CN103923107B - 金刚烷基吡啶配合物、中间体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚烷基吡啶配合物、中间体及其制备方法和应用,其中,所述金刚烷基吡啶配合物的结构如式(I)或式(II)所示,式(I)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N3选自高氯酸根离子、六氟磷酸根离子或四氟硼酸根离子;式(II)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N1和N2为卤素负离子。本发明提供的配合物或者根据本发明提供的方法制备的配合物具有优异的催化超氧负离子歧化的活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚烷基吡啶配合物、制备该金刚烷基吡啶配合物的中间体、该金刚烷基吡啶配合物和该中间体的制备方法和应用。
背景技术
医学界普遍认为自由基是人体衰老和神经退行性疾病产生的主要原因。现代医学证实,在生物氧化过程中产生的过量超氧离子自由基(O2·-)能导致人体衰老及癌症、心脑血管疾病和肌萎缩侧索硬化症等疾病。超氧化物歧化酶(SOD)是体内清除O2·-的专一性酶,被称为“人体清道夫”,在医学临床上用于治疗阿茨海默病和肿瘤等多种疾病,也广泛用于护肤品和保健品。但天然SOD具有提取困难、成本高、半衰期短、易被蛋白酶水解、难于透过细胞膜和异体抗原性等缺点,在临床治疗应用上受到了限制。
因此,开展SOD化学模拟研究,开发清除O2·-的外源性化学药物,是预防和治疗因SOD失活导致的疾病的一种有效途径。
发明内容
本发明的目的是本发明的目的是为了克服现有技术中天然的超氧化物歧化酶天然SOD具有提取困难、成本高、易被蛋白酶水解、难于透过细胞膜和异体抗原性等缺点,提供了一种易制备、成本低、高效的和易于透过细胞膜的同时具有金刚烷和吡啶结构的SOD模拟酶,即金刚烷基吡啶配合物,同时提供了金刚烷基吡啶配合物的制备方法和应用,还提供了制备金刚烷基吡啶配合物的中间体及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明提供一种金刚烷基吡啶配合物,其中,所述金刚烷基吡啶配合物的结构如式(I)或式(II)所示,
式(I)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N3选自高氯酸根离子、六氟磷酸根离子或四氟硼酸根离子;式(II)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N1和N2为卤素负离子;
优选地,式(I)中,n为1,M为Cu2+或Zn2+,N3为高氯酸根离子;式(II)中,n为1,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-;
更优选地,式(I)中,n为1,M为Cu2+,N3为高氯酸根离子;式(II)中,n为1,M为Cu2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同;
进一步优选地,式(I)所示结构的配合物为式(III)所示结构的配合物,式(II)所示结构的配合物选自式(IV)或式(V)所示结构的配合物。
本发明还提供了一种制备式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体,其中,所述中间体的结构如式(L)所示,
式(L)中,n为1-3;
优选地,n为1,所述中间体的结构如式(L1)所示;
本发明还提供了一种制备式(L)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体的制备方法,其中,在碳酸盐的存在下,在有机溶剂中将1-金刚烷胺盐酸盐与式(C)所示结构的化合物进行接触反应;
优选地,式(C)中,n为1-3,优选地,n为1;
更优选地,所述碳酸盐为碳酸钾或碳酸钠,所述有机溶剂为乙腈或C1-C3的醇;
进一步优选地,所述碳酸盐为碳酸钾,所述有机溶剂为乙腈;
更进一步优选地,所述接触反应的反应温度为81-100℃,优选为85-90℃;所述接触反应的反应时间为1-15h,优选8-10h。
本发明还提供了一种制备式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其中,在有机溶剂的存在下,将式(L)所示结构的中间体与[M(CH3COO)2]·H2O和M3N3进行配合反应;
上述式中,M为二价金属阳离子,M3为一价金属离子,N3选自高氯酸根离子、六氟磷酸根离子或四氟硼酸根离子;
优选地,M为Cu2+或Zn2+,M3选自K+或Na+,N3为高氯酸根离子;
更优选地,M为Cu2+或Zn2+,M3选自Na+,N3为高氯酸根离子;
进一步优选地,所述[M(CH3COO)2]·H2O为Cu(CH3COO)2·H2O,M3N3为NaClO4。
