CN102552907B

CN102552907B - 一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用

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Publication number: CN102552907B
Application number: CN 201210012075
Authority: CN
Inventors: 黄剑东; 陈晗雪; 许赫男; 郑碧远
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: CN102552907A

Abstract

本发明公开了一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，特别是将非周边取代酞菁锌作为声敏剂用于制备声动力治疗药物，本发明的非周边取代酞菁锌具有较好的生物相容性、生物选择性和较高的稳定性；制备简便，易操作，合成原料易得，易于实现产业化。

Description

一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用

技术领域

本发明属于有机功能材料以及药物领域，具体涉及一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用。

背景技术

近年来，声动力治疗（Sonodynamic Therapy，简称SDT）作为新兴的无创伤、高选择性的治疗方法受到高度的关注。该方法是利用非致热性超声激活靶部位中的声敏剂，引发一系列反应，产生活性氧或其他活性物质，从而杀伤肿瘤细胞或其他异常细胞，达到治疗目的。

声动力治疗是在光动力治疗的基础上建立和发展起来的。光动力治疗（Photodynamic Therapy, 简称PDT）是利用光激活富集于靶组织中的光敏剂产生活性氧而破坏靶组织。随着光敏剂和配套激光技术的发展，PDT已广泛应用于临床，并取得很大的成效。但是，由于光在生物组织中的穿透能力较弱（能力最强的650-750mm波段的光穿透深度也仅1cm左右），光动力治疗被限于体表疾病的治疗，对于深部或大体积肿瘤的治疗需要组织间照射，增加了治疗的复杂性，并且涉及到侵入性副作用。

超声的组织穿透能力强（穿透组织的能力可达10cm左右），而且超声装置简单，操作简便，可将声能无创伤地聚焦于深部组织。因此，利用超声作为激发源的声动力治疗有望克服光动力治疗的局限性，发展成为一种极具优势的治疗新手段。

然而，声动力治疗尚未能进入临床应用，面临的关键问题是缺乏性质良好的声敏剂。目前，实验研究中广泛使用的声敏剂是血卟啉和镓卟啉衍生物等第一代光敏剂,这些敏化剂存在不足之处：在400-500nm区域有强吸收（这波段的光正是自然光富含的），导致自然光下皮肤光毒性较大（需要避光2-4周），组成和性质不稳定(血卟啉衍生物为混合物)，且声敏化能力也有待提高，临床实际应用受到限制。因此，探索新型高效声敏剂已成为当前的迫切需求和研究热点。

酞菁衍生物是一类重要的功能材料，对于该类化合物的光动力效应的研究较多，但对于它们的声动力效应的研究则极少。Milowska等的研究发现（Milowska K., Gabryelak T.. Synergistic effect of ultrasound and phthalocyanines on nucleated erythrocytes in vitro. Ultrasound Med. Biol., 2005, 31: 1707-1712.），无取代酞菁锌和酞菁铝对细胞具有声动力杀伤作用，但是无取代酞菁锌和酞菁铝的溶解度差、生物利用度不高、声敏化效能也欠佳。酞菁化合物具有三个可调控的结构因素（即中心离子、环取代基以及轴向取代基），不同的结构特点组合具有不同的性能，或成为脱硫催化剂，或成为非线性光学材料，或成为光敏药物，或称为光记录材料等等。因此，如何从数量众多的酞菁衍生物中筛选、发现和设计高效声敏剂，是需要付出创造性试验研究的课题。

另一方面，声敏剂的应用并不局限于疾病的声动力治疗，利用声敏剂在超声照射下产生的活性氧或其他活性物质，可用于降解污染物、美容、消毒等。但是在这些应用领域，也仍然缺乏高效的声敏剂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，该非周边取代酞菁锌具有较好的生物相容性、生物选择性和较高的稳定性；制备简便，易操作，合成原料易得，易于实现产业化。

一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用。

所述的声敏剂用于声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容。

非周边取代酞菁锌制备用于声动力治疗药物（即声敏药剂）中的应用,声动力治疗药物中非周边取代酞菁锌的质量百分数为0.05-99.5%。

在声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容过程中使用的超声波的频率为50kHz-12MHz。

在声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容过程中使用的超声波的优选频率为1MHz-3MHz。

所述的非周边取代酞菁锌为：四-a-(4-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-(3-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-(2-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌、1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌、1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌、1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌或1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌。结构如式（1）、式（2）和式（3）所示。

式（1）式（2）

式（1）和式（2）中，R代表取代基团。

式（1）为非周边四取代酞菁锌，四个取代基团均处于酞菁环的非周边位置，即a位，又称1(4)，8(11)，15(18)，22(25)位置。

式（2）为非周边单取代酞菁锌，取代基团处于酞菁环的非周边位置。

式（1）和式（2）所述取代基团R选自式（3）中的任一种基团。

式（3）

本发明的显著优点在于：

（1）本发明提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物中均含有羧基，具有亲水性，部分取代基为氨基酸衍生物，因而具有较好的生物相容性和生物选择性。

（2）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物中均含有羧基，因而容易通过成酯键或成酰胺键的方式，连接上具有靶部位特异选择性的抗体、蛋白、肽等物质，形成具有高靶向性的声动力治疗药物。

（3）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物中均含有羧基，因而容易通过成酯键或成酰胺键的方式，负载到高分子材料或无机载体上，从而在特定的场合用来进行声动力净化或消毒。

（4）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物制备简便，易操作，合成原料易得，因此本发明所提供的化合物易产业化。

