CN105120957A - 金属基噻吩光动力化合物及其用途 - Google Patents

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CN105120957A CN201380030975.2A CN201380030975A CN105120957A CN 105120957 A CN105120957 A CN 105120957A CN 201380030975 A CN201380030975 A CN 201380030975A CN 105120957 A CN105120957 A CN 105120957A
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Abstract

本发明的组合物包括可调金属基噻吩光动力化合物，所述化合物用作治疗剂和体内诊断剂，治疗或预防涉及有害和/或过度增殖细胞病因的疾病包括，癌症以及与有害和/或过度增殖细胞相关的疾病。所述组合物还用于治疗传染病并且用于病原体消毒和/或灭菌。

Description

金属基噻吩光动力化合物及其用途
发明背景
1.技术领域
本发明涉及用作治疗剂和体内诊断剂的光动力化合物。具体而言，本发明提供了经可见光照射后可通过1型或2型光学处理，激活以裂解DNA的可调金属基噻吩光动力化合物。
2.背景技术
目前光动力疗法(PDT)是对治疗与有害和/或过度增殖细胞相关的疾病例如癌症以及非恶性病变研究的活跃领域。PDT也应用于其他情况，包括但不限于治疗痤疮、牛皮癣、增生性非恶性病状、溃疡和创伤。对用于光动力疗法(PDT)的新光动力化合物(PDC)(或光敏剂(PS))的研发已经越来越专注于源自金属例如钌和铑的金属超分子复合物。用于PDT的新PS正在进行的研究源于与传统有机卟啉例如光敏素(PHOTOFRIN)相关的限制，所述传统有机卟啉必须用相对较短波长的光活化并且在缺氧环境中不起作用。通过引入具有低3MMCT(金属-金属间电荷转移)激发态的混合金属复合物，已经对克服这些限制取得显著进展。然而，至今，光动力化合物的报道有限，尤其是具有单核或双核设计，且能够提供用于治疗与有害和/或过度增殖细胞相关的疾病例如癌症以及非恶性病变的光动力疗法，和/或能够治疗其它病状，包括但不限于传染病和病原体感染以及能够灭菌的光动力化合物。
长期以来都需要用作具疾病缓解性并且可治疗患有因有害和/或过度增殖细胞疾病例如癌症的有效PDT光敏剂的新光动力化合物(PDC)。长期以来还需要用作体内诊断剂的新PDC。而且，希望提供新型PDC，其具有：(1)更强光稳定性，(2)在激活波长下吸收更强，(3)吸收红光，并且优选NIR，(4)不管氧气水平如何，活性都最高(可能利用在1型和2型光敏之间转换的机制)，和(5)靶向细胞内核DNA。
本发明解决了对研发用作具疾病缓解性并且对治疗以上讨论的一种或多种病状，例如治疗患有因有害和/或过度增殖细胞引起的疾病，例如癌症的患者有效的PDT光敏剂的新型PDC的需要。本发明还解决了对用作体内诊断剂的新PDC的长期需要。
本文引用的所有参考文献均以引用的方式整体并入本文。
发明概述
本发明涉及式(I)结构的新型化合物，
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；
n＝0、1、2、3、4或5；
y＝1、2或3；
z＝0、1或2；
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
R1选自由 组成的组；
u为整数；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C3-7环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内任意取代的6元环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
将具有以下结构的化合物从式(I)化合物的某些实施方案中排除：
本发明的化合物包括具有式(II)结构的化合物，
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；
n＝0、1、2或3；
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
组成的组；
u为整数；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C3-7环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内任意取代的6元环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组。
将具有下列结构的化合物从式(II)结构化合物的某些实施方案中排除：
本发明的化合物包括具有式(III)结构的化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中M、Lig、X和R基团如上定义且g为0、1、2、3、4或5。
本发明的化合物包括具有式(IV)结构的化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中M、X和R基团如上定义且h为0、1、2、3、4或5。
