),30.46(CH2),32.07(CH2),35.37(CH2),35.96(CH2),38.83(CH2),39.04(CH2),52.51(OCH3),116.54(内消旋-C),119.51(内消旋-C),120.01(内消旋-C),127.95(Ar),128.26(Ar),129.52(Ar),130.84(Ar),134.63(Ar),147.77(Ar),167.58(CO2CH3);m/z(ESI)697.4467([M+H]+,C46H57N4O2 +要求697.4476)。
实施例2
不对称羧基取代的卟啉的制备
2.15,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-卟啉的制备
在典型的实验中,将KOH(200mg,3.6mmol)在甲醇(1ml)中的溶液加入到5,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(31mg,0.04mmol)在THF(8ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-卟啉(26mg,87%)。
5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-卟啉
紫色微晶固体,δH(250MHz;(CD3)2SO)-2.96(2H,s,NH),0.81(6H,t,J7.1,2×CH3),1.15-1.41(8H,m,4×CH2),1.60-1.71(4H,m,2×CH2),2.25-2.37(4H,m,2×CH2),4.81-4.86(4H,m,2×CH2),8.21(4H,d,J8.15Ar),8.33(4H,d,J8.15Ar),8.71(4H,d,J4.8,β-H),9.57(4H,d,J4.8,β-H);m/z(ESI)719.3621([M+H]+,C46H47N4O4 +要求719.3592)。
2.25,10-双-(4-羧基苯基)-15,20-二己基-卟啉的制备
在典型的实验中,将KOH(200mg,3.6mmol)在甲醇(1ml)中的溶液加入到5,10-二己基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(34mg,0.05mmol)在THF(8ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5,10-双-(4-羧基苯基)-15,20-二己基-卟啉(26mg,79%)。
5,10-双-(4-羧基苯基)-15,20-二己基-卟啉
紫色微晶固体,δH(250MHz;(CD3)2SO)-2.99(2H,s,NH),0.81(6H,t,J7.0,2×CH3),1.19-1.41(8H,m,4×CH2),1.60-1.71(4H,m,2×CH2),2.25-2.36(4H,m,2×CH2),4.78-4.83(4H,m,2×CH2),8.18(4H,d,J8.0,Ar),8.30(4H,d,J8.0,Ar),8.63(2H,s,β-H),8.69(2H,d,J4.7,β-H),9.54(2H,d,J4.7,β-H),9.62(2H,s,β-H);m/z(ESI)719.3611([M+H]+,C46H47N4O4 +要求719.3592)。
实施例3
不对称取代的顺式-二羟基-二氢卟酚的制备
3.15,15-二己基-7,8-二羟基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将四氧化锇(40mg,0.16mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(4ml)中的溶液加入到5,15-二己基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(90mg,0.12mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(9ml)中的搅拌过的溶液中。在搅拌3小时后加入亚硫酸氢钠在1∶1的水/甲醇(15ml)中的饱和溶液,并将混合物搅拌18小时。将反应混合物通过硅藻土过滤,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,并使用95∶5的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过快速色谱,然后从二氯甲烷/甲醇中重结晶,对残余物进行纯化。来自柱的第一条带含有起始原料(20mg,22%),第二条带含有标题化合物5,15-二己基-7,8-二羟基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(52mg,55%)。
5,15-二己基-7,8-二羟基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp124℃;λmax(CH2Cl2)/nm411(ε/dm3mol-1cm-1182900),428(159800),524(15500),550(18400),594(8200)和646(19200);δH(500MHz;CDCl3)-1.94(2H,brs,NH),0.89-0.95(6H,m,2×CH3),1.31-1.50(8H,m,4×CH2),1.67-1.76(4H,m,2×CH2),2.15-2.29(2H,m,CH2),2.33-2.41(2H,m,CH2),4.08(3H,s,OCH3),4.11(3H,s,OCH3),4.32-4.39(1H,m,HCH),4.48-4.54(1H,m,HCH),4.59-4.65(2H,m,CH2),6.22(1H,d,J7.1,β-H),6.45(1H,d,J7.1,β-H),7.95(1H,d,J7.3,Ar),8.04(1H,d,J7.4,Ar),8.15(2H,d,J8.3,Ar),8.19(1H,d,J5.0,β-H),8.32-8.39(4H,brm,Ar),8.42(1H,d,J4.6,β-H),8.61(1H,d,J4.9,β-H),9.00(1H,d,J4.9,β-H),9.06(1H,d,J4.6,β-H),9.13(1H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.26(CH3),14.30(CH3),22.81(CH2),22.91(CH2),30.33(CH2),30.42(CH2),31.98(CH2),32.07(CH2),33.38(CH2),35.22(CH2),36.76(CH2),38.20(CH2),52.55(OCH3),73.60(β-C),74.05(β-C),111.35(内消旋-C),113.39(内消旋-C),120.54(内消旋-C),122.28(β-C),123.81(内消旋-C),124.14(β-C),124.86(β-C),127.97(Ar),128.62(β-C),128.73(Ar),129.32(Ar),129.65(Ar),129.75(β-C),129.81(α-C),132.35(Ar),133.09(β-C),134.03(Ar),134.27(Ar),135.72(α-C),139.04(α-C),141.43(α-C),146.84(Ar),147.29(Ar),151.59(α-C),153.67(α-C),159.05(α-C),162.79(α-C),167.26(CO2CH3),167.50(CO2CH3);m/z(ESI)781.3988([M+H]+,C48H53N4O6 +要求781.3960)。