（5）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物具有较高的稳定性。

（6）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物具有较高的声敏化能力，即在超声的激活下，产生活性氧（主要是单线态氧）的效率较高。通过对比实验表明，本发明所提供的酞菁化合物的声敏化能力，显著大于文献报道的酞菁铝。

（7）本发明所提供的具有声敏剂用途的酞菁化合物具有高的声敏化能力。通过对比实验表明，本发明所提供的酞菁化合物的声敏化能力，大于含其他功能基（如1-金刚烷甲氧基、乙酰哌嗪苯氧等）的酞菁锌衍生物。

具体实施方式

本发明所述的酞菁化合物由参考文献或专利公开的方法制备，所述的非周边取代酞菁锌使用专利（ZL2007102002232）公开的方法制备，如实施例1－10所示。

本发明所述的非周边取代酞菁锌化合物具有声敏化能力，可以作为声敏剂使用，即在超声照射下能有效地产生活性氧或其他活性物质，利用所产生的活性氧或其他活性物质，用于降解污染物、美容、消毒以及开展疾病的声动力治疗。

本发明所述的非周边取代酞菁锌作为声敏剂的应用，需配套适宜的超声装置，提供的超声频率为50kHz-12MHz，优选的超声频率为1MHz-3MHz，提供的超声波为能聚集或不能聚集的超声波。

采用1,3－二苯基异苯呋喃探针法的测定结果表明，在超声照射下（超声频率为1MHz、功率为2W/cm²），本发明所述的非周边取代酞菁锌化合物化合物产生单线态氧的能力，高于酞菁铝；也高于其他功能团取代的酞菁锌，例如四-a-(1-金刚烷甲氧基)酞菁锌和四-a-（乙酰哌嗪苯氧基）酞菁锌。

本发明所述的非周边取代酞菁锌可作为声敏剂在制备声动力治疗药物中应用。本发明所述的声动力治疗是指皮肤病的声动力治疗，或是癌症的声动力治疗，或是病毒性疾病的声动力治疗，或是细菌性疾病的声动力治疗，或是真菌性疾病的声动力治疗。

本发明所述的非周边取代酞菁锌制备用于声动力治疗药物（即声敏药剂）的基本方法是：使用水，或水和其它物质的混和溶液（其它物质的含量不高于10％（wt%））作为溶剂，溶解本发明所述非周边取代酞菁锌，配制成含一定浓度的声敏制剂（酞菁化合物的重量含量为0.05-99.5%），酞菁化合物的浓度不高于其饱和浓度。所述的其它物质可以是以下一种或几种的混和：蓖麻油衍生物（Cremophor EL）、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300－3000，环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯。也可先用NaOH或KOH等碱性物质将本发明所述非周边取代酞菁锌转化为盐的形式，然后用上述溶剂溶解。在制成的溶液中可加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持声敏药剂的化学稳定性和生物相容性。

对于局部给药用的制剂，可以将本发明所述的非周边取代酞菁锌溶解在渗透性溶剂中，或将注入到软膏、洗液或凝胶中。所述渗透性溶剂优选5－35％（wt%）二甲亚砜的水溶液。

实验表明，本发明提供的非周边取代酞菁锌在超声激活下（超声频率为1MHz、功率为2W/cm²），可以有效地抑制人肝癌HepG2细胞和胃癌BGC823细胞的生长，相对抑制率优于血卟啉。

以下采用非限制性实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

四-a-(4-羧基苯氧基)酞菁锌(也可称为1,8(11),15(18),22(25)-四(4-羧基苯氧基)酞菁锌（II）)的合成:

（1）制备中间体3－(4－羧基苯氧基)邻苯二腈:

在氮气的保护下，将0.69g（5mmol）4－羟基苯酸，0.87g（5mmol）3-硝基邻苯二腈溶于20ml二甲基亚砜（DMSO），室温搅拌10分钟后，加1.5g（10.9mmol）无水碳酸钾，过10min，再加1.0g碳酸钾, 继续反应12～24小时（优选14小时）。将反应混合物抽滤，收集滤液，在滤液中加入200ml冰水混合物中，用2 mol/L HCl溶液调节pH值至1～3（优选2），产物以沉淀析出，过滤，水洗至中性，收集滤饼，70℃常压干燥，得1.12g产物，产率87％。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 264.8 [M]^-。

UV：λ_max= 310 nm(DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：13.07 (s, 1H, OH), 8.01-8.05 (m, 2H, A_r-H), 7.85-7.95 (m, 2H, A_r-H), 7.48 (d, J=4.50, 1H, A_r-H), 2.87 (t, 2H, A_r-CH₂), 2.58 (t, 2H, CH₂-C=O)。

IR（KBr，cm^－1）：3078.4，2236.4，1683.8，1606.5，1573.9，1506.6，1468.5，1429.3，1283.8，1210.9，1167.1，1110.5，1014.9，986.97，924.13，865.7，802.4，778.6，709.6，651.3，553.0，502.5，456.8。

（2）制备1,8(11),15(18),22(25)-四(4-羧基苯氧基)酞菁锌（II）

在氮气的保护下，将上述过程（1）获得的3－（4－羧基苯氧基）邻苯二腈0.13g加入到7ml正戊醇中，搅拌，升温至90℃,加入0.05g醋酸锌和0.2ml DBU，升温至100－130℃（优选125℃），继续通氮气，反应12小时。蒸去正戊醇后，加少量DMF溶解，用稀HCl溶液酸化析出粗产物，过滤，水洗至滤液为无色，除去滤液，用1mol/L NaOH溶液溶解滤饼，过滤。将滤液用HCl稀溶液调节pH值至1～3（优选2），析出粗产物，过滤，水洗至滤液为无色，得深绿色粗产物。将粗产物用DMF溶解，过硅胶柱纯化（洗脱剂主要为DMF），收集酞菁组分，浓缩，加水析出，膜过滤，干燥得产物，产率50％,Rf = 0.69 （甲醇）。

