一種寡聚苯乙炔化合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種式（I）和式（II）的寡聚苯乙炔化合物及其制備方法以及它們?cè)诠庹T導(dǎo)抗菌過程中作為光敏劑的應(yīng)用。采用本發(fā)明的制備方法合成了一種長(zhǎng)度約為3.2nm的寡聚苯乙炔分子并通過末端引入氨基的方法，增加寡聚苯乙炔化合物的水溶性。該寡聚苯乙炔化合物合成路線簡(jiǎn)單，條件溫和，試劑通用，產(chǎn)率高，適合放大生產(chǎn)并具有良好的光誘導(dǎo)抗菌效果?？咕鷮?shí)驗(yàn)表明：式（I）和式（II）寡聚苯乙炔化合物具有良好的光活性抗菌效果，使用紫外光及白光作為光源光照時(shí)均能夠發(fā)揮抗菌活性，而不光照時(shí)的抗菌效果很弱。
【專利說明】一種寡聚苯乙炔化合物及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于寡聚苯乙炔類化合物制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種寡聚苯乙炔化合物 及其其制備方法以及它們?cè)诠庹T導(dǎo)抗菌過程中作為光敏劑的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 寡聚苯乙炔（0ΡΕ)是一類苯基和乙炔基交替構(gòu)成的，具有大π共軛電子結(jié)構(gòu)化合 物。該類化合物具有很獨(dú)特的光化學(xué)、光物理、生物物理及生物化學(xué)性質(zhì)，合成方法簡(jiǎn)便。
[0003] Whitten研究組2009年合成了 2個(gè)非對(duì)稱的0ΡΕ和2個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的OPE (Tang, Zhou, et al·，J /%〇?ο辦兒-2009, 4-6·)，并詳細(xì)研 究了其超分子自組裝性質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)，帶正電的OPE分子在羧甲基纖維素鈉（CMC)和羧甲基 淀粉鈉（CMA)的作用下較容易發(fā)生超分子自組裝，并使得氣吸收光譜和發(fā)射光譜產(chǎn)生明顯 的紅移，同時(shí)，放射光譜的強(qiáng)度大大增強(qiáng)；圓二色譜研究發(fā)現(xiàn)，0ΡΕ分子能誘導(dǎo)CMA產(chǎn)生雙螺 旋結(jié)構(gòu)；然而，帶負(fù)電的0ΡΕ卻不能與CMA或CMC產(chǎn)生超分子自組裝，相應(yīng)的也沒有明顯的 光譜變化。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，帶正電的0ΡΕ分子與其他的負(fù)電高分子材料也能產(chǎn)生相似 的作用（Tang, Zhou, et al·，LaflgsK/ir，2009，激（1)，21-25; Tang, Zhou, et al·， La/頌?w>，2011，之7，4945-4955.)，比如，在OPE的水溶液中加入不同長(zhǎng)度的DNA，也能發(fā) 現(xiàn)明顯的光譜變化（Tang, Achyuthan, et al·，Langmuir, 2010，26(9)，6832-6837)。
[0004] 利用帶正電的OPE分子可以與DNA可以相互作用從而產(chǎn)生明顯光譜變化，Whitten 課題組嘗試了 ΟΡΕ作為生物傳感器的應(yīng)用潛力（Tang, Achyuthan, et al.，Langmuir, 2010，26(9)，6832-6837)。通過合成完全匹配和DNA和部分錯(cuò)配的DNA，他們發(fā)現(xiàn)，OPE與 上述DNA相互作用后產(chǎn)生明顯不同的光譜特征。光譜的變化還與DNA的錯(cuò)配位置，錯(cuò)配的 堿基對(duì)數(shù)量等有直接關(guān)系。因此，通過分析CPE與DNA相互作用后光譜的變化，得到DNA堿 基相互匹配的正確度。該方法對(duì)于研究DNA的突變(如輻射條件下發(fā)生的DNA斷裂，DNA錯(cuò) 配，甲基化等）具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[0005] 光物理研究表明，0ΡΕ分子在光照條件下，可以激發(fā)基態(tài)氧氣產(chǎn)生單線態(tài)氧，因此 具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性。這也是光動(dòng)力治療的基礎(chǔ)。通過對(duì)不同的細(xì)菌的毒性實(shí)驗(yàn)可以看出， 非光照條件下0ΡΕ的細(xì)菌毒性(無論是革蘭氏陽(yáng)性菌或革蘭氏陰性菌）很?。╓ang，Zhou， etal.，/?心督irs，2011，J，1199-1214.)，然而，光照條件下，ΟΡΕ的細(xì)菌毒性迅速增加 (Tang, Corbitt, et al·，2011，27(8)，4956-4962·)。