本发明还提供了一种制备式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其中,在有机溶剂的存在下,将式(L)所示结构的中间体和[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)进行配合反应;
上述式中,M为二价金属阳离子,N1和N2为卤素负离子;
优选地,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-;
更优选地,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同;
进一步优选地,所述[(N1)M(N2)]·2H2O为CuCl2·2H2O,所述(N1)M(N2)为CuBr2。
本发明还提供了上述的金刚烷基吡啶配合物或上述的方法制备的金刚烷基吡啶配合物在消除超氧负离子自由基中的应用。
蛋白质工程研究表明牛红细胞的SOD活性中心具有由二价的铜或锌阳离子与氮原子配合形成的结构,由此推断本发明提供的式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物可能具有消除超氧负离子自由基的活性,同时式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物具有金刚烷和吡啶结构。金刚烷是一种含有10个碳原子和16个氢原子三螺环饱和烷烃的笼状化合物,具有高度结构对称性、良好稳定性、较强亲脂过膜性和生物兼容性等特点。金刚烷胺及其衍生物能抑制甲型流感病毒穿入吸吸道上皮细胞,剥除病毒的外膜及释放病毒的核酸进入宿主细胞;还能促进纹状体内多巴胺能神经末梢释放多巴胺(DA),加强中枢神经***的DA与儿茶酚胺的作用,增加神经元的DA含量。金刚烷胺及其衍生物已经作为临床药物,广泛用于流感病毒A型感染性疾病和帕金森病等疾病的治疗和预防。吡啶类衍生物,易和金属离子组装形成的配合物具有多样的结构和独特的物理化学性质。由此推断,本发明提供的配合物具有优异地稳定性、较强亲脂过膜性、生物兼容性,使得该配合物有可能具有抗疟疾、抗肿瘤、杀菌、消炎、高血压等药效;吡啶结构使同时制备式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的方法较为简单,原料易得。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是核黄素-蛋氨酸光照法测定配合物催化超氧负离子O2·-歧化活性的原理图;
图2是式(III)所示结构的金刚烷基吡啶配合物单晶衍射图;
图3是式(IV)所示结构的金刚烷基吡啶配合物单晶衍射图;
图4是式(V)所示结构的金刚烷基吡啶配合物单晶衍射图;
图5是式(III)所示结构的金刚烷基吡啶配合物和BeSOD催化超氧负离子歧化的活性的测试结果图;
图6是式(IV)所示结构的金刚烷基吡啶配合物和BeSOD催化超氧负离子歧化的活性的测试结果图;
图7是式(V)所示结构的金刚烷基吡啶配合物和BeSOD催化超氧负离子歧化的活性的测试结果图;
图8是式(III)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的电化学性质的测试结果图;
图9是式(IV)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的电化学性质的测试结果图;以及
图10是式(V)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的电化学性质的测试结果图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明并不仅限于下述实施例。
本发明提供了一种金刚烷基吡啶配合物,其中,所述金刚烷基吡啶配合物的结构如式(I)或式(II)所示,
式(I)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N3选自高氯酸根离子、六氟磷酸根离子或四氟硼酸根离子;式(II)中,n为1-3,M为二价金属阳离子,N1和N2为卤素负离子;
优选地,式(I)中,n为1,M为Cu2+或Zn2+,N3为高氯酸根离子;式(II)中,n为1,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-;
更优选地,式(I)中,n为1,M为Cu2+,N3为高氯酸根离子;式(II)中,n为1,M为Cu2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同;
进一步优选地,式(I)所示结构的配合物为式(III)所示结构的配合物,式(II)所示结构的配合物选自式(IV)或式(V)所示结构的配合物。
本发明还提供了一种制备式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体,其中,所述中间体的结构如式(L)所示,
式(L)中,n为1-3;
优选地,n为1,所述中间体的结构如式(L1)所示;