本发明还涉及式(V)结构的新型化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
M在每次出现时独立地选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X和R基团如上定义；
t为整数，并且优选为1、2、3、4、5或6；
q＝0、1、2、3、4或5；
将具有以下结构的化合物从式(V)化合物的某些实施方案中排除：
本发明还涉及使用结构为 的化合物的新方法。
本发明进一步涉及包含有效量的根据本发明所述的一种或多种化合物和赋形剂的组合物。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为DNA结合剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为DNA结合剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为DNA光裂解剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为DNA光裂解剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为DNA缩合剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为DNA缩合剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为产生DNA光开关效应的试剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为产生DNA光开关效应的试剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为单态氧生产效率为100％的光敏剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为单态氧生产效率为100％的光敏剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为可在I型和II型光学处理中起作用的光敏剂的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂作为可在I型和II型光学处理中起作用的光敏剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物破坏细胞，包括有害和/或过度增殖细胞的方法。
本发明还涉及一种使用光作为激活因子，使用本发明的光动力化合物破坏细胞，包括有害和/或过度增殖细胞的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂破坏细胞，包括有害和/或过度增殖细胞的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞凋亡的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞凋亡的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞坏死的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞坏死的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物在细胞，包括过度增殖细胞中赋予DNA交联的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的光动力化合物和赋形剂在细胞，包括有害和/或过度增殖细胞中赋予DNA交联的方法。
本发明还涉及一种治疗或预防与有害和/或过度增殖细胞病因有关的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物。
本发明还进一步涉及一种治疗或预防与有害和/或过度增殖细胞病因相关的疾病，包括(例如)癌症的方法，其中所述方法包括向受试者施用包含有效量的根据本发明所述的一种或多种化合物和赋形剂的组合物。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及细胞内还原剂例如谷胱甘肽。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病，包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及赋形剂和细胞内还原剂例如谷胱甘肽。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及细胞内氧化剂例如氧气。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病，包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及赋形剂和细胞内氧化剂例如氧气。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物作为抗病原药用剂和消毒剂，例如用于杀灭常氧和缺氧环境中的微生物的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物，经细胞内发光作为体内诊断剂的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物破坏病原体的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物和赋形剂破坏病原体的方法。
