[发明专利]具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料、其制备方法和应用

说明书

本发明提供一类具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料及其制备方法和应用，所述光敏染料具有通式I的结构。本发明所述具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料化合物可拥有较高的单线态氧量子产率，较长的激发态寿命。在近红外光的激发下能够对常氧及乏氧癌细胞进行光动力杀伤。同时所述具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料在用于活体内实体肿瘤的治疗，并抑制癌细胞肺转移方面有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，尤其涉及一类具有长激发态寿命的五甲川菁染料光敏剂、其制备方法及应用。

背景技术

光动力学疗法(Photodynamic Therapy,PDT)是将光化学、光物理学及光生物学的原理应用于诊断和治疗疾病的一种方法，是继手术、化疗、放疗之后的第四种疗法，在治疗癌症等恶性疾病以及多种良性疾病方面表现出巨大的应用潜力。

光动力治疗的三要素分别是：光源、光敏剂和氧气。其中光敏剂是PDT三要素中最为重要的组分。目前，卟啉类衍生物二氢卟吩(ce6)、酞菁、吲哚菁绿等商品化的光敏剂都在光动力治疗中起到了重要的作用。但是其中很少有可能同时满足以下要求来实现肿瘤抑制和抗癌转移的要求：1.在近红外区具有大的消光系数保证活体治疗中有效的光子捕获；2.明确的亚细胞定位，因活性氧(ROS)扩散范围有限，光敏剂靶向重要的细胞器官(例如，线粒体或内质子)，能有效治疗效果；3.阳离子柔性结构，溶解性、生物相容性良好和能够有效的在肿瘤富集。

与典型的光敏剂母体结构不同，天然具有阳离子结构的花菁染料是一类广泛用于生物领域的化学传感器，能够同时满足具有挑战性的要求。当前对花菁染料的光敏剂化改性主要依赖于“重原子效应”。但是，像许多其他荧光团一样，重原子效应能够引起染料自身的三重态(T₁)寿命缩短，不利于其在进一步生物学中的应用，尤其对乏氧肿瘤的治疗。此外，不良的溶解性和增强的细胞毒性也是不可忽略的缺点。为重原子效应带来的弊端，当前对花菁染料的改性使用了一种称为自由基增强系间窜越(REISC)的无重原子策略。然而，自由基与荧光团之间强的自旋-自旋交换相互作用也会导致显著的荧光猝灭和T₁态寿命缩短。

另外，由于复杂的键异构化过程，花菁染料通常具有较低的辐射量子产率和短寿命的激发态寿命，影响抗癌效果。因此，为克服当前挑战而对花菁染料进行合理设计是非常紧迫的。

发明内容

本发明旨在提供一类能够不依赖于重原子具有近红外激发、线粒体定位、长激发态寿命的PDT光敏剂。

本发明首先提供一类具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料，具有如下结构通式I：

通式I中：

R₁和R₂各自独立地选自H、Cl、F、羧基、磺酸基等；

R₃和R₄各自独立地选自甲基、乙基、丙基、长烷基链、苄基等；

R₅选自式i～v所述基团中的一种：

X选自碘、氯或溴。

另一方面，本发明提供上述具有长激发态寿命的五甲川菁染料类光敏染料的制备方法，包括式II的化合物与式III化合物在零价钯存在条件下反应的步骤，