本发明还提供了一种制备式(L)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体的制备方法,其中,在碳酸盐的存在下,在有机溶剂中将1-金刚烷胺盐酸盐与式(C)所示结构的化合物进行接触反应;
式(C)中,n为1-3,优选地,n为1。
根据本发明,所述有机溶剂只要能够溶解反应原料且不与反应溶剂反应的有机溶剂即可。作为这样的反应溶剂可以举出乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜和C1-C3的醇中的一种或多种。优选为乙腈。更优选上述有机溶剂为无水溶剂(即水含量小于50ppm)。
根据本发明,所述碳酸盐优选为能够溶解在反应体系中的碳酸盐(即能够溶解在上述有机溶剂中)。作为这样的碳酸盐可以举出碳酸钠、碳酸钾、和碳酸铯中的一种或多种。优选为碳酸钠或碳酸钾,更优选为碳酸钾。
根据本发明,为了控制所述接触反应处在合适的pH范围内以保证接触反应的收率,相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述碳酸盐的用量为1-8mmol;为了进一步提高接触反应的收率,优选地,相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述碳酸盐的用量为3-4mol。
根据本发明,所述化合物C的用量以在宽的范围内变动。但为了提高收率,优选相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述化合物C的用量为1-4mmol;为了进一步提高收率,相对1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述化合物C的用量为1.5-2.5mmol。
根据本发明,所述有机溶剂的用量可以在宽的范围内变动。但为了提高收率,优选相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述有机溶剂的用量为5-25ml;为了进一步提高收率,相对1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述有机溶剂的用量为8-20ml。
在上述中间体的制备方法中,为了提高接触反应的反应速度,优选所述接触反应在加热下进行,所述反应温度可以为81-100℃;优选为85-90℃。
根据本发明,为了能够使所述接触反应能够充分进行,优选所述接触反应的反应时间可以为1-15h,更优选为8-10h。
经过所述接触反应的得到的中间体的粗产品的提纯的方法没有什么特别的限定,较为简单的方法为将中间体的粗产品在无水乙醇中进行重结晶从而到高纯度的中间体。
本发明还提供了一种制备式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其中,在有机溶剂的存在下,将式(L)所示结构的中间体与[M(CH3COO)2]·H2O和M3N3进行配合反应;
上述式中,M为二价金属阳离子,M3为一价金属离子,N3选自高氯酸根离子、六氟磷酸根离子或四氟硼酸根离子;
优选地,M为Cu2+或Zn2+,M3选自K+或Na+,N3为高氯酸根离子;
更优选地,M为Cu2+或Zn2+,M3选自Na+,N3为高氯酸根离子;
进一步优选地,所述[M(CH3COO)2]·H2O为Cu(CH3COO)2·H2O,M3N3为NaClO4。
在式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述有机溶剂只要能够溶解反应原料且不与反应溶剂反应的有机溶剂即可。作为这样的反应溶剂可以举出乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、C1-C3的醇和二甲亚砜中的一种或多种。优选为C1-C3的醇,更优选为乙醇和甲醇的混合物,进一步优选为乙醇和甲醇的体积比为5:3。另外,优选上述有机溶剂为无水溶剂(即水含量小于50ppm)。
在式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述[M(CH3COO)2]·H2O、M3N3的用量可以在宽范围内变动。但为了提高产率,相对于1mmol所述中间体,所述[M(CH3COO)2]·H2O的用量为1-4mmol,所述M3N3的用量为0.5-1.5mmol;为了进一步提高收率,更优选地,相对于1mmol所述中间体,所述[M(CH3COO)2]·H2O的用量为1-2mmol,所述M3N3的用量为0.8-1.2mmol。
在式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述有机溶剂的用量可以在宽范围内变动。但为了提高产率,相对于1mmol所述中间体,所述有机溶剂为的用量为10-70ml;为了进一步提高收率,更优选地,相对于1mmol所述中间体,所述有机溶剂的用量为30-60ml。
在式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,为了提高配合反应的反应速度,优选地,所述配合反应在加热下进行,所述配合反应的反应温度可为81-100℃,优选为85-90℃。