产物的结构表征数据如下：

MS（ESI）m/z: 1158.1 [M+K-H]^-。

UV-VIS：λ_max=686 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：8.94-9.06 (m, 4H, Pc-H_α), 8.23-8.42 (m, 4H, Pc-H_β), 7.93-8.03 (m, 4H, Pc-H_β), 7.80 (d, J=2.281, 8H, Ar-H), 7.16-7.34 (m, 8H, Ar-H)。

IR（KBr，cm^－1）：3279.8，3059.5，1693.1，1603.0，1583.8，1482.0，1324.4，1236.3，1160.5，1122.0，1081.5，968.9，847.4，744.8。

实施例2

四-a-(3-羧基苯氧基)酞菁锌(也可称为1,8(11),15(18),22(25)-四(3-羧基苯氧基)酞菁锌(II))的合成

（1）制备中间体3－(3-羧基苯氧基)邻苯二腈:

将0.69g（5mmol）3-羟基苯酸和0.69-2.08g (4-6mmol)(优选0.87g,5mmol）3-硝基邻苯二腈加入到35mlDMF中,通氮气，室温搅拌，10分钟后加2.1g（15mmol）碳酸钾,反应24小时。将反应混合物抽滤，收集滤液，在滤液中加入200ml冰水混合物中，用2 mol/L HCl溶液调节pH值至1～3（优选2），产物以沉淀析出，过滤，水洗至中性，收集滤饼，70℃常压干燥，得粗产物。将粗产物用少量DMF溶解，然后加大量水，析出沉淀，过滤，水洗3次，70℃常压干燥，得1.11g白色固体, 产率84％，Rf = 0.53(乙醇)。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 264.1 [M]^-。

UV: λ_max=319 nm(DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：13.16 (s, 1H, COOH), 7.81-7.88 (m, 3H, A_r-H), 7.62- 7.67(m, 2H, A_r-H), 7.52 (t, J=0.6, 1H, Ar-H), 7.32 (d, J=4.05, 1H, Ar)。

IR（KBr，cm^－1）：3613.1，3078.4，2232.9，1688.8，1585.6，1466.7，1450.9，1303.7，1278.7，1208.9，1099.4，994.6，904.7，805.0，726.3，703.3，670.3，545.9。

（2）制备1,8(11),15(18),22(25)-四(3-羧基苯氧基)酞菁锌（II）

在氮气的保护下，将上述过程（1）获得的3－(3-羧基苯氧基)邻苯二腈0.27g（1mmol）、0.14g（1mmol）碳酸钾加入到10ml正戊醇中，搅拌,升温至90℃，加0.1g（0.55mmol）醋酸锌和0.3ml DBU，升温至130℃，在氮气下反应10－24小时（优选12小时）。蒸去正戊醇后，加少量DMF溶解，用稀HCl溶液酸化析出粗产物，过滤(优选微孔膜过滤)，水洗至滤液为无色，除去滤液，用1mol/L NaOH溶液溶解滤饼，过滤。将滤液用HCl稀溶液调节pH值至1～3（优选2），析出粗产物，微孔膜过滤，水洗至滤液为无色，70℃常压干燥滤饼，得粗产物。将粗产物用DMF溶解，过硅胶柱纯化，洗脱剂为DMF/甲醇(体积比为2：1)混合液，收集相应的酞菁组分，浓缩，加水析出，过滤（优选微孔膜过滤）。利用硅胶柱或凝胶柱进一步精制，干燥得暗蓝色产物，Rf=0.69 (甲醇：乙醇＝1：1)。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 1121.2 [M+H]。

UV-vis：λ_max= 688 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：12.75 (s, 1H, OH), 8.89-9.01 (m, 4H, Pc-H_α), 8.48 (m, 4H, Ar-H_β), 7.93-7.97 (m, 4H, Pc-H_β), 7.77 (t, J=2.281, 4H, Ar-H-CO), 7.60-7.69 (m, 4H, O-Ar-H-CO)，7.45-7.53 (m, 4H, Ar-H), 7.31-7.39 (m, 4H, Ar-H-O)。

IR（KBr，cm^－1）：3273.8，3065.5，1706.8，1578.3，1480.9，1443.8，1327.9，1246.6，1096.3，1082.6，971.9，900.7，746.5。

在上述过程中利用等摩尔的氯化锌替代醋酸锌,也能得到目标产物。

实施例3

四-a-(2-甲氧羰基苯氧基)酞菁锌（II）（也称为1,8(11),15(18),22(25)-四(2-甲氧羰基苯氧基)酞菁锌(II) ）的合成

（1）制备中间体3－(2－甲氧羰基苯氧基)邻苯二腈

将0.3ml（2.3mmol）水杨酸甲酯和0.35g（2mmol）3-硝基邻苯二腈加入到10mlDMSO中,通氮气，搅拌升温至60℃，10min后加0.7g（5mmol）碳酸钾,反应12－24小时（优选18小时）。将反应混合物加入到200ml冰水混合物中，搅拌，静置，析出絮状沉淀，抽滤，水洗至中性，收集滤饼，70℃常压干燥，得白色粗产物。将粗产物通过CHCl₃重结晶纯化，得0.398g白色产物,产率71.5％，Rf = 0.58(CH₂CCl₂)。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 278.1[M]^＋。