研究發(fā)現(xiàn)，重復(fù)單兀 越多，ΟΡΕ的細(xì)菌毒性越強(qiáng)，且ΟΡΕ對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌具有更強(qiáng)的毒性；光源的波長(zhǎng)對(duì)ΟΡΕ的 細(xì)菌毒性也有明顯的影響，可見光照(波長(zhǎng)> 400 nm) 0ΡΕ產(chǎn)生的細(xì)菌毒性要遠(yuǎn)小于紫外光 照（UV 365 nm)。通過光譜分析可以發(fā)現(xiàn)，0ΡΕ的最大吸收峰（2個(gè))在360納米和420納米 附近，更加接近紫外區(qū)，因此，紫外光更容易激發(fā)0ΡΕ。因此，紫外光照下其三線態(tài)產(chǎn)率將更 高，從而通過能量轉(zhuǎn)移激發(fā)基態(tài)氧氣(三線態(tài)）產(chǎn)生氧化性較強(qiáng)的單線態(tài)氧。0ΡΕ的細(xì)菌毒 性不僅與苯乙炔的重復(fù)單元多少有關(guān)，也與支鏈有非常密切的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，不帶支鏈且 苯基上直接連接銨鹽的Ε0-0ΡΕ具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性，甚至，非光照條件下也具有一定程度 的細(xì)菌毒性。對(duì)病毒，真菌也有一定的毒性（Zhou, Corbitt, et al.，Zeii. 2010，7，3207-3212.)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物； 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物的制備方法； 本發(fā)明要解決的再一技術(shù)問題是提供一種寡聚苯乙炔化合物作為光活抗菌劑在抗菌 方面的用途； 本發(fā)明的寡聚苯乙炔化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如（I)和（II):

【權(quán)利要求】
1. 一種寡聚苯乙炔化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如（I)和（II):
2. -種寡聚苯乙炔化合物的制備方法，包括以下反應(yīng)式：
括以下反應(yīng)步驟： 1) 化合物b的制備 將化合物a溶解于醋酸中，依次加入碘化鈉，碘酸鉀，碘和濃硫酸，攪拌加熱回流；反應(yīng) 完成后，加入適量的活性碳并加熱脫色，過濾后得到無色溶液，除去甲醇，得到白色固體，該 白色固體經(jīng)重結(jié)晶得到白色晶體狀化合物b ; 2) 化合物c的制備 將化合物b溶解在無水二氯甲烷中，并冷至-78度，加入三溴化硼后，并繼續(xù)攪拌，得到 粉紅色的反應(yīng)液；將該粉紅溶液加入冰水后，有固體產(chǎn)生，過濾收集，得到灰白色固體，真空 干燥后得到化合物c ; 3) 化合物ΟΡΕ-1的制備 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將化合物c溶解在二甲基亞砜中，依次加入無機(jī)堿，Ν，Ν-二甲基-2-氯 乙烷鹽酸鹽，室溫?cái)嚢?，得到紅棕色的懸濁液，將該反應(yīng)液倒入冰水中產(chǎn)生白色固體，過濾 收集，經(jīng)真空干燥后得到化合物0ΡΕ-1 ; 4) 化合物e的制備 將化合物d溶于無水二氯甲烷中，加入有機(jī)堿，該體系在冰浴下氬氣鼓泡后，依次加入 三甲基硅乙炔，二(三苯基膦）氯化鈀，碘化亞銅；反應(yīng)完成后，依次用飽和氯化胺溶液、純水 洗滌和飽和氯化鈉洗滌后，干燥并除去有機(jī)溶劑得到深紅棕色油狀液體，將該液體重新溶 解在甲醇和二氯甲烷的混合液中，加入無機(jī)堿，室溫下反應(yīng)，得到深紅棕色油狀液體，該液 體用硅膠層析柱純化后得到白色晶體化合物e ; 5) 化合物（I)的制備 將0PE-1溶解在無水二氯甲烷中，加入有機(jī)堿，該體系在冰浴下氬氣鼓泡后，依次加入 e、二（三苯基膦）氯化鈀、碘化亞銅；反應(yīng)完成后，加入二氯甲烷稀釋該反應(yīng)體系后，依次用 飽和氯化胺溶液、純水和飽和氯化鈉溶液洗滌后，收集有機(jī)相，干燥并除去有機(jī)溶劑得到淺 紅色固體；該固體經(jīng)硅膠層析柱純化得到白色固體化合物I ; 6) 化合物（II)的制備 將化合物（I)溶解在無水二氯甲烷中，加入碘甲烷，室溫下攪拌，反應(yīng)產(chǎn)生白色固體，過 濾收集得到化合物（II)。
3. 按照權(quán)利要求2的方法，其中步驟3)所述的無機(jī)堿為氫氧化鉀/氫氧化鈉。
4. 按照權(quán)利要求2的方法，其中步驟4)所述的有機(jī)堿為二異丙胺/三乙胺。
5. 按照權(quán)利要求2的方法，其中步驟4)所述的無機(jī)堿為碳酸鉀/碳酸鈉。
6. 按照權(quán)利要求2的方法，其中步驟5)所述的有機(jī)堿為二異丙胺/三乙胺。
7. 權(quán)利要求1中化合物（I)和（II)在光誘導(dǎo)抗菌過程中作為光敏劑的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】A61P31/04GK104151174SQ201410355442
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】周志軍, 王靜, 魏洪源, 蹇源, 王關(guān)全 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所