本发明还涉及一种使用光作为激活因子，使用本发明的化合物破坏病原体的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物破坏有害细胞，包括有害和/或过度增殖细胞和微生物细胞的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物破坏病毒的方法。
本发明还涉及一种使用光作为激活因子，使用本发明的化合物破坏有害细胞，包括有害和/或过度增殖细胞和微生物细胞的方法。
本发明还涉及一种使用光作为激活因子，使用本发明的化合物破坏病毒的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂破坏有害细胞，包括有害和/或过度增殖细胞和微生物细胞的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂破坏病毒的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物破坏细胞，包括细菌真菌和原生动物的方法。
本发明还涉及一种使用光作为激活因子，使用本发明的化合物破坏细胞，包括细菌真菌和原生动物的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂破坏细胞，包括细菌真菌和原生动物的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞凋亡的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞凋亡的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞衰老的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂诱导细胞，包括有害和/或过度增殖细胞衰老的方法。
本发明还涉及一种使用本发明的化合物在细胞，包括有害和/或过度增殖细胞中赋予DNA交联的方法。
本发明还涉及一种使用根据本发明所述的化合物和赋形剂在细胞，包括有害和/或过度增殖细胞中赋予DNA交联的方法。
本发明还涉及一种治疗或预防牵涉有害和/或过度增殖细胞病因的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物。
本发明还进一步涉及一种治疗或预防在其病因中具有有害和/或过度增殖细胞的疾病，包括(例如)癌症的方法，其中所述方法包括向受试者施用包含有效量的根据本发明所述的一种或多种化合物和赋形剂的组合物。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及细胞内还原剂例如谷胱甘肽。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病，包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及赋形剂和细胞内还原剂例如谷胱甘肽。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及细胞内氧化剂例如氧气。
本发明还涉及一种治疗或预防在其病因中牵涉有害和/或过度增殖细胞的疾病，包括(例如)癌症的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据本发明所述的化合物或组合物及赋形剂和细胞内氧化剂例如氧气。
本发明还涉及一种使用本发明的光动力化合物，经细胞内发光或比色法作为体内诊断剂的方法。
本发明进一步涉及一种制备本发明的光动力化合物的方法。
阅读以下详细描述和所附权利要求，本发明及其主题、特征和优点将对本领域的普通技术人员而言显而易见。除非另有说明，本文的所有百分数、比率和比例均按重量计。除非另有说明，所有温度均按摄氏度(℃)计。引用的所有文件在相关部分中，以引用的方式并入本文；对任何文件的引用均不得解释为承认其是关于本发明的现有技术。
附图说明
将结合以下附图描述本发明，附图中同样的参考数字表示同样的元素，其中：
图1示出了本发明的一组代表化合物(化合物1a、2a、10a、10b、3a、3b、14a和14b)。
图2为于MeCN中的1a、10a和14a的紫外-可见光吸收光谱图。1a、10a和14a在可见光区(25,000–15,000cm-1)的总吸收谱分别为5841、8190和14,100。
图3：当光波处于20μM时，水中PDC1a、10a、14a和16a的光吸收。
图4：为于MeCN中的PDC1a、10a和14a敏化的1O2发射图。1a、10a和14a的1O2量子产率分别为0.47、0.74和1.0。
