[发明专利]一种螯合剂、其合成方法与用途及含有该螯合剂的螯合物

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成技术领域，具体为一种螯合剂、其合成方法与用途及含有该螯合剂的螯合物。

背景技术

羟基吡啶酮类(HPO)化合物是含有一个α羟基的酮，在氮杂环上有羰基氧原子和一个羟基氧原子，是重要的金属离子螯合基团。它以其特殊的二齿结构、高选择性的络合能力及显著的生理活性而成为金属螯合剂、金属诊断与治疗药物以及金属离子促排药物的研究热点。

其中，3-羟基-4-吡啶酮(3,4-HP)结构与天然含羞草素类似，具有较好的生物相容性，在生理pH下，对三价金属离子如(Fe³⁺、Al³⁺、Ga³⁺、In³⁺)具有高度选择性和高度亲和力，可与之形成3:1的稳定金属配合物，能有效促排人体内过量的铁、铝等重金属，起到解毒作用；另外，它还有望用于疾病的诊断和治疗，如可以控制β-地中海贫血患者体内铁的含量、治疗糖尿病；钆的羟基吡啶酮配合物可作为磁共振成像的造影剂等。在药物化学中，设计金属螯合剂时，3-羟基-4-吡啶酮结构单元往往是重要的组成部分。

1991年，伦敦国王学院Hider及其团队研制了N取代2-烷基-3-羟基-4-吡啶酮(DFP)化合物。它具有较好的口服活性，可以有效地控制地中海贫血患者体内的铁过量，目前已经美国FDA批准应用于临床治疗，解决了药物成本高，在血清和皮下注射后快速降解等问题。但是由于配体浓度取决于螯合能力的大小，1,2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮作为二齿配体，与多齿配体相比，在临床应用时所需剂量较大，对病人的毒副作用大。因此，设计合成用量及毒副作用小，并与金属离子能有效形成M:L＝1:1配合物的新型多齿配体，是目前药物化学的研究热点之一。

最早关于羟基吡啶酮六齿配体的报道出现在1990年。它是3-羟基-2-吡啶酮类六齿配体化合物。虽然目前国内外也有一些关于3-羟基-4-吡啶酮类五齿或其它多齿配体的报道，但是作为双功能六齿配体的报道相对较少，到目前为止，所合成的此类双功能六齿配体化合物种类很少，特别是将它们应用于放射性诊断、治疗药物和磁共振显像药物等方面更是鲜有报道。然而，此类双功能螯合剂在这些方面的应用具有广阔的前景和商业价值。此类双功能螯合剂的设计与合成是极具挑战性的工作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种螯合剂、其合成方法与用途及含有该螯合剂的螯合物，其实现的目的为，得到含有3-羟基-4-吡啶酮双功能六齿配体螯合剂，既保持3-羟基-4-吡啶酮对三价金属离子较好的选择性和亲和力，又可以与一些生物靶向分子连接，填补双功能六齿配体螯合剂市场的空白，并可对本发明得到的螯合剂进一步研究，使其在医药领域、材料领域等发挥更大的价值，极大地促进双功能螯合剂及其配合物在应用领域的发展。

为了实现上述目的，本发明公开的技术方案为：一种螯合剂，其结构通式如下：

上述结构式中的n为≥0的整数，该螯合剂为以氨基三羧酸为三角架状分子骨架、含有3-羟基-4-吡啶酮配位基团的六齿螯合剂。该类螯合剂对一些三价金属离子具有较高的选择性和亲和力，可与之形成稳定的金属配位化合物，有望用作铝、铁等金属的促排药物，由于是多齿配体，螯合能力强，故形成螯合物时所用剂量小，可以降低促排药物的毒副作用，同时因为左端含有氨基，还可与一些生物靶向分子连接，用作放射性金属显像和治疗药物、磁共振显像药物，因此，具有广阔的应用前景。

进一步的，所述结构通式中2≤n≤5。

本发明还公开了含有上述螯合剂的螯合物，包括所述螯合剂和金属离子，所述金属离子为三价金属离子，螯合剂与金属离子的配位比为1:1。

进一步的，所述金属离子为Al或Fe。

进一步的，所述金属离子为Sc、Y、以及它们的放射性同位素⁸⁶Y、⁹⁰Y、⁴⁷Sc中任意一种。

进一步的，所述金属离子为镧系元素、镧系元素的稳定同位素、相应放射性同位素中任意一种。所述放射性同位素包括¹⁷⁷Lu、¹⁵³Sm、¹⁴⁹Tb。

进一步的，所述金属离子为锕系元素中任意一种。