UV: λ_max= 317nm(DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：8.06-8.09 (dd, J ₁=3.90, J ₂=0.62, 1H, A_r-H), 7.66 (t, J=5.42, 1H, A_r-H), 7.49-7.55 (m, 1H, Ar-H), 7.41-7.46 (m, 3H, Ar-H), 7.20 (d, J=4.07, 1H, A_r-H), 6.86 (d, J=4.26, 1H, A_r-H), 3.78 (s, 3H, -CH₃)。

IR（KBr，cm^－1）：3096.7，3078.7，2956.0，2236.9，1718.7，1601.2，1586.2，1451.7，1297.2，1273.5，1204.9，1130.4，1092.1，1037.1，981.2，812.3，775.6，710.4，506.9，458.4。

（2）制备1,8(11),15(18),22(25)-四(2-甲氧羰基苯氧基)酞菁锌（II）

在氮气的保护下，将上述过程（1）获得的3－(2－甲氧羰基苯氧基)邻苯二腈0.28g（1mmol）加入到10ml正戊醇中，搅拌，升温使之完全溶解。加0.1g（0.55mmol）醋酸锌和0.3ml DBU，升温至130℃，在氮气下反应8－24小时（优选10小时）。蒸去正戊醇后，加少量乙酸乙酯溶解，用乙酸乙酯为洗脱剂通过硅胶层析柱粗纯化，收集酞菁组分，浓缩后，再过硅胶柱纯化，先用CH₂Cl₂/CHCl₃(体积比2:1)洗下红色杂质，然后用CHCl₃洗下发生酯交换的酞菁组分，最后用乙酸乙酯洗下目标产物。将目标产物浓缩后，通过硅胶层析柱精制，70℃真空干燥得深绿色产物，产率24.3％。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 1176.2 [M]^＋。

UV: λ_max= 693 nm(DMF)。

IR（KBr，cm^－1）：2954.1，2857.1，1706.1，1603.2，1574.0，1479.6，1449.2，1333.8，1296.1，1238.2，1124.0，1080.5，1046.3，962.31，881.16，745.70。

实施例4

四-a-(2-羧基苯氧基)酞菁锌（也可称为1,8(11),15(18),22(25)-四(2-羧基苯氧基)酞菁锌(II)）的合成

通过水解实施例3获得的1,8(11),15(18),22(25)-四[(2-甲氧羰基)苯氧基]酞菁锌（II）中的酯基，可获得1,8(11),15(18),22(25)-四(2-羧基苯氧基)酞菁锌: 取0.5g 1,8(11),15(18),22(25)-四[(2-甲氧基羰基)苯氧基]酞菁锌，加20ml四氢呋喃（THF）溶解，然后加入150ml甲醇/水（体积比5:1）的NaOH饱和溶液，通氮气，40－50℃搅拌反应18小时。反应结束后，把反应溶剂旋蒸至只剩水，加50ml水，过滤，收集滤液，用稀HCl溶液酸化析出，过滤（优选微孔膜过滤），80℃真空干燥得深绿色目标产物，产率60％。

产物的结构表征数据如下：

MS（ESI）m/z:1121.3 [M+H]^＋。

UV：λ_max= 698 nm(DMF)。

IR（KBr，cm^－1）： 3267.9，3065.5，1715.3，1602.6，1573.3，1478.4，1451.9，1324.4，1236.4，1123.0, 1081.6，965.9，936.3，880.0，746.1。

实施例5

四-a-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌（也称为1,8(11),15(18),22(25)-四[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌(II)）的合成

（1）制备中间体3-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]邻苯二腈

将0.45g（2 mmol）N-乙酰基酪氨酸和0.35g（2mmol）3-硝基邻苯二腈加入到10mlDMSO中,通氮气，搅拌10分钟后加入0.7g（5mmol）碳酸钾,室温反应19小时。将反应混合物加入200ml冰水混合物中，用2 mol/L HCl溶液调节pH值至1～3（优选2），搅拌析出大量沉淀，静置，过滤，水洗至中性，收集滤饼，70℃常压干燥，得粗产物。将粗产物用少量丙酮溶解，加大量水，静置，析出白色针状固体，过滤，75℃真空干燥，得0.48g产物, 产率68％，Rf = 0.77(甲醇)。

产物的结构表征数据如下：

UV：λ_max=320 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm): 12.73(s, 1H, OH), 8.21 (d, J=3.90, 1H, Ar- H_β); 7.78-7.85 (m, 2H, Ar-H_α, Ar- H_β); 7.34(d, J=4.20, 2H, Ar-H), 7.14-7.21 (m, 2H, Ar-H), 4.38-4.45(m, 1H, -NH-), 3.05-3.09 (dd, J₁=6.75, J₂=2.25, 2H, Ar-CH₂), 2.86 (q, J=5.78, 1H, -CHCO), 1.78 (s, 3H, CH₃)。

IR（KBr，cm^－1）：3412.1,3083.3,2916.7,2512.3,2226.0, 1718.7, 1614.9, 1530.9,1506.6，1465.5,1338.5,1282.4，1249.8，1206.9，1166.4，1128.6，1020.1,984.7，848.7，801.5,582.1，521.4。

（2）制备1,8(11),15(18),22(25)-四[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌(II)