3.25,10-二己基-7,8-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚、5,20-二己基-7,8-二羟基-10,15-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚和5,10-二己基-17,18-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将四氧化锇(100mg,0.39mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(10ml)中的溶液加入到5,10-二己基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(226mg,0.30mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(35ml)中的搅拌过的溶液中。在搅拌20小时后加入亚硫酸氢钠在1∶1的水/甲醇(40ml)中的饱和溶液,并将混合物搅拌18小时。将反应混合物通过硅藻土过滤,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,并使用90∶10的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过快速色谱,然后从二氯甲烷/甲醇中重结晶,对残余物进行纯化。来自柱的第一条带含有起始原料(38mg,18%),第二条带含有标题化合物5,10-二己基-7,8-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(60mg,25%),第三条带含有标题化合物5,20-二己基-7,8-二羟基-10,15-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(74mg,31%),第四条带含有标题化合物5,10-二己基-17,18-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚(22mg,9%)。
5,10-二己基-7,8-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp171-178℃;λmax(CH2Cl2)/nm410(ε/dm3mol-1cm-1346000),426(339000),526(31100),553(38900),596(18100)和648(39400);δH(500MHz;CDCl3)-2.19(2H,m,NH),0.95(6H,t,J7.3Hz,2×CH3),1.36-1.49(8H,m,4×CH2),1.66-1.75(4H,m,2×CH2),2.09-2.23(4H,m,2×CH2),4.06(6H,s,2×OCH3),4.25-4.31(2H,m,CH2),4.38-4.44(2H,m,CH2),6.38(2H,s,β-H),7.90-7.98(2H,brm,Ar),8.02-8.09(2H,brm,Ar),8.14(2H,brs,β-H),8.28-8.30(4H,m,Ar),8.55(2H,d,J5.0,β-H),8.95(2H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.31(CH3),22.93(CH2),30.43(CH2),32.04(CH2),33.74(CH2),36.86(CH2),52.52(OCH3),73.89(β-C),113.47(内消旋-C),120.15(内消旋-C),122.51(β-C),127.97(β-C),129.49(β-C),132.45(Ar),133.88(Ar),134.19(Ar),134.69(α-C),140.16(α-C),146.83(Ar),152.33(α-C),161.12(α-C),167.45(CO2CH3);m/z(ESI)781.3993([M+H]+,C48H53N4O6 +要求781.3960)。
5,20-二己基-7,8-二羟基-10,15-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp128℃;λmax(CH2Cl2)/nm409(ε/dm3mol-1cm-1175100),428(143800),524(14900),551(17800),594(8400)和647(19800);δH(500MHz;CDCl3)-2.01(1H,s,NH),-1.81(1H,s,NH),0.92-0.98(6H,m,2×CH3),1.34-1.52(8H,m,4×CH2),1.68-1.77(4H,m,2×CH2),2.12-2.20(1H,m,HCH),2.21-2.29(1H,m,HCH),2.34-2.40(2H,m,CH2),4.05(3H,s,OCH3),4.09(3H,s,OCH3),4.29-4.35(1H,m,HCH),4.42-4.49(1H,m,HCH),4.53(2H,t,J8.3Hz,CH2),6.15(1H,d,J7.2,β-H),6.37(1H,d,J7.2,β-H),7.85(1H,d,J7.0,Ar),7.95(1H,d,J7.0,Ar),8.05-8.10(1H,m,Ar),8.11(1H,d,J4.9,β-H)8.16-8.23(1H,m,Ar),8.25-8.38(4H,m,Ar),8.42(1H,d,J4.6,β-H),8.47(1H,d,J4.9,β-H),8.98(1H,d,J5.0,β-H),9.04(1H,d,J4.6,β-H),9.16(1H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.28(CH3),14.33(CH3),22.86(CH2),22.95(CH2),30.38(CH2),30.46(CH2),31.98(CH2),32.09(CH2),33.68(CH2),35.48(CH2),36.80(CH2),38.38(CH2),52.52(OCH3),73.61(β-C),73.82(β-C),111.18(内消旋-C),113.40(内消旋-C),120.61(内消旋-C),122.36(β-C),123.73(内消旋-C),123.95(β-C),125.72(β-C),127.61(β-C),128.08(Ar),128.76(Ar),129.30(Ar),129.65(Ar),129.74(Ar),130.02(β-C),132.24(Ar),132.71(β-C),133.95(Ar),134.16(Ar),134.82(α-C),134.97(α-C),139.66(α-C),140.69(α-C),146.40(Ar),146.90(Ar),151.92(α-C),153.22(α-C),159.91(α-C),161.68(α-C),167.22(CO2CH3),167.46(CO2CH3);m/z(EI)780([M]+,21%),762([M-H2O]+,61),746([M-2OH]+,71),690([M-H2O-C5H11]+,51),675([M-2OH-C5H11]+,100),604([M-2OH-2C5H11]+,30),390([M]2+,8),381([M-H2O]2+,7),373([M-2OH]2+,7);m/zHRMS(EI)780.3889([M]+,C48H52N4O6 +要求780.3881)。