图5：(a)用CTDNA(10mMTris·100mMNaCl，pH7.5)对10a(20μM)的滴定。插图：372nm下的结合等温线。(b)用CTDNA(10mMTris·100mMNaCl，pH7.5)对10b(50μM)的滴定。插图：380nm下的结合等温线。
图6：通过激光扫描共焦显微镜术观察到的载有14a的HL60细胞。458/488nm下激发PDC产生通过LP510滤光片采集的红光发射。通过激光扫描共焦显微镜(带ZEN操作系统的ZeissLSM510)，使用40x/NA1.3油或63x/NA1.4油浸物镜采集图像。激发为458/488nm氩气/氪气并且通过LP510滤光片采集信号。(a)来自PDC14a的发射，(b)微分干涉差(DIC)和(c)发射/DIC叠加。
图7：单独于5mMTris(和50mMNaCl，pH7.4)中和在1a、1b、10a和10b(5μM，[PDC]/[NP]＝0.1)存在下，小牛胸腺DNA(50μM，NP)的热变性。
图8：PDC产生DNA光开关效应：(a)1a，(b)10a和14a。
图9：经PDC处理的HL-60细胞的落射发光(EL)和明视场(BF)图像：a)未处理的对照，(b)1a(100μM)，5min黑暗(c)1a(100μM)，40h黑暗，和(d)1a(100μM)，照射后40h。使用未染色的TRITC滤光片立方体(□λex＝540nm，□λem＝605nm)采集EL图像。观察到的发光来自1a。
图10：经PDC处理的HL-60细胞的落射发光(EL)和明视场(BF)图像：a)未处理的对照，(b)10a(100μM)，5min黑暗(c)10a(100μM)，40h黑暗，和(d)10a(100μM)，照射后40h。使用未染色的TRITC滤光片立方体(□λex＝540nm，□λem＝605nm)采集EL图像。观察到的发光来自10a。
图11：经PDC处理的HL-60细胞的落射发光(EL)和明视场(BF)图像：a)未处理的对照，(b)10b(100μM)，5min黑暗(c)10b(100μM)，40h黑暗，和(d)10b(100μM)，照射后40h。使用未染色的TRITC滤光片立方体(□λex＝540nm，□λem＝605nm)采集EL图像。观察到的发光来自10b。
图12：经PDC处理的HL-60细胞的落射发光(EL)和明视场(BF)图像：a)未处理的对照，(b)14a(100μM)，5min黑暗(c)14a(100μM)，40h黑暗，和(d)14a(100μM)，照射后40h。使用未染色的TRITC滤光片立方体(□λex＝540nm，□λem＝605nm)采集EL图像。观察到的发光来自14a。
图13：在空气饱和溶液中经420nm照射，通过本公开PDC的DNA光裂解的凝胶电泳分析(1％含0.75μgmL-1溴化乙锭的琼脂糖凝胶，1×TAE，8Vcm-1，30min)：(a)1a，(b)10a，(b)10b和(d)14a。条带1、2和10为对照条带，并且条带3-9为反应条带：条带1，0μM(-hv)；条带2，0μM；条带3，0.5μM；条带4，0.75μM；条带5，1.0μM；条带6，2.5μM；条带7，5.0μM；条带8，7.5μM；条带9，10μM；条带10，10μM(-hv)。
图14：在空气饱和溶液中经可见光照射，通过PDC的DNA光裂解的凝胶电泳分析(1％含0.75μgmL-1溴化乙锭的琼脂糖凝胶，1×TAE，8Vcm-1，30min)：(a)1a，(b)10a，(b)10b和(d)14a。条带1、2、14和15为对照条带，并且条带2-13为反应条带：条带1，0μM(-hv)；条带2，0μM；条带3，0.75μM；条带4，1.5μM；条带5，3μM；条带6，5μM；条带7，8μM；条带8，10μM；条带9，12μM；条带10，16μM；条带11，18μM；条带12，20μM；条带13，25μM；条带14，25μM；条带15，25μM(-pUC19)；
图15：在空气饱和且脱氧溶液中，PDC介导的pUC19光裂解的凝胶电泳分析(1％含0.75μgmL-1溴化乙锭的琼脂糖凝胶，1×TAE，8Vcm-1，30min)：420-nm照射pUC19(20μMNP于10mMTris·100mMNaCl中，pH7.4)1h。条带1(-PDC，-hv)、2(300μM[Ru(bpy)3]2+，-hv)、5(2μM10a，-hv)、8(4μM10b，-hv)和11(8μM14a，-hv)为暗对照。条带3(300μM[Ru(bpy)3]2+，+hv)、6(2μM10a，+hv)、9(4μM10b，+hv)和12(8μM14a，+hv)是在空气中经照射的样品；条带4、7、10和13为在氩气中经照射的相应样品。
图16：在空气饱和且脱氧溶液中，PDC介导的pUC19光裂解的凝胶电泳分析(1％含0.75μgmL-1溴化乙锭的琼脂糖凝胶，1×TAE，8Vcm-1，30min)：用冷白色荧光管21W/m2，可见光照射pUC19(20μMNP于10mMTris·100mMNaCl中，pH7.4)1h。条带1(-PDC，-hv)、2(500μM[Ru(bpy)3]2+，-hv)和5(2μM10a，-hv)为对照。条带3(500μM[Ru(bpy)3]2+，+hv)和6(2μM10a，+hv)含有在空气中经照射的样品；条带4和7为在氩气中经照射的相应样品。