在氮气保护下，将0.35g（1mmol）上述过程（1）获得的3-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基)乙基苯氧基]邻苯二腈加入到10mlDMF中，搅拌，升温，10分钟后加入0.1g（0.55mmol）醋酸锌和0.3ml DBU，继续升温至100-150℃(优选140℃)，反应12小时。将反应溶剂DMF旋蒸至干，加水溶解，用稀HCl溶液酸化析出，过滤，水洗至滤液为无色，除去黄色滤液。用1mol/L NaOH溶液溶解滤饼，过滤。将滤液用HCl稀溶液调节pH值至1～3（优选2），析出粗产物，微孔膜过滤，水洗至滤液为无色，70℃常压干燥滤饼，得深绿色粗产物。粗产物通过硅胶柱和凝胶柱进一步纯化，产率30％。

产物的结构表征数据如下：

MS（ESI）m/z: 1461.4 [M+H]^＋。

UV-VIS：λ_max= 699nm (DMF)。

IR（KBr，cm^－1）：3273.8，3059.5，2922.6，1731.7，1650.4，1585.2,1505.8，1480.1，1327.9，1250.3，1203.0，1122.1，1081.5，803.8，746.8。

实施例6

1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌的合成

（1）制备中间体3－(4－羧基苯氧基)邻苯二腈

同实施例1中的（1）过程，获得中间体3－(4－羧基苯氧基)邻苯二腈。

（2）制备1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌

将1mmol中间体3－(4－羧基苯氧基)邻苯二腈，3－6mmol邻苯二腈（优选6mmol）和1mmol碳酸钾加入到25ml正戊醇中，通氮气，搅拌，升温至90℃，加入3.9mmol醋酸锌和0.5ml DBU，继续升温至130℃，反应10－24小时（优选12小时）。将反应溶剂正戊醇真空蒸干，加少量DMF溶解，加水稀释，加稀HCl溶液酸化处理，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，干燥得蓝色粗品。将粗品用少量DMF（含10％有机碱）溶解后，通过硅胶柱分离，洗脱剂依次为体积比为2：1和体积比为1：2的乙酸乙酯/DMF，收集第二个蓝色组分，浓缩至少量，加稀HCl溶液，搅拌，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，干燥得蓝色产物。产物进一步通过硅胶柱和/或凝胶柱精制，产率19.4％, Rf＝0.69（甲醇）。

产物的结构表征数据如下：

MS（ESI）m/z: 713.1 [M+H]^-。

UV-VIS：λ_max=672 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：12.64 (s, 1H, OH); 8.86-9.01 (m, 6H, Pc-H_α), 8.47 (d, J=9.00, 1H, Pc-H_α), 7.99-8.10 (m, 9H, Pc-H_β and Ar-H), 7.82 (d, J=3.00, 1H, Pc-H_β), 7.42 (d, J=4.50, 2H, Ar-H)。

元素分析（C₃₉H₂₀N₈O₁₂Zn·H₂O，％）：理论值：C: 63.99,H: 3.03, N: 15.31，实测值：C: 63.84, H: 3.21, N: 15.02。

IR（KBr，cm^－1）：3351.0，1659.6，1601.9，1580.2， 1485.0 ，1332.6。

实施例7

1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌的合成

（1）制备中间体3－(3-羧基苯氧基)邻苯二腈:

同实施例2中的（1）过程，获得中间体3－(3-羧基苯氧基)邻苯二腈。

（2）制备1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌

将1mmol中间体3－(3－羧基苯氧基)邻苯二腈，3－6mmol邻苯二腈（优选5mmol）和1mmol碳酸钾加入到25ml正戊醇中，通氮气，搅拌，升温至90℃，加入3.9mmol醋酸锌和0.5ml DBU，继续升温至130℃，反应10－24小时（优选12小时）。将反应溶剂正戊醇真空蒸干，加少量DMF溶解，加水稀释，加稀HCl溶液酸化处理，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，干燥得蓝色粗品。将粗品用少量DMF（含10％有机碱）溶解后，通过硅胶柱分离，洗脱剂依次为体积比为2：1和体积比为1：2的乙酸乙酯/DMF，收集第二个蓝色组分，浓缩至少量，加稀HCl溶液，搅拌，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，干燥得蓝色产物。产物进一步通过硅胶柱和/或凝胶柱精制，产率18％, Rf＝0.69（甲醇）。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 711.7 [M-H]^-。

UV-VIS：λ_max= 673 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：12.96 (s, 1H, OH), 9.01 (d, J= 9.00, 6H, Pc-H_α), 8.63 (s, 1H, Ar-H_α), 8.00-8.12 (m, 7H, Pc-H_β), 7.84 (s, 2H, Pc-H_β, Ar-H-CO), 7.49-7.62 (m, 3H, Ar-H)。

IR（KBr，cm^－1）：3619.0,3053.6, 1693.8, 1576.5, 1483.5,1448.9,1331.3,1249.7，1117.0，1087.4,980.7, 886.2, 753.5, 734.8，723.3。

实施例8

1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌的合成

（1）制备中间体3－(2－甲氧羰基苯氧基)邻苯二腈

同实施例3中的（1）过程，获得中间体3－(2－甲氧羰基苯氧基)邻苯二腈。

(2)1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌的合成

将0.5mmol 3－(2－甲氧羰基苯氧基)邻苯二腈和3mmol邻苯二腈加入到20ml正戊醇中，通氮气，搅拌，升温至70℃，加1.8mmol醋酸锌和0.3ml DBU，继续升温至130℃，反应12小时。