5,10-二己基-17,18-二羟基-15,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp121℃;λmax(CH2C12)/nm409(ε/dm3mol-1cm-1163200),428(128300),526sh(16300),547(19300),593(7700)和645(21000);δH(500MHz;CDCl3)-1.53(2H,s,NH),0.93(6H,t,J7.3Hz,2×CH3),1.36-1.49(8H,m,4×CH2),1.73(4H,mc,2×CH2),2.40(4H,mc,CH2),4.05(6H,s,2×OCH3),4.58-4.67(4H,m,2×CH2),6.10(2H,s,β-H),7.89(2H,d,J6.3,Ar),8.08(2H,d,J6.3,Ar),8.19(2H,d,J5.0,β-H),8.29(2H,d,J6.3,Ar),8.35(2H,d,J6.3,Ar),9.12(2H,d,J5.0Hz,β-H),9.13(2H,s,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.28(CH3),22.86(CH2),30.37(CH2),32.00(CH2),35.56(CH2),38.27(CH2),52.47(OCH3),73.94(β-C),111.25(内消旋-C),123.83(内消旋-C),124.22(β-C),125.41(β-C),128.67(Ar),129.14(Ar),129.63(Ar),130.34(β-C),132.36(Ar),134.16(Ar),135.14(α-C),140.19(α-C),146.53(Ar),152.94(α-C),160.57(α-C),167.31(CO2CH3);m/z(ESI)781.3989([M+H]+,C48H53N4O6 +要求781.3960)。
3.37,8-二羟基-5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将四氧化锇(36mg,0.14mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(4ml)中的溶液加入到5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-卟啉(89mg,0.09mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(6ml)中的搅拌过的溶液中。在搅拌5小时后加入亚硫酸氢钠在1∶1的水/甲醇(15ml)中的饱和溶液,并将混合物搅拌18小时。将反应混合物通过硅藻土过滤,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,并使用90∶10的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过快速色谱,然后从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶,对残余物进行纯化。来自柱的第一条带含有起始原料(30mg,39%),第二条带含有标题化合物7,8-二羟基-5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚(35mg,44%)。
7,8-二羟基-5,15-双-(3-羟基苯基)-10,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp111-120℃;δH(500MHz;CDCl3)-1.88(1H,s,NH),-1.65(1H,s,NH),0.82-0.85(6H,m,2×CH3),1.22-1.34(32H,m,16×CH2),1.40-1.49(4H,m,2xCH2),1.67-1.74(4H,m,2×CH2),2.22-2.40(4H,m,2×CH2),4.35-4.41(1H,m,HCH),4.61-4.71(3H,m,CH2,HCH),6.26-6.33(1H,m,β-H),6.50-6.53(1H,m,β-H),7.16-7.18(1H,m,Ar),7.25-7.28(1H,m,Ar),7.40-7.63(6H,m,Ar),8.35(1H,d,J4.8,β-H),8.52(1H,d,J4.9,β-H),8.75(1H,d,J4.9,β-H),9.14(2H,d,J4.9,β-H),9.32(1H,d,J4.8,β-H);δC(125MHz;CDCl3)13.5(CH3),22.5(CH2),28.9(CH2),29.1(CH2),29.2(CH2),29.4(CH2),29.5(CH2),29.6(CH2),29.7(CH2),30.2(CH2),30.5(CH2),31.8(CH2),34.5(CH2),36.3(CH2),38.1(CH2),72.9(β-C),74.5(β-C),113.0(内消旋-C),114.4(Ar),114.7(Ar),121.4(Ar),121.7(β-C),122.4(Ar),124.1(Ar),124.4(β-C),125.8(Ar),127.6(Ar),128.3(β-C),129.2(β-C),132.9(β-C),134.1(α-C),135.2(α-C),139.4(α-C),140.9(α-C),143.8(Ar),151.8(α-C),153.4(α-C),155.8(Ar);m/z(EI)875([M-H2O]+,37%),856([M-2H2O]+;13),706([M-H2O-C12H25]+,6)。
3.417,18-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-17,18-二氢卟酚、7,8-二羟基-5,20-双-(3-羟基苯基)-10,15-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚和7,8-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将四氧化锇(76mg,0.30mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(8ml)中的溶液加入到5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-卟啉(185mg,0.22mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(10ml)中的搅拌过的溶液中。在搅拌5小时后加入亚硫酸氢钠在1∶1的水/甲醇(20ml)中的饱和溶液,并将混合物搅拌18小时。将反应混合物通过硅藻土过滤,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,并使用90∶10、40∶10的二氯甲烷/乙酸乙酯和95∶5的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液通过重复的快速柱色谱,然后从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶,对残余物进行纯化。来自柱的第一条带含有起始原料(19mg,10%),第二条带含有标题化合物17,18-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-17,18-二氢卟酚(49mg,25%),第三条带含有标题化合物7,8-二羟基-5,20-双-(3-羟基苯基)-10,15-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚(47mg,24%),第四条带含有标题化合物7,8-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚(25mg,13%)。
17,18-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-17,18-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp103℃;δH(500MHz;(CD3)2SO)-2.22(2H,s,NH),0.78(6H,t,J6.92×CH3),1.10-1.30(32H,m,16×CH2),1.35-1.43(4H,m,2×CH2),1.60-1.70(4H,m,2×CH2),2.08-2.25(4H,m,2×CH2),4.32-4.40(2H,m,2×HCH),4.53-4.63(2H,m,2×HCH),6.01(2H,s,β-OH),6.44(2H,s,β-H),7.15-7.20(2H,m,Ar),7.45-7.54(6H,m,Ar),8.39(2H,s,β-H),8.72(2H,d,J4.7,β-H),9.19(2H,d,J4.7,β-H),9.79(2H,s,Ar-OH);δC(125MHz;(CD3)2SO)14.4(CH3),22.6(CH2),29.2(CH2),29.5(CH2),29.6(CH2),30.5(CH2),31.8(CH2),33.4(CH2),36.6(CH2),73.3(β-C),113.4(内消旋-C),115.4(Ar),120.8(内消旋-C),122.9(β-C),125.6(Ar),128.3(Ar),128.3(β-C),132.5(β-C),134.5(β-C),140.0(α-C),143.1(Ar),152.1(α-C),156.4(Ar),164.0(α-C);m/z(EI)892([M]+,5%),874([M-H2O]+,100),858([M-2OH)]+,31),705([M-H2O-C12H25]+,14)。