图17：通过用锥虫蓝(TrypanBlue)活力染色观察到随10a和10b浓度增加，HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。(a)18h和(b)40h。在100μM[PDC]下，对10a的光动力作用在18h时为47％并且在40h时为72％，而对于10b而言，在18h时为11％并且在40h时为0％(实际上活力增加5％)(相对于100μM暗孔引用)。
图18：通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。
图19：通过用AO-EB核形态染色观察到随14a浓度改变，HL-60细胞的细胞毒性和光细胞毒性。(a)1μM14a，-hv；(b)5μM14a，-hv；(c)10μM14a，-hv；(d)1μM14a，+hv；(e)5μM14a，+hv；(f)10μM14a，+hv。AO(绿色荧光)染色活细胞；EB(红色荧光)染色不能存活的细胞。
图20：通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。
图21：照射18h后用通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，经PDC处理的HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。
图22：照射40h后用通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，经PDC处理的HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。
图23：照射18h后用通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，经PDC处理的HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。通过微波合成制备PDC。
图24：照射40h后用通过用锥虫蓝活力染色观察到随(a)1a、(b)10a和(c)14a浓度增加，经PDC处理的HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。通过微波合成制备PDC。
图25：通过用锥虫蓝活力染色观察到随14a浓度增加，在(a)18h和(b)40h时，经PDC处理的HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(■)和光细胞毒性(□)。
图26：通过用AO-EB核形态染色观察到用100μM10a在HL-60细胞[(a)–(c)中左下角的细胞]中形成凋亡小体。(a)明视场暴露130ms，100μM10a，+hv，1000X；(b)落射荧光(FITC)暴露40ms，100μM10a，+hv，1000X；(c)落射荧光(TRITC)暴露40ms，100μM10a，+hv，1000X。
图27：照射18h后，经PDC处理的HL-60细胞的落射发光(EL)和明视场(BF)凋亡图像：(a)暗对照，14a(5μM)；(b)14a(5μM)和(c)14a(5μM)。使用经EB染色的TRITC滤光片立方体(λex＝540nm,λem＝605nm)采集EL图像。
图28：照射40h后通过用AO-EB核形态染色观察到的在黑暗中[(a)–(b)]和经可见光照射[(c)–(f)]的经PDC处理的HL-60细胞的明视场(BF)和落射发光(EL)图像。(a)5μM14a，-hv，BF1000X；(b)5μM14a，-hv，EL1000X；(c)5μM14a，+hv，BF1000X；(d)5μM14a，+hv，EL1000X；(e)5μM14a，+hv，EL100X；(f)5μM14a，+hv，EL100X(变焦)。AO(绿色荧光)染色活细胞；EB(红色荧光)染色不能存活的细胞。在(d)和(f)中凋亡小体很明显。
图29：对于对照组、10a和10b而言，照射40h后经PDC处理的HL-60细胞的大小分布。
图30：照射40h后经PDC处理的HL-60细胞的大小分布。
图31：14a的循环伏安图。
图32：77K下14a的吸收与发射。
图33：通过增加14a浓度的DNA光裂解：(a)无GSH和(b)4mMGSH。条带1-10含有暴露于14a(0.5-5μM)并且于5mMTris、50mMNaCl(pH7.5)中在420nm下照射30min的pBR322质粒DNA(20μM-NP)。
图34：GSH对DNA光损伤的影响随着n增大而增加：(a)1a，n＝1；(b)10a，n＝2和(c)14a，n＝3。条带1-6和17-18为对照条带。条带7-16含有暴露于PDC(2μM)和浓度渐增的GSH并且于5mMTris、50mMNaCl(pH7.5)中在420nm下照射30min的pBR322质粒DNA(20μM-NP)。
图35：AA对受14a的DNA光损伤的影响。条带1-6和14-15为对照条带。条带7-13含有暴露于PDC(2μM)和浓度渐增的AA并且于5mMTris、50mMNaCl(pH7.5)中在420nm下照射30min的pBR322质粒DNA(20μM-NP)。
图36：用于测定本公开化合物的DNA结合常数的公式。
图37：随着16a浓度增加，HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(●)和光细胞毒性(▲)。