将反应溶剂正戊醇旋蒸至干，加少量DMF溶解，加水析出，过滤，再用稀HCl洗至滤液为无色，水洗至中性，70℃常压干燥，得蓝色粗品。

水解粗品：取0.48g粗品，加15ml四氢呋喃（THF）溶解，然后加入100ml甲醇/水（体积比5:1）的NaOH饱和溶液，通氮气，40－50℃搅拌反应10-24小时（优选24小时）。反应结束后，把反应溶剂旋蒸至只剩水，加50ml水，过滤，收集滤液，用稀HCl溶液酸化析出，过滤（优选微孔膜过滤），80℃真空干燥得粗产物，产率81％。

分离纯化：将粗产物用少量DMF（含10％有机碱）溶解后，通过硅胶柱分离，洗脱剂依次为体积比为2：1和体积比为1：2的乙酸乙酯/DMF，收集第二个蓝色组分，浓缩至少量，加稀HCl溶液，搅拌，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，干燥得蓝色产物。产物进一步通过硅胶柱和/或凝胶柱精制，产率20％。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 713.3 [M+H]^-。

UV-VIS：λ_max= 678 nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：。

IR（KBr，cm^－1）：3321.4，3047.6，1723.9，1604.1，1478.8，1454.5，1330.7，1245.0，1114.1，1090.0，975.5，885.9，752.9，727.7。

实施例9

1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌的合成

同实施例5中的（1）过程，获得中间体3-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]邻苯二腈。

（2）制备1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌

将0.175g（0.5mmol）3-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]邻苯二腈和0.32g（0.25mmol）邻苯二腈加入到20mlDMF中，通氮气，搅拌，升温至70－90℃，10分钟后加0.3g（1.66mmol）醋酸锌和0.5mlDBU，继续升温至135℃，反应14小时。将反应溶剂DMF旋蒸至少量，用稀HCl溶液酸化析出，过滤（优选微孔滤膜过虑），水洗至中性，滤饼用1mol/L NaOH溶液超声溶解，过滤，滤液再用稀HCl溶液酸化析出, 水洗至中性，干燥得蓝色粗品。将粗品用少量DMF溶解后，通过硅胶柱分离，洗脱剂依次为体积比为4：1和体积比为2：3的乙酸乙酯/DMF，收集第二个蓝色组分，浓缩后进一步通过硅胶柱和/或凝胶柱精制，得蓝色产物，产率18％。

产物的结构表征数据如下：

MS （ESI）m/z: 797.1 [M]^-。

UV-VIS：λ_max= 684nm (DMF)。

¹H NMR (DMSO-d₆，ppm)：9.08-9.21 (m, 6H, Pc-H_α); 8.81 (d, J=3.45, 1H, Pc-H_α); 8.06-8.14 (m, 7H, Pc-H_β); 7.67 (d, J=3.75, 1H, Pc-H_β), 7.30-7.39 (m, 4H, Ar-H), 4.32-4.38(m, 1H, -NH-), 2.95-3.00(dd, J₁=7.65, J₂=2.25, 2H, Ar-CH₂), 2.78 (q, J=5.79, 1H, -CHCO), 1.66(s, 3H, CH₃)。

IR（KBr，cm^－1）：3315.5, 3047.6, 2916.7, 1727.4, 1647.4,1605.9，1579.3,1502.2，1481.0,1330.2,1249.0，1115.2, 1087.4,974.81，884.77，749.63，721.0。

实施例10

四-a-(1-金刚烷甲氧基)酞菁锌（也称为1,8(11),15(18),22(25)－四(1-金刚烷甲氧基)酞菁锌（II））的合成

该化合物的结构如下式所示：

（1）制备中间体3-(1-金刚烷甲氧基)邻苯二腈

向装有磁力搅拌装置和氮气保护装置的50ml 两颈瓶中加入0.166g（1mmol）1-金刚烷甲醇，0.174g（1mmol）3-硝基邻苯二腈，15ml DMF，在氮气保护下室温搅拌，10min后加0.276g（2mmol）K₂CO₃，反应48h后补加1mmol1-金刚烷甲醇（0.166g）和2mmol K₂CO₃（0.276g），继续反应7天。TLC检测3-硝基邻苯二腈基本消失，停止反应。把反应混合物加入100ml冰水混合物中，搅拌，析出大量浅白色沉淀，静置30min，抽滤、水洗至中性，收集滤饼，70℃常压干燥24h，所得固体用少量二氯甲烷溶解，然后以二氯甲烷为流动相，过硅胶柱，TLC观察收集前段有荧光的组分，旋蒸干溶剂，然后用甲醇30ml在50℃热溶重结晶。最后可得产物0.276g，产率85.8％. Rf值：0.774（CH₂Cl₂）。

IR数据（KBr，cm^-1）及其归属：3071，795（Ar-H）；2234（C≡N）；2903（v_as），2848（v_s），1463（δ_s）（CH₂，CH）；1583，1478，1455（苯环，C=C）；1182（ArOR）。

MS（ESI）：m/z 292.2[M]⁺。

¹H NMR（CDCl₃，ppm）：7.60（t，J=8.16，1H，H-1）7.315（d，J=4.20，1H，H-2） 7.21（d，J=8.68，1H，H-3）3.64（s，2H，H-4） 1.69-1.78（m，15H，H-5、H-6、H-7、H-8）。