7,8-二羟基-5,20-双-(3-羟基苯基)-10,15-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp203-205℃;δH(500MHz;(CD3)2SO)-2.02(1H,s,NH),-1.92(1H,s,NH),0.78-0.82(6H,m,2×CH3),1.12-1.46(36H,m,18×CH2),1.59-1.71(4H,m,2×CH2),2.10-2.25(2H,m,CH2),2.26-2.32(2H,m,CH2),4.35-4.41(1H,m,HCH),4.60-4.66(1H,m,HCH),4.67-4.73(2H,m,CH2),5.31(1H,s,β-OH),5.81(1H,s,β-H),6.05-6.11(1H,m,β-H),6.38-6.44(1H,m,β-H),7.05-7.07(1H,m,Ar),7.14-7.19(1H,m,Ar),7.25-7.56(6H,m,Ar),8.23(1H,d,J4.8,β-H),8.43(1H,d,J4.6,β-H),8.56(1H,d,J4.9,β-H),9.17(1H,d,J4.6,β-H),9.25(1H,d,J4.8,β-H),9.54(1H,d,J4.9,β-H);δC(125MHz;(CD3)2SO)14.4(CH3),14.5(CH3),22.6(CH2),29.2(CH2),29.5(CH2),29.6(CH2),29.7(CH2),31.8(CH2),38.5(CH2),73.3(β-C),74.6(β-C),122.8(β-C),124.8(β-C),126.5(β-C),128.3(β-C),130.6(β-C),132.8(β-C),134.6(α-C),143.1(Ar),151.7(α-C),152.6(α-C),164.1(α-C);m/z(EI)874([M-H2O]+,20%),705([M-H2O-C12H25]+,9)。
7,8-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp137-141℃;δH(500MHz;(CD3)2SO)-1.56(2H,s,NH),0.83-0.86(6H,m,2×CH3),1.24-1.35(32H,m,16×CH2),1.45-1.51(4H,m,2×CH2),1.72-1.78(4H,m,2×CH2),2.42(4H,mc,2×CH2),4.70-4.80(4H,m,2×CH2),6.18-6.28(2H,m,β-H),7.12-7.15(2H,m,Ar),7.30-7.63(6H,m,Ar),8.37(2H5d,J4.8,β-H),8.59(2H,s,Ar-OH),9.26(2H,s,β-H),9.36(2H,d,J4.8,β-H);δC(125MHz;(CD3)2CO)13.5(CH3),22.5(CH2),28.9(CH2),29.1(CH2),29.2(CH2),29.3(CH2),29.4(CH2),29.5(CH2),29.6(CH2),30.2(CH2),31.8(CH2),34.9(CH2),38.2(CH2),73.9(β-C),112.7(内消旋-C),122.7(内消旋-C),124.1(β-C),125.1(β-C),130.1(β-C),134.8(α-C),140.5(α-C),143.1(Ar),152.6(α-C),162.6(α-C);m/z(EI)874([M-H2O]+,1%),705([M-H2O-C12H25]+,1)。
3.55,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚和5,10,15-三己基-17,18-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将四氧化锇(100mg,0.39mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(10ml)中的溶液加入到5,10,15-三己基-20-(4-甲氧羰基苯基)-卟啉(212mg,0.30mmol)在二氯甲烷/吡啶30%(45ml)中的搅拌过的溶液中。在搅拌13天后加入亚硫酸氢钠在1∶1的水/甲醇(40ml)中的饱和溶液,并将混合物搅拌18小时。将反应混合物通过硅藻土过滤,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,并使用95∶5的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过重复的快速柱色谱,然后从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶,对残余物进行纯化。来自柱的第一条带含有起始原料(103mg,49%),第二条带含有标题化合物5,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(48mg,22%),第三条带含有标题化合物5,10,15-三己基-17,18-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚(34mg,15%)。
5,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp109-111℃;λmax(CH2Cl2)/nm410(ε/dm3mol-1cm-1146100),430(121700),527(12400),556(16300),596(7400)和649(14900);δH(500MHz;CDCl3)-2.15(2H,brs,NH),0.90-0.94(6H,m,2×CH3),0.95(3H,t,J7.0,CH3),1.31-1.47(12H,m,6×CH2),1.59-1.71(6H,m,3×CH2),1.97-2.12(4H,m,2×CH2),2.17-2.29(2H,m,CH2),4.02-4.37(9H,m,3×CH2,OCH3),6.14-6.17(2H,m,β-H),8.11-8.22(2H,brm,Ar),8.38(2H,d,J8.3Hz,Ar),8.42(1H,d,J4.4,β-H),8.59(1H,d,J4.8,β-H),8.61(1H,d,J4.7,β-H),8.73(1H,d,J4.7,β-H),8.94(1H,d,J4.8,β-H),8.99(1H,d,J4.4,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.29(CH3),14.33(CH3),22.86(CH2),22.89(CH2),22.94(CH2),30.33(CH2),30.34(CH2),30.38(CH2),31.95(CH2),32.01(CH2),32.03(CH2),33.24(CH2),33.59(CH2),36.57(CH2),36.68(CH2),38.09(CH2),52.56(OCH3),73.33(β-C),73.83(β-C),112.20(内消旋-C),112.24(内消旋-C),119.32(内消旋-C),121.83(β-C),122.24(内消旋-C),122.43(β-C),124.87(β-C),127.97(Ar),128.01(β-C),129.52(Ar),129.67(β-C),132.61(β-C),134.19(Ar),134.61(α-C),139.42(α-C),140.38(α-C),147.34(Ar),151.53(α-C),152.94(α-C),159.70(α-C),161.12(α-C),167.56(CO2CH3);m/z(ESI)731.4485([M+H]+C46H59N4O4 +要求731.4531)。