在式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,为了能够使所述配合反应能够充分进行,所述配合反应的反应时间可为1-6h,优选为2-3h。
本发明还一种制备式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其中,在有机溶剂的存在下,将式(L)所示结构的中间体和[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)进行配合反应;
上述式中,M为二价金属阳离子,N1和N2为卤素负离子;
优选地,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-;
更优选地,M为Cu2+或Zn2+,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同;
进一步优选地,所述[(N1)M(N2)]·2H2O为CuCl2·2H2O,所述(N1)M(N2)为CuBr2。
在式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述有机溶剂只要能够溶解反应原料且不与反应溶剂反应的有机溶剂即可。作为这样的反应溶剂可以举出乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、C1-C3的醇和二甲亚砜中的一种或多种。优选为C1-C3的醇,更优选为乙醇和甲醇的混合物,进一步优选为乙醇和甲醇的体积比为5:3。另外,优选上述有机溶剂为无水溶剂(即水含量小于50ppm)。
在式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)的用量可以在宽范围内变动。但为了提高产率,相对于1mmol所述中间体,所述[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)的用量为1-4mmol;为了进一步提高收率,更优选地,相对于1mmol所述中间体,所述[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)的用量为1-2mmol。
在式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,所述有机溶剂的用量可以在宽范围内变动。但为了提高产率,相对于1mmol所述中间体,所述有机溶剂为的用量为10-70ml;为了进一步提高收率,更优选地,相对于1mmol所述中间体,所述有机溶剂的用量为30-60ml。
在式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,为了提高配合反应的反应速度,优选地,所述配合反应在加热下进行,所述配合反应的反应温度可为81-100℃,优选为85-90℃。
在式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法中,为了能够使所述配合反应能够充分进行,所述配合反应的反应时间可为1-6h,优选为2-3h。
本发明还提供了上述的金刚烷基吡啶配合物或上述的制备方法所制备的金刚烷基吡啶配合物在消除超氧负离子自由基中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例、测试例中使用的药品和溶剂:核黄素和蛋氨酸购于阿拉丁试剂(中国)有限公司;硝基四氮唑蓝(NBT)购于萨恩化学技术(上海)有限公司;其它试剂购自国药集团化学试剂有限公司。
以下实施例和测试例中的测试方法为:元素分析通过使用德国元素分析仪VarioELIIICHNanalyzer进行,红外光谱测试通过使用日本岛津傅立叶变换红外光谱仪IRPrestige-21进行,单晶衍射测试通过德国BrukerAXS单晶衍射仪Smol/LARTAPEXⅡ进行,可见-紫外测试通过日本岛津紫外可见分光光度计UV-2450光度计进行,电化学性质测试通过CHI-440a型电化学工作站进行,核磁测试通过德国BrukerAV300核磁共振仪进行。
实施例1-1
式(L1)所示结构的中间体的制备:
在250mL圆底烧瓶中,加入1-金刚烷胺盐酸盐0.936g(5.0mmol),2-氯甲基-吡啶盐酸盐1.722g(10.5mmol)和100mL无水乙腈,在20℃下磁力搅拌溶解后,再加入无水碳酸钾2.760g(20.0mmol),在85℃下反应12小时,冷却至20℃,过滤除去不溶物,将滤液旋转蒸干,所得粗产品溶解在二氯甲烷中,用无水硫酸钠干燥后抽滤,滤液减压旋转蒸干,得到浅黄色固体,在乙醇的水溶液中重结晶,得到1.251g白色粉末L1,收率75%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-2
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述碳酸钾为15mmol,得到白色粉末L1,收率为74%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-3