（2）1,8(11),15(18),22(25)－四(1-金刚烷甲氧基)酞菁锌的合成

向带有磁力搅拌装置、回流装置和氮气保护装置的50ml两颈瓶中加入0.147g（1.0mmol）3-（1-金刚烷甲氧基）邻苯二腈，10ml正戊醇，氮气保护，搅拌、升温至90℃，加0.1g（0.5mmol）无水醋酸锌和0.4ml DBU，130℃反应12h。把反应液旋蒸出正戊醇，待剩3ml左右时，加入50ml甲醇，然后膜过滤收集滤饼，水洗下黄色杂质，再用2N HCl酸洗，然后水洗至中性，洗至滤液无色，收集滤饼；常压70℃干燥，然后用乙酸乙酯：DMF=4:1为流动相过硅胶柱：收集洗下的深绿色带，旋蒸至剩余少量DMF，加水析出，膜过滤收集。

IR数据（KBr，cm^-1）及其归属：2912，2853，1460（CH₂）；1245，1197（PcOR）；1611，1568（C=C，C=N，苯环）；829，717，698（Ar-H）。

MS（ESI）：m/z 1278.8 [M+Na]^-。

¹H NMR（CDCl₃，ppm）：7.62-7.71（m，4H，H_α）7.30-7.44（m，8H，H_β） 3.65-3.81（m，8H，H-1）1.98-2.02（m，72H，H-2、H-3、H-4、H-5、H-6）。

实施例11

四-a-[4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基]酞菁锌（也称为1,8(11),15(18),22(25)－四[4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基]酞菁锌的合成

该化合物的结构如下式所示，其合成参考文献（黄剑东等，无机化学学报，2006，22（3），435-442）制备。

（1）制备中间体3-(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧)邻苯二甲腈：

将1.10g（5mmol）4-乙酰哌嗪苯酚、0.865g（5mmol）3-硝基邻苯二甲腈和1.38g（10mmol）无水K₂CO₃加入到20ml DMSO中，常温搅拌5h（通氮气保护）。将反应溶液加到100ml冰水中，抽滤（用水洗涤），二氯甲烷－甲醇混合溶剂重结晶，真空干燥，得到浅黄色固体。产率为91％。

IR (KBr,cm^-1)：3076，2820，729，2237，1643，1514，1449，1273，1239，1165。

MS（ESI，m/z）：347[M＋1]⁺。

¹H NMR（CDCl₃，500MHz，ppm） d：7.55（t，1H，H-2），7.43（d，1H，H-1），7.04（m，5H，H-3，H-4，H-5），3.66－3.80（d(br)，4H，H-6），3.21-3.17（d(br)，4H，H－7），2.16（s，3H，CH₃）。

（2）四-a-[4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基]酞菁锌的制备

将0.693g（2mmol）3-(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基)邻苯二甲腈、0.37g（2mmol）无水醋酸锌和0.4ml的DBU加入到20ml正戊醇中，在氮气保护下回流反应8h。减压蒸馏除去溶剂，甲醇洗涤，DMF溶解，利用硅胶层析柱纯化（DMF为洗脱剂），收集深绿色组分，减压蒸馏，甲醇重结晶，真空干燥，得到黑绿色固体。产率为26％。

IR (KBr,cm^-1)：1634，1505，1481，1333，1228，1116，1080。

MS（ESI，m/z）： 1451.5[M＋1]⁺。

¹H NMR（DMSO－d₆，500MHz，ppm）d：8.66（d，4H，H_a-Pc），7.99（d，8H，H_b-Pc），7.29－7.40（t，8H，H-Ar ortho C-O），7.08（s，8H，H-Ar ortho C-N），3.53-3.50（d(br)，16H，CH₂－N－Ar），3.03-2.75（m，16H，CH₂－N－C＝O），2.01-1.98（m，12H，－CH₃）。

实施例12

四－b－(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基)酞菁锌的合成

用4-(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基)邻苯二甲腈替代实施例10中的3-(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基)邻苯二甲腈，按同样的方法可以得到绿色的四－b－(4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基)酞菁锌。

IR (KBr,cm^-1)：1651，1507，1470，1335，1227，1090。

MS（ESI，m/z）：1450.8[M]⁺。

¹H NMR（DMSO－d₆，500MHz，ppm） d：8.67－8.15，7.56－7.22（m(br)，28H，H-Pc,H-Ar），3.62（s(br)，16H，CH₂－N－Ar），3.23（s(br)，16H，CH₂－N－C＝O），2.10（d，12H，CH₃）。

实施例13

采用DPBF（1,3－二苯基异苯呋喃）探针法测定化合物在超声照射下产生单线态氧的能力。

通过观察DPBF在含有待测样品的有机溶剂中随声照时间的降解情况，来比较待测样品声敏产生¹O₂的能力。DPBF的降解是通过观察其吸收光谱最大值（414nm处左右）的变化而得到。所采用的超声频率为1MHz、持续波、功率2W/cm²。样品每声照3min测其电子吸收光谱，扫描范围300～800 nm。DPBF的降解速率常数计算公式为：(A₀-A_t)/A₀=Kt+B，其中A₀为声照射前DPBF的最大吸光度值；A_t为经超声辐照一定时间t(min)后DPBF的最大吸光度值；K为DPBF的速率常数(min^-1)；t为照射时间（min）。隔天或第三天做重复实验2-3次，取其平均值。以无取代酞菁铝作为参照，通过K（样品）/K（无取代酞菁铝）的大小来比较所述酞菁衍生物的声敏化能力。

实验结果表明：本发明所述的非周边取代酞菁锌化合物具有声敏化能力，且高于酞菁铝，声敏化能力是酞菁铝的1.5-3.2倍。本发明专利要求1所述的非周边取代酞菁锌化合物包括：四-a-(4-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-(3-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-(2-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌，1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌，1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌，1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌，1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌。