5,10,15-三己基-17,18-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚
紫色微晶固体;λmax(CH2Cl2)/nm409(ε/dm3mol-1cm-1209900),430(167300),527(17900),554(22200),595(10300)和647(19800);δH(500MHz;CDCl3)-1.86(2H,brs,NH),0.92-0.97(9H,m,3×CH3),1.34-1.51(12H,m,6×CH2),1.67-1.76(6H,m,3×CH2),2.07-2.29(2H,m,CH2),2.34-2.42(4H,m,2×CH2),4.06(3H,s,OCH3),4.21-4.28(1H,m,HCH),4.34-4.40(1H,m,HCH),4.52-4.59(4H,m,2xCH2),6.01(1H,d,J7.2,β-H),6.26(1H,d,J7.2,β-H),7.79-7.90(2H,brm,Ar),8.08(1H,d,J5.0,β-H),8.23-8.33(2H,brm,Ar),8.91(1H,d,J5.0,β-H),9.05(1H,d,J5.0,β-H),9.09(2H,s,β-H),9.13(1H,d,J7.2,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.30(CH3),14.33(CH3),22.87(CH2),22.91(CH2),22.95(CH2),30.37(CH2),30.42(CH2),32.00(CH2),32.01(CH2),32.09(CH2),33.34(CH2),35.30(CH2),35.58(CH2),36.61(CH2),38.15(CH2),38.33(CH2),52.51(OCH3),73.52(β-C),73.85(β-C),110.27(内消旋-C),112.26(内消旋-C),121.92(β-C),122.91(内消旋-C),122.93(内消旋-C),123.60(β-C),124.83(β-C),125.67(β-C),128.65(Ar),129.18(Ar),129.54(Ar),129.92(β-C),130.21(β-C),132.34(Ar),133.90(Ar),134.41(α-C),135.08(α-C),139.21(α-C),140.87(α-C),146.75(Ar),152.35(α-C),152.76(α-C),158.99(α-C),161.59(α-C),167.30(CO2CH3);m/z(EI)730([M]+,29%),712([M-H2O]+,100),697([M-2OH]+,42),641([M-H2O-C5H11]+,57),623([M-2OH-C5H11]+,71);m/zHRMS(EI)730.4454([M]+,C46H58N4O4 +要求730.4453)。
实施例4
不对称羧基取代的二氢卟酚的制备
4.15,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将KOH(100mg,1.8mmol)在甲醇(1ml)中的溶液加入到5,15-二己基-7,8-二羟基-10,20-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(20mg,0.016mmol)在THF(3ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚(18mg,92%)。
5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp>300℃;λmax((CH3)2CO)/nm407(ε/dm3mol-1cm-1154700),427(130300),521(13600),548(15300),594(6500)和646(17600);δH(500MHz;(CD3)2SO)-2.05(1H,s,NH),-1.85(1H,s,NH),0.84(3H,t,J7.3Hz,CH3),0.91(3H,t,J7.3,CH3),1.24-1.48(8H,m,4×CH2),1.64-1.67(2H,m,CH2),1.69-1.75(2H,m,CH2),2.12-2.23(2H,m,CH2),2.25-2.31(2H,m,CH2),4.35-4.41(1H,m,HCH),4.57-4.64(1H,m,HCH),4.66-4.72(2H,m,CH2),5.40(1H,brs,OH),5.86(1H,brs,OH),6.09(1H,d,J6.9,β-H),6.40(1H,d,J6.9,β-H),8.02-8.35(10H,m,8×Ar,2×β-H),8.64(1H,d,J5.0,β-H),9.19(1H,d,J4.7,β-H),9.24(1H,d,J5.0,β-H),9.45(1H,d,J5.2,β-H);δC(125MHz;(CD3)2SO)13.93(CH3),14.02(CH3),22.10(CH2),22.23(CH2),29.30(CH2),29.67(CH2),31.27(CH2),31.36(CH2),33.88(CH2),111.99(内消旋-C),113.10(内消旋-C),119.32(内消旋-C),122.64(β-C),123.87(β-C),127.79(Ar),128.23(β-C),132.40(β-C),133.59(Ar),146.10(Ar),146.46(Ar)167.50(CO2H),167.67(CO2H);m/z(ESI)753.3664([M+H]+,C46H49N4O6 +要求753.3647)。
4.25,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将KOH(200mg,3.6mmol)在甲醇(1ml)中的溶液加入到5,20-二己基-7,8-二羟基-10,15-双-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(35mg,0.045mmol)在THF(3ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚(31mg,91%)。