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述碳酸钾为5mmol,得到白色粉末L1,收率为60%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-4
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述碳酸钾为40mmol,得到白色粉末L1,收率为61%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-5
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述2-氯甲基-吡啶盐酸盐为7.5mmol,得到白色粉末L1,收率为74%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-6
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述2-氯甲基-吡啶盐酸盐为5mmol,得到白色粉末L1,收率为62%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例1-7
式(L1)所示结构的中间体的制备:
按照实施例1-1的方法进行,所不同的是,所述2-氯甲基-吡啶盐酸盐为17mmol,得到白色粉末L1,收率为59%。其检测数据如下。
元素分析得到结果为C22H27N3:C,79.12%;N,12.42%;H,8.32%;计算值:C,79.24%;N,12.60%;H,8.16%,说明元素分析的结果与理论计算的结果相吻合。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm):8.39(s,2H,Py),7.48(m,4H,Py),7.01(m,2H,Py),4.02(s,4H,CH2),2.07(d,3H,CH),1.79(d,6H,CH2),1.69(m,6H,CH2)。IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3438,2903,2848,1592,1568,1477,1359,1342,1307,1125,1101,1083,995,943,869,765,617。
实施例2
式(III)所示结构的配合物的制备:
在250ml的圆底烧瓶中,加入0.279gCu(CH3COO)2·H2O(1.0mmol)、0.334g中间体L1(N,N’-二(2-甲基吡啶)-1-金刚烷胺)(1.0mmol)和40mL无水乙醇,在20℃下磁力搅拌溶解后,再滴加0.1mL的质量分数为67.8%的高氯酸钠溶液,85℃下回流反应2小时,得到深绿色澄清溶液,冷却至20℃,过滤后滤液置于20℃,缓慢挥发10天后得到深绿色块状晶体,产率45%。
对上述晶体进行元素分析,结果为C24H32N3O7ClCu:C,50.04%;N,7.52%;H,5.95%;计算值:C,50.26%;N,7.33%;H,5.65%,说明计算值和检测值保持一致;IRPrestige-21IR(KBrdisc,cm-1):3567,3385,2909,2848,1612,1574,1445,1398,1080,768,624。
对配合物III进行单晶衍射,结果如图2所示,由图2可知,配合物III中的二价铜离子与三个N以及醋酸根中羰基上的O进行配合,同时配合物III具有金刚烷和吡啶结构。
实施例3
式(IV)所示结构的配合物的制备:
在250ml的圆底烧瓶中,加入0.171gCuCl2·2H2O(1.0mmol)、0.334g中间体L1(N,N’-二(2-甲基吡啶)-1-金刚烷胺)(1.0mmol)和40mL无水乙醇,在20℃下磁力搅拌溶解后,85℃下回流反应2小时,得浅绿色澄清溶液,冷却至20℃,过滤后滤液20℃下放置,缓慢挥发5天后得到浅绿色棱柱状晶体,产率65%。
对上述晶体进行元素分析,结果为C22H27N3Cl2Cu:C,56.39%;N,9.13%;H,5.52%;计算值:C,56.47%;N,8.98%;H,5.82%,说明计算值和检测值保持一致;IR(KBrdisc,cm-1):3450,3066,3030,2991,2920,2852,1608,1571,1487,1444,1363,1292,1161,1107,1085,1056,1029,974,846,786,738,574。
对配合物IV进行单晶衍射,结果如图3所示,由图3可知,配合物IV中的二价铜离子与三个N以及两个Cl进行配合,同时配合物IV具有金刚烷和吡啶结构。
实施例4
式(V)所示结构的配合物的制备:
在250ml的圆底烧瓶中,加入CuBr20.223g(1.0mmol)、N,N’-二(2-甲基吡啶)-1-金刚烷胺0.334g(1.0mmol)以及25mL无水乙醇和15mL无水甲醇,20℃下磁力搅拌溶解后,85℃下回流反应2小时,得深绿色澄清溶液,冷却至20℃下,过滤后滤液20℃下放置,缓慢挥发7天后得到深绿色棱柱状晶体,产率38%。