实验结果表明：本发明所述的非周边取代酞菁锌化合物的声敏化能力，也高于其他功能团取代的酞菁锌。例如：四-a-(1-金刚烷甲氧基)酞菁锌、四-a-[4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基]酞菁锌和四-b-[4-(4-乙酰哌嗪)苯氧基]酞菁锌，在超声激活不能有效导致DPBF的降解，说明它们不具有声敏化能力；磺酸基取代酞菁锌的声敏化能力与酞菁铝相当，低于本发明专利要求1所述的酞菁锌化合物。

实施例14

本发明所述的酞菁化合物在超声照射下能有效地产生活性氧或其他活性物质，利用所产生的活性氧或其他活性物质，可以用于降解污染物、美容、消毒以及开展疾病的声动力治疗。

以DPBF（1,3－二苯基异苯呋喃）作为模型污染物，考察所述的酞菁化合物在超声照射下降解DPBF的能力。所采用的超声条件为1MHz、功率2W/cm²，总照射时间为30分钟。实验结果与实施例12一致，即本发明所述的非周边取代酞菁锌化合物在超声激活下能降解有机污染物，降解能力是酞菁铝的1.5-3.2倍。

实施例15

本发明所述的非周边取代酞菁锌用于制备声动力治疗药物的方法之一：使用水，或水和其它物质的混和溶液（其它物质的含量不高于10％（wt%））作为溶剂，溶解本发明所述非周边取代酞菁锌，配制成含一定浓度的声敏制剂，酞菁化合物的浓度不高于其饱和浓度（酞菁化合物的重量含量为0.05-99.5%）。所述的其它物质可以是以下一种或几种的混和：蓖麻油衍生物（Cremophor EL）、二甲亚砜、乙醇、甘油、N，N－二甲基甲酰胺、聚乙二醇300－3000，环糊精、葡萄糖、吐温、聚乙二醇单硬脂酸酯。

也可先用NaOH或KOH等碱性物质将本发明所述非周边取代酞菁锌转化为盐的形式，然后用上述溶剂溶解。

在制成的溶液中可加入抗氧化剂、缓冲剂和等渗剂作为添加剂以保持声敏药剂的化学稳定性和生物相容性。

实施例16

实施例17

应用于声动力净化或消毒时,本发明所述非周边取代酞菁锌既可以制成实施例14和15所示的溶液、软膏、洗液、凝胶或脂质体，也可负载到固定相中，所述的固定相可以是活性碳、硅胶、壳聚糖、无机物或聚合物等。

实施例18

本发明所述的非周边取代酞菁锌作为声敏剂的应用时，需配套适宜的超声装置，提供的适宜的超声频率为50kHz-12MHz，优选的超声频率为1MHz-3MHz。

实施例19

测试了利用本发明所述的非周边取代酞菁化合物配制的声敏药剂，用于声动力治疗癌症的活性。

首先，将酞菁化合物溶于0.5％蓖麻油衍生物（Cremophor EL，wt%）水溶液中，制成0.80mmol/L的光敏药剂。然后将其稀释到RPMI 1640细胞培养液中，制成不同浓度的含酞菁化合物的细胞培养液。所述的RPMI 1640培养液含有10％小牛血清和50U·ml^-1青霉素及链霉素。

将处于对数生长期的人肝癌HepG2细胞（2×10⁵个/ml）置于薄壁聚乙烯试管中，在含有不同浓度的酞菁化合物的培养液中培养45min，之后考察声动力活性。实验设对照组1(单独超声)，对照组2(单独敏化剂)和声动力组（敏化剂+超声组）。超声的频率为1MHz，声强为2W/cm²，超声照射时间为3min，实验均在避光条件下进行。细胞的存活率采用MTT法考察。

实验结果表明，当以下酞菁化合物的浓度为0.01mmol/L时，在超声作用下，对癌细胞的抑制率可到达到46-67%，相比于对照组，癌细胞的抑制率提高了3.0-4.2倍，显示了有效的声动力抗癌活性。所测试的酞菁化合物包括：四-a-(4-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-(3-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-(2-羧基苯氧基)酞菁锌，四-a-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌，1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌，1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌，1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌，1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌。

在同样的条件下，如果使用0.01mmol/L的血卟啉（文献上常见的声敏剂），相比于对照组，癌细胞抑制率只提高2.0倍。

实施例20

用BGC823胃癌细胞替代实施例18中的HepG2肝癌细胞，也得到相似的结果。

Claims

1.一种非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，其特征在于：所述的非周边取代酞菁锌为：四-a-(4-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-(3-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-(2-羧基苯氧基)酞菁锌、四-a-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌、1-(4-羧基苯氧基)酞菁锌、1-(3-羧基苯氧基)酞菁锌、1-(2-羧基苯氧基)酞菁锌或1-[4-(2-乙酰氨基-2-羧基乙基)苯氧基]酞菁锌。

2.根据权利要求1所述的非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，其特征在于：所述的声敏剂用于声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容。

3.根据权利要求2所述的非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，其特征在于：非周边取代酞菁锌制备用于声动力治疗药物中的应用,声动力治疗药物中非周边取代酞菁锌的质量百分数为0.05-99.5%。

4.根据权利要求2所述的非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，其特征在于：在声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容过程中使用的超声波的频率为50kHz-12MHz。

5.根据权利要求4所述的非周边取代酞菁锌在制备声敏剂中的应用，其特征在于：在声动力治疗、声动力净化、声动力消毒或声动力美容过程中使用的超声波的频率为1MHz-3MHz。