5,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp>300℃;λmax((CH3)2CO)/nm407(ε/dm3mol-1cm-1122800),427(96000),523(10100),548(11500),595(4600)和646(13900);δH(500MHz;(CD3)2CO)-1.88(1H,s,NH),-1.74(1H,s,NH),0.91(3H,t,J7.3Hz,CH3),0.96(3H,t,J7.3,CH3),1.34-1.56(8H,m,4×CH2),1.75-1.85(4H,m,2×CH2),2.28-2.46(4H,m,2×CH2),4.44-4.50(1H,m,HCH),4.65-4.72(1H,m,HCH),4.77(2H,mc,CH2),6.33(1H,d,J7.0,β-H),6.53(1H,d,J7.0,β-H),8.24(1H,d,J4.9,β-H),8.00-8.40(8H,brm,Ar),8.42(1H,d,J4.5,β-H),8.56(1H,d,J4.9,β-H),9.21(1H,d,J4.5,β-H),9.30(1H,d,J5.0,β-H),9.56(1H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;(CD3)2SO)14.00(CH3),14.10(CH3),22.19(CH2),22.33(CH2),29.38(CH2),29.76(CH2),31.33(CH2),31.44(CH2),32.86(CH2),34.39(CH2),36.16(CH2),38.12(CH2),72.91(β-C),73.13(β-C),111.93(内消旋-C),113.17(内消旋-C),119.45(内消旋-C),122.66(β-C),124.10(β-C),126.43(β-C),127.44(β-C),127.92(Ar),129.52(Ar),130.20(β-C),132.11(β-C),133.76(α-C),133.87(Ar),134.29(α-C),139.06(α-C),140.04(α-C),145.84(Ar),146.22(Ar),150.78(α-C),152.25(α-C),163.07(α-C),163.91(α-C),167.53(CO2H),167.71(CO2H);m/z(ESI)753.3637([M+H]+,C46H49N4O6 +要求753.3647)。
4.35-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-17,18-二羟基-17,18-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将KOH(100mg,1.8mmol)在甲醇(0.5ml)中的溶液加入到5,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-7,8-二氢卟酚(12mg,0.016mmol)在THF(2ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-17,18-二羟基-17,18-二氢卟酚(10mg,87%)。
5-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-17,18-二羟基-17,18-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp134℃;λmax((CH3)2CO)/nm408(ε/dm3mol-1cm-188600),428(73300),526(8500),553(9200),595(4300)和649(7400);δH(500MHz;(CD3)2CO)-1.98(1H,s,NH),-1.96(1H,s,NH),0.88-0.98(9H,m,3×CH3),1.33-1.55(12H,m,6×CH2),1.73-1.85(6H,m,3×CH2),2.20-2.45(6H,m,3×CH2),4.38-4.47(2H,m,CH2),4.60-4.67(2H,m,CH2),4.75(2H,mc,CH2),5.30(1H,brs,COOH),6.57(2H,s,β-H),8.19(2H,d,J8.1Hz,Ar),8.38(1H,d,J4.5,β-H),8.41(2H,d,J8.1,Ar),8.64(1H,d,J4.9,β-H),9.16-9.18(2H,m,β-H),9.24(1H,d,J5.0,β-H),9.49(1H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;(CD3)2CO)14.37(CH3),14.44(CH3),14.47(CH3),23.40(CH2),23.50(CH2),23.54(CH2),30.77(CH2),31.04(CH2),31.09(CH2),32.64(CH2),32.71(CH2),32.74(CH2),34.12(CH2),34.49(CH2),35.54(CH2),37.24(CH2),37.37(CH2),39.06(CH2),74.14(β-C),74.28(β-C),113.62(内消旋-C),113.70(内消旋-C),119.70(内消旋-C),122.71(内消旋-C),123.05(β-C),123.13(β-C),126.16(β-C),128.42(β-C),128.88(Ar),130.50(β-C),130.79(α-C),133.08(β-C),134.83(Ar),135.70(α-C),140.53(α-C),141.03(α-C),148.04(Ar),152.14(α-C),153.83(α-C),163.12(α-C),164.13(α-C),167.87(CO2H);m/z(ESI)717.4399([M+H]+C45H57N4O4 +要求717.4374)。
4.45-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的制备
在典型的实验中,将KOH(200mg,3.6mmol)在甲醇(1ml)中的溶液加入到5,10,15-三己基-17,18-二羟基-20-(4-甲氧羰基苯基)-17,18-二氢卟酚(26mg,0.034mmol)在THF(3ml)中的搅拌过的溶液中,并将反应混合物搅拌2天。然后加入水(50ml)和盐酸,直到将pH调整到4-6。用二氯甲烷(2×100ml)提取水层,将有机层分离,用水洗至中性,并在硫酸钠上干燥。蒸发掉溶剂,在从二氯甲烷/甲醇水溶液中重结晶后获得标题化合物5-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚(22mg,90%)。
5-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚
紫色微晶固体,mp128-133℃;λmax((CH3)2CO)/nm404(ε/dm3mol-1cm-1152200),428(114600),525(13300),550(15900),595(6600)和647(18200);δH(500MHz;(CD3)2CO)-1.78(1H,s,NH),-1.59(1H,s,NH),0.87-0.96(9H,m,3×CH3),1.30-1.53(12H,m,6×CH2),1.68-1.80(6H,m,3×CH2),2.18-2.27(1H,m,HCH),2.29-2.42(5H,m,2×CH2,HCH),4.32-4.82(1H,m,HCH),4.54-4.60(1H,m,HCH),4.61-4.72(4H,m,2×CH2),6.17(1H,d,J7.1,β-H),6.40(IH,d,J7.1,β-H),7.89-7.95(1H,brm,Ar),8.11-8.16(1H,m,Ar),8.17(1H,d,J4.9,β-H),8.22-8.36(2H,brm,Ar),9.14(1H,d,J5.0,β-H),9.16(1H,d,J4.7,β-H),9.18(1H,d,J4.7,β-H),9.26(1H,d,J4.9,β-H),9.41(1H,d,J5.0,β-H);δC(125MHz;(CD3)2CO)14.37(CH3),14.40(CH3),14.46(CH3),23.38(CH2),23.42(CH2),23.51(CH2),30.73(CH2),30.79(CH2),31.05(CH2),32.62(CH2),32.63(CH2),32.72(CH2),33.93(CH2),35.48(CH2),35.82(CH2),37.16(CH2),38.92(CH2),39.12(CH2),73.88(β-C),74.55(β-C),112.13(内消旋-C),113.27(内消旋-C),122.71(β-C),122.93(内消旋-C),122.96(内消旋-C),124.48(β-C),125.68(β-C),126.56(β-C),130.22(α-C),130.67(β-C),130.98(β-C),135.07(α-C),135.70(α-C),140.12(α-C),141.49(α-C),148.03(Ar),153.09(α-C),153.50(α-C),162.07(α-C),164.25(α-C),168.01(CO2H);m/z(ESI)717.4356([M+H]+C45H57N4O4 +要求717.4374)。