对上述晶体进行元素分析,结果为C22H27Br2N3Cu:C,47.32%;N,7.37%;H,4.98%;计算值:C,47.45%;N,7.55%;H,4.89%,说明计算值和检测值保持一致;IR(KBrdisc,cm-1):2915,2851,1604,1487,1443,1288,1052,1026,848,782,734,577。
对配合物V进行单晶衍射,结果如图4所示,由图4可知,配合物IV中的二价铜离子与三个N以及两个Br进行配合,同时配合物IV具有金刚烷和吡啶结构。
测试例1
核黄素-蛋氨酸光照法测定配合物催化超氧负离子O2·-歧化活性的原理如图1所示,在溶液中不存在SOD或SOD的模拟物的情况下,O2存在下光照核黄素和蛋氨酸所产生的超氧负离子自由基O2·-,主要O2·-能与硝基四氮唑蓝NBT反应生成蓝色的化合物(在紫外-可见分光光度计中λmax=560nm下能够被检测)。当溶液中有SOD或模拟物存在时,O2·-就会部分被催化生成H2O2和O2,与NBT反应生成蓝色甲月簪化合物的量就减少,因此可以通过λ=560nm处吸光度随时间的变化来测定SOD和模拟物催化O2·-歧化的活性。具体实验方法如下:
用二次蒸馏水配制pH为7.8的0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液,并以磷酸盐缓冲溶液为溶剂分别配制8.25×10-5mol/L核黄素,0.25mol/L的蛋氨酸,1.15×10-3mol/L的NBT。在各种不同浓度的SOD或模拟物活性测定中,依次取以上核黄素,蛋氨酸和NBT溶液各1mL,与不同浓度的SOD或模拟物混合,以磷酸盐缓冲液稀释至25mL,然后混合液放入25±0.1℃的恒温槽中避光保温10分钟后放入恒温箱中进行光照。3.5分钟内每隔0.5分钟取出3mL溶液用日本岛津紫外可见分光光度计UV-2450光度计(以磷酸盐缓冲溶液作空白)在560nm波长下测定溶液的吸光度A。用核黄素-蛋氨酸法测定得到的配合物不同浓度下吸光度随时间的变化,对一定浓度下吸光度随时间变化的数据线性回归拟合得一条直线,所得直线斜率,即单位时间吸光度的变化值ΔA/Δt。当溶液中SOD或模拟物浓度为零时,得到的ΔA/Δt为(ΔA/Δt)0,当溶液中SOD或模拟物的浓度为mol/L时测定得到的ΔA/Δt为(ΔA/Δt)m,由下式求出SOD或模拟物在该浓度下的抑制率百分数。
以配合物浓度为横坐标,抑制率为纵坐标,求出抑制率为50%配合物的浓度,即得出配合物III、配合物IV和配合物V的SOD活性参数IC50,即一个活性单位的浓度。模拟物的IC50值越小,表示活性越高。
按照上述方法测定天然牛红细胞超氧化物歧化酶(BeSOD)、配合物III、配合物IV和配合物V催化超氧负离子自由基歧化的活性。如图5-7所示,可以从抑制率随不同配合物浓度的变化曲线中,得出抑制率为50%时配合物的浓度,即IC50值。通过比较IC50值判断配合物的活性,IC50值越小则表示配合物活性越高。BeSOD的IC50为0.04μmol/L,配合物III的IC50为0.21μmol/L、配合物IV的IC50为0.19μmol/L和配合物V的IC50为0.17μmol/L,从而说明本发明提供的配合物具有较高的催化超氧负离子自由基歧化的活性。配合物III、配合物IV和配合物V可以用通式CuN3X1-2(X=O,Cl,Br,N3指与Cu2+相配合的三个N)表示、配位构型与BeSOD活性中心的接近。随着X原子半径增大,Cu-X键在催化过程中易可逆断裂与键合,有利于催化中间体构型的转换,所以配合物活性逐渐增加。
测试例2
配合物III、配合物IV和配合物V的氧化还原电势利用循环伏安法在CHI-440a型电化学工作站进行测定,使用三电极***,铂丝电极作为辅助电极,玻碳电极作为工作电极,银/氯化银电极作为参比电极。配合物III、配合物IV和配合物V用N,N’-二甲基甲酰胺作溶剂,浓度为0.1mol/L的四丁基高氯酸铵作为支持电解质。所有测试均在氮气保护下于室温进行,扫描速度为100mVS-1。配合物III的电化学测试结果如图8所示:Epc为0.135V和Epa为0.405V,其半波电位为0.270V;配合物IV的电化学测试结果如图9所示:Epc为-0.011V和Epa为0.070V,其半波电位为0.030V;配合物V的电化学测试结果如图10所示:Epc为-0.025V和Epa为0.112V,其半波电位为0.044V。配合物III-V的半波电位处于催化超氧负离子歧化-0.36V-0.69V(vsAg/AgCl)电位范围内,所以从化学热力学方面可知配合物III-V具有催化超氧负离子歧化的活性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (22)
1.一种金刚烷基吡啶配合物,其特征在于,所述金刚烷基吡啶配合物的结构如式(I)或式(II)所示,
式(I)中,n为1,M为Cu2+,N3为高氯酸根离子;式(II)中,n为1,M为Cu2+,N1和N2为卤素负离子。