实施例5
含有糖类部分的卟啉的制备
5,15-二己基-10,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉和5,10-二己基-15,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉的制备
在典型的实验中,将无水二氯甲烷(528ml)置于装备有磁力搅拌器和氩气入口的三颈烧瓶中。在加入吡咯(528μl,7.62mmol)、庚醛(560μl,3.96mmol)和四乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基氧基-苯甲醛(600mg,1.32mmol)后,将烧瓶屏蔽来自环境的光,并加入TFA(408μl,5.28mmol),并将反应混合物在室温搅拌18小时。然后加入悬浮在无水二氯甲烷(30ml)中的DDQ(898mg,3.96mmol)。在继续搅拌1小时后,加入三乙胺(1ml)。为了除去聚合副产物,将反应混合物通过硅胶过滤。将溶剂蒸发,使用60∶40的己烷/乙酸乙酯和90∶10的二氯甲烷/乙酸乙酯作为洗脱液通过重复的快速柱色谱、然后从二氯甲烷/甲醇中重结晶进行纯化。来自柱的第一条带含有5,10,15,20-四己基-卟啉(51mg,8%),第二条带含有5,10,15-三己基-20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉(145mg,,11%),第三条带含有标题化合物5,15-二己基-10,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉(33mg,4%),第四条带含有标题化合物5,10-二己基-15,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉(57mg,7%)。
5,15-二己基-10,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉
紫色微晶固体,δH(500MHz;CDCl3)-2.72(2H,s,NH),0.91-0.96(6H,m,2×CH3),1.31-1.33(6H,m,Ac),1.36-1.43(4H,m,2×CH2),1.48-1.56(4H,m,2×CH2),1.77-1.84(4H,m,2×CH2),1.98(6H,s,Ac),2.04(6H,s,Ac),2.11(6H,s,Ac),2.49-2.55(4H,m,2×CH2),3.76-3.81(2H,m,H-5′ose′),4.03-4.07(2H,m,H-6′ose′)4.14-4.18(2H,m,H-6′ose′),4.94-5.00(4H,m,2×CH2),5.15-5.20(2H,m,H-4′ose′),5.31-5.34(2H,m,H-2/3′ose′),5.35-5.37(2H,m,H-1′ose′),5.39-5.42(2H,m,H-2/3′ose′),7.43-7.46(2H,m,Ar),7.66-7.69(2H,m,Ar),7.84-7.87(2H,m,Ar),7.92-7.95(2H,m,Ar),8.89(4H,d,J4.7,β-H),9.43-9.46(4H,m,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.23(CH3),19.96(COCH3),20.60(COCH3),20.69(COCH3),20.81(COCH3),22.82(CH2),30.31(CH2),31.99(CH2),35.42(CH2),38.88(CH2),61.99(C-6′ose′),68.38(C-4′ose′),71.40(C-2/3′ose′),72.26(C-5′ose′),72.89(C-2/3′ose′),99.38(C-1′ose′),116.71(Ar),118.10(内消旋-C),120.21(内消旋-C),122.77(Ar),127.67(Ar),128.07(β-C),129.94(Ar),131.70(β-C),144.31(Ar),155.34(Ar),169.44(2×COCH3),170.30(COCH3),170.45(COCH3);m/z(ESI)1323.5([M+H]+C72H83N4O20 +要求1323.6)。
5,10-二己基-15,20-双-(3-β-D-乙酰葡萄糖基苯基)-卟啉
紫色微晶固体,δH(500MHz;CDCl3)-2.71(2H,s,NH),0.95-0.98(6H,m,2×CH3),1.32-1.38(6H,m,Ac),1.40-1.47(4H,m,2×CH2),1.52-1.59(4H,m,2×CH2),1.82-1.89(4H,m,2×CH2),1.98-2.01(6H,m,Ac),2.04-2.05(6H,m,Ac),2.10-2.12(6H,m,Ac),2.52-2.61(4H,m,2×CH2),3.75-3.84(2H,m,H-5′ose′),4.02-4.07(2H,m,H-6′ose′),4.14-4.21(2H,m,H-6′ose′),5.00-5.04(4H,m,2×CH2),5.15-5.21(2H,m,H-4′ose′),5.30-5.43(6H,m,H-1,H-2,H-3′ose′),7.41-7.45(2H,m,Ar),7.63-7.70(2H,m,Ar),7.82-7.95(4H,m,Ar),8.76-8.79(2H,m,β-H),8.87-8.91(2H,m,β-H),9.45-9.49(2H,m,β-H),9.59(2H,s,β-H);δC(125MHz;CDCl3)14.25(CH3),19.96(COCH3),20.61(COCH3),20.69(COCH3),20.80(COCH3),22.85(CH2),30.41(CH2),32.02(CH2),35.84(CH2),39.05(CH2),62.01(C-6′ose′),68.39(C-4′ose′),71.39(C-2/3′ose′),72.27(C-5′ose′),72.89(C-2/3′ose′),99.24(C-1′ose′),116.52(Ar),117.75(内消旋-C),120.68(内消旋-C),122.79(Ar),129.95(Ar),129.94(Ar),143.97(Ar),155.45(Ar),169.45(2×COCH3),170.31(COCH3),170.47(COCH3);m/z(ESI)1323.5([M+H]+C72H83N4O20+要求1323.6)。
实施例6
所选化合物在HT29细胞系中的细胞试验
在人类结肠腺癌细胞系HT29中测定了光敏活性。将HT29细胞系生长在增补有10%热失活的胎牛血清(FCS,cc-proGmbH)、1%青霉素(10000IU)和链霉素(10000μg/ml,cc-proGmbH)的DMEM(cc-proGmbH)中。将细胞作为单层培养物保持在增湿的培养箱中(含5%CO2的空气,37℃)。
在DMSO中制备光敏剂储用溶液(2mM)并将其保持在暗处和4℃下。在不含酚红的增补有10%FCS的RPMI1640培养基中进行进一步稀释,达到光敏剂的终浓度分别为2或10μM。
将2×104个细胞/ml接种在微孔板中(2×105个细胞/孔)。在暴露于光之前,将细胞用含有10%FCS和2或10μM光敏剂的新鲜培养基(不含酚红的RPMI)温育24小时。在光敏作用之前,将细胞清洗,与不含酚红和10%FCS的RPMI温育,然后在室温下使用652nm二极管激光器(CeralasPDT652,biolitecAG)以100mW/cm2(50J/cm2)的固定流量率进行照射。在照射后,将细胞在增湿的培养箱中(含5%CO2的空气,37℃)中温育24小时,直到进行存活性分析。
细胞存活性通过XTT分析进行评估。将500mgXTT(3′-[苯基氨基羰基)-3,4-四唑鎓]-双(4-甲氧基-6-硝基)苯磺酸钠,ApplichemGmbH)溶解在500mlPBS缓冲液(不含Ca2+和Mg2+)中并无菌过滤。将溶液储存在暗处和-20℃下直到使用。需要含有PMS(N-甲基二苯并吡嗪甲基硫酸盐,ApplichemGmbH)的无菌溶液作为XTT的活化试剂。将0.383mgPMS溶解在1mlPBS缓冲液中。溶液应该冷冻储存并且应该不暴露于光。将XYY试剂溶液在37℃水浴中融化,并在临使用前加入活化溶液(PMS)。为了制备足够用于一块微孔板(96孔)的反应溶液,向5mlXTT试剂加入0.1ml活化溶液(PMS)。在向每个孔加入50μlXTT反应溶液之前,将微孔板中的培养基用不含酚红和10%FCS的新鲜RPMI替换(100μl)。将微孔板在37℃和5%CO2下温育2-3小时,直到形成橙色染料。将微孔板轻柔摇动以便使染料在孔中均匀分布。
使用分光光度计(Bio-KineticsReaderEL312e;Bio-TekInstrumentsInc.)在490nm波长处测量样品的吸光度。为了测量参比吸光度(以测量非特异性读数),使用630-690nm的波长。
实施例6.1到6.3描述了具有本发明中提到的取代样式的光敏剂的光动力活性(DT是指暗毒性,激光(Laser)是指光毒性)。三种光敏剂具有内消旋取代基的A2B2-取代样式,其中合并了两个极性和两个非极性的内消旋取代基。特别是5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚在HT29细胞系中表现出非常强的光动力活性,已知所述细胞系非常耐受细胞毒性剂和PDT。
所包括的实施例6.4到6.6是用于说明不具有本发明中提到的取代样式的二氢卟酚光敏剂在细胞实验中不表现出有希望的光动力活性。在这种情况下的三种光敏剂是基于内消旋取代基的A3B-取代样式。事实上,在其中内消旋上具有三个己基链和一个苯甲酸酯基团的实施例6.6中,在辐射下细胞存活性看来增加(!)(光敏剂浓度为10μM,参见下文)。
6.15,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的细胞试验
6.25,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的细胞试验
6.35,10-双-(4-羧基苯基)-15,20-二己基-卟啉的细胞试验
6.45-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的细胞试验
6.55-(4-羧基苯基)-10,15,20-三己基-17,18-二羟基-17,18-二氢卟酚的细胞试验
6.65,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基-苯基)-7,8-二氢卟酚的细胞试验
实施例7
所选化合物在兔滑膜细胞和小鼠巨噬细胞系HIG82和J774A.1中的细胞试验
将小鼠单核细胞-巨噬细胞细胞系J774A.1和兔滑膜细胞系HIG-82生长在增补有10%热失活的胎牛血清(FCS,cc-proGmbH)、1%青霉素(10000IU)和链霉素(10000μg/ml,cc-proGmbH)的DMEM(cc-proGmbH)中。将细胞作为单层培养物保持在增湿的培养箱中(含5%CO2的空气,37℃)。
在DMSO中制备光敏剂储用溶液(2mM)并将其保持在暗处和4℃下。在不含酚红并增补有10%FCS的RPMI1640培养基中进行进一步稀释,达到光敏剂的终浓度分别为2或10μM。
将2×104个细胞/ml接种在微孔板中(2×105个细胞/孔)。在暴露于光之前,将细胞用含有10%FCS和2或10μM光敏剂的新鲜培养基(不含酚红的RPMI)温育24小时。在光敏作用之前,将细胞清洗,与不含酚红和10%FCS的RPMI温育,然后在室温下使用652nm二极管激光器(CeralasPDT652,biolitecAG)以100mW/cm2(50J/cm2)的固定流量率进行照射。在照射后,将细胞在增湿的培养箱中(含5%CO2的空气,37℃)中温育24小时,直到进行存活性分析。
细胞存活性通过XTT分析进行评估。将500mgXTT(3′-[苯基氨基羰基)-3,4-四唑鎓]-双(4-甲氧基-6-硝基)苯磺酸钠,ApplichemGmbH)溶解在500mlPBS缓冲液(不含Ca2+和Mg2+)中并无菌过滤。将溶液储存在暗处和-20℃下直到使用。需要含有PMS(N-甲基二苯并吡嗪甲基硫酸盐,ApplichemGmbH)的无菌溶液作为XTT的活化试剂。将0.383mgPMS溶解在1mlPBS缓冲液中。溶液应该冷冻储存并且应该不暴露于光。将XYY试剂溶液在37℃水浴中融化,并在临使用前加入活化溶液(PMS)。为了制备足够用于一块微孔板(96孔)的反应溶液,向5mlXTT试剂加入0.1ml活化溶液(PMS)。在向每个孔加入50μlXTT反应溶液之前,将微孔板中的培养基用不含酚红和10%FCS的新鲜RPMI替换(100μl)。将微孔板在37℃和5%CO2下温育2-3小时,直到形成橙色染料。将微孔板轻柔摇动以便使染料在孔中均匀分布。
使用分光光度计(Bio-KineticsReaderEL312e;Bio-TekInstrumentsInc.)在490nm波长处测量样品的吸光度。为了测量参比吸光度(以测量非特异性读数),使用630-690nm的波长。
实施例7.1到7.4描述了具有本发明中提到的取代样式的光敏剂对与关节炎和类似炎性疾病的治疗特别相关的细胞类型——滑膜细胞和巨噬细胞的光动力活性。四种光敏剂具有内消旋取代基的A2B2-取代样式,合并了两个极性和两个非极性的内消旋取代基。特别是5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚和5,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚在两种细胞系中表现出非常强的光动力活性。
还包含了实施例7.5用于说明不具有本发明中提到的取代样式的二氢卟酚光敏剂不表现出有希望的光动力活性。
7.15,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的细胞试验
7.25,20-双-(4-羧基苯基)-10,15-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的细胞试验
7.37,8-二羟基-5,10-双-(3-羟基苯基)-15,20-双-(十三烷基)-7,8-二氢卟酚的细胞试验
7.45,10-双-(4-羧基苯基)-15,20-二己基-卟啉的细胞试验
7.55,10,15-三己基-7,8-二羟基-20-(4-甲氧羰基-苯基)-7,8-二氢卟酚的细胞试验
实施例8
5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的脂质体制剂的细胞试验
按照与V.Albrecht,A.Fahr等的美国专利US7,354,599中所述类似的程序制备了光敏剂5,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的脂质体制剂。
使用脂质体制剂的试验说明了本发明的光敏剂为了不丧失其光动力活性用于例如PDT或关节炎治疗的目的,可以配制成脂质体而。
光敏剂的脂质体制剂可用于例如影响光敏剂吸收和分布的药代动力学并增加生物利用度。
8.15,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的脂质体制剂在HT29细胞系中的细胞试验
8.25,15-双-(4-羧基苯基)-10,20-二己基-7,8-二羟基-7,8-二氢卟酚的脂质体制剂在HIG82和J774A.1细胞系中的细胞试验
已参考实施例描述了本发明的优选实施方案,但是应该理解,本发明不限于恰好如此的实施方案,本技术领域的专业人员可以实施各种改变和修改,而不背离在权利要求书中定义的本发明的范围。