2.根据权利要求1所述的金刚烷基吡啶配合物,其中,式(II)中,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-。
3.根据权利要求2所述的金刚烷基吡啶配合物,其中,式(II)中,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同。
4.一种制备如权利要求1所述的式(I)或式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体,其特征在于,所述中间体的结构如式(L)所示,
式(L)中,n为1。
5.一种如权利要求4所述的式(L)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的中间体的制备方法,其特征在于,在碳酸盐的存在下,在有机溶剂中将1-金刚烷胺盐酸盐与式(C)所示结构的化合物进行接触反应;
式(C)中,n为1;所述碳酸盐为碳酸钾,所述有机溶剂为乙腈。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述化合物C的用量为1-4mmol,所述有机溶剂的用量为5-25ml,所述碳酸盐的用量为1-8mmol。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其中,相对于1-金刚烷胺盐酸盐1mmol,所述化合物C的用量为1.5-2.5mmol,所述有机溶剂的用量为8-20ml,所述碳酸盐的用量为3-4mol。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其中,所述接触反应的反应温度为81-100℃;所述接触反应的反应时间为1-15h。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述接触反应的反应温度为85-90℃;所述接触反应的反应时间为8-10h。
10.一种如权利要求1所述的式(I)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其特征在于,在有机溶剂的存在下,将如权利要求4所述的式(L)所示结构的中间体与[M(CH3COO)2]·H2O和M3N3进行配合反应;
上述式中,所述[M(CH3COO)2]·H2O为Cu(CH3COO)2·H2O,M3N3为NaClO4,所述有机溶剂为乙醇。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其中,相对于1mmol所述中间体,所述[M(CH3COO)2]·H2O的用量为1-4mmol,所述M3N3的用量为0.5-1.5mmol,所述有机溶剂为的用量为10-70ml。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其中,相对于1mmol所述中间体,所述[M(CH3COO)2]·H2O的用量为1-2mmol,所述M3N3的用量为0.8-1.2mmol,所述有机溶剂的用量为30-60ml。
13.一种如权利要求1所述的式(II)所示结构的金刚烷基吡啶配合物的制备方法,其特征在于,在有机溶剂的存在下,将如权利要求4所述的式(L)所示结构的中间体和[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)进行配合反应;
上述式中,M为Cu2+,N1和N2为卤素负离子,所述有机溶剂为乙醇。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其中,N1、N2各自独立地选自Cl-或Br-,且N1和N2相同。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其中,所述[(N1)M(N2)]·2H2O为CuCl2·2H2O,所述(N1)M(N2)为CuBr2。
16.根据权利要求13中任意一项所述的制备方法,其中,相对于1mmol所述中间体,所述[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)的用量为1-4mmol,所述有机溶剂为的用量为10-70ml。
17.根据权利要求16所述的制备方法,其中,相对于1mmol所述中间体,所述[(N1)M(N2)]·2H2O或(N1)M(N2)的用量为1-2mmol,所述有机溶剂的用量为30-60ml。
18.根据权利要求10-17中任意一项所述的制备方法,其中,所述配合反应的反应温度为81-100℃。
19.根据权利要求18所述的制备方法,其中,所述配合反应的反应温度为85-90℃。
20.根据权利要求10-17中任意一项所述的制备方法,其中,所述配合反应的反应时间为1-6h。
21.根据权利要求20所述的制备方法,其中,所述配合反应的反应时间为2-3h。
22.权利要求1所述的金刚烷基吡啶配合物在用于消除超氧负离子自由基中的药物的制备中的应用。
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