图38：随着16c浓度增加，HL-60细胞(4h预培养，15min可见光照射，4J/cm2)的细胞毒性(●)和光细胞毒性(▲)。
图39：在CT26.WT(上)、U87(中)和F98(下)细胞中，PDC10A、14A和16A对细胞杀伤的功效，表示为杀伤细胞占对照(无PDA，无光)的百分比。示出了无光(黑暗毒性，左图)和有光(PDT，右图)，PDC的效应。将数据表示为平均数+/-标准误差线。
图40：在PDT研究中用于小鼠模型中肿瘤破坏的PDC14A、14C、光敏素和氨基乙酰丙酸(ALA)的有效剂量的比较。
图41：PDC14A与ALA对CT26.WT(上)、U87(中)和F98(下)细胞的细胞杀伤功效，表示为杀伤细胞占对照(无PDA，无光)的百分比。示出了无光(黑暗毒性，左图)和有光(PDT，右图)，PDC的效应。
图42：光敏剂14C(实线)和PPIX(虚线)的吸收光谱。用于PDT实验的波长用垂直虚线示出。
图43：照射(525nm，78mW/cm2)60min后，PDC14C(正方形)与PPIX(菱形)相比的吸收光谱。对于每种PDC在可见光区，对于14C在423nm下，对于PPIX在411nm下，在最大吸光度下记录OD。
图44：以TLD1411(14a)和TLD1433(14c)举例说明的本发明化合物可用于破坏体内的肿瘤。Kaplein-Meier曲线描述了对于单独用光(连续波(cw)或脉冲)、单独用光敏剂(高或低剂量)或用光(连续波或脉冲)连同光敏剂(高或低剂量)处理的小鼠，根据PDT后的天数，荷瘤小鼠的动物存活百分比。
图45：在黑暗中和经光活化，光敏剂14a产生的微生物负载(CFUmL-1)的平均log10减少量。通过用530-nmLED(98mWcm-2)照射10min以提供58.8Jcm-2的光总剂量，实现光活化。将PDI报道为光暗条件中微生物负载的平均log10减少量之差。
图46：在黑暗中和经光活化，光敏剂14c产生的微生物负载(CFUmL-1)的平均log10减少量。通过用530-nmLED(98mWcm-2)照射10min以提供58.8Jcm-2的光总剂量，实现光活化。将PDI报道为光暗条件中微生物负载的平均log10减少量之差。
具体实施方式
整篇说明中，将组合物描述为具有、包括或包含特定组分，或将工艺描述为具有、包括或包含特定工序时，考虑到了本教导的组合物也基本上由或由叙述的组分组成，并且考虑到本教导的工艺也基本上由或由叙述的工序组成。
在申请中，称元素或组分包括在叙述的元素或组分列表内和/或选自叙述的元素或组分列表时，应理解所述元素或组分可为叙述的元素或组分的任一种并且可选自由两种或多种叙述的元素或组分组成的组。
除非另有特别说明，本文单数的使用包括复数(并且反之亦然)。此外，除非另有特别说明，当术语“约”用于量值之前时，本教导也包括了具体的量值本身。
还应当理解，在一些实施例中，步骤的顺序或执行某些操作的顺序并不重要，只要本教导仍然能够保持可操作性即可。此外，两个以上的步骤或操作可同时进行。
如本文所使用，术语“卤素”应指氯、溴、氟和碘。
如本文所使用，除非另外指出，不管是单独使用还是用作取代基的一部分，“烷基”和“脂肪族”指具有1-20个碳原子或该范围内的任何数量，例如1-6个碳原子或1-4个碳原子的直链和支链碳链。碳原子的指定数字(例如，C1-6)应独立地指烷基部分中碳原子的数量或指含较大烷基的取代基的烷基部分。烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基等。烷基可任选取代。取代的烷基的非限制性实例包括羟甲基、氯甲基、三氟甲基、氨甲基、1-氯乙基、2-羟乙基、1,2-二氟乙基、3-羧丙基等、在有多高烷基的取代基例如(C1-6烷基)2氨基中，烷基可能相同或不同。
如本文所使用，术语“炔基”和“炔基”，不管是单独使用还是用作取代基的一部分，指具有2个或多个碳原子，优选2-20个的直链和支链碳链，其中烯基链在链中有至少一个双键而炔基链在链中有至少一个三键。烯基和炔基可任选取代。烯基的非限制性实例包括乙烯基、3-丙烯基、1-丙烯基(也为2-甲基乙烯基)、异丙烯基(也为2-甲基乙烯-2-基)、丁烯-4-基等。取代的烯基的非限制性实例包括2-氯乙烯基(也为2-氯乙烯)、4-羟基定烯-1-基、7-羟基-7-甲基辛-4-烯-2-基、7-羟基-7-甲基辛-3,5-二烯-2-基等。炔基的非限制性实例包括乙炔基、丙-2-炔基(也为炔丙基)、丙炔-1-基和2-甲基-己-4-炔-1-基。取代的炔基的非限制性实例包括5-羟基-5-甲基己-3-炔基、6-羟基-6-甲基庚-3-炔-2-基、5-羟基-5-乙基庚-3-炔基等。
如本文所使用，“环烷基”，不管是单独使用还是用作另一群组的一部分，均指包括环化烷基、烯基和炔基，例如具有3-14个环碳原子，优选3-7个或3-6个环碳原子，或甚至3-4个环碳原子并且任选含有一个或多个(例如，1、2或3个)双键或三键的含碳非芳香族环。环烷基可为单环(例如，环己基)或多环(例如，含稠环、桥环和/或螺环系)，其中所述碳原子位于环系内部或外部。环烷基的任何适合环位置均可与规定化学结构共价连接。环烷基环可任选取代。环烷基的非限制性实例包括：环丙基、2-甲基-环丙基、环丙烯基、环丁基、2,3-二羟环丁基、环丁烯基、环戊基、环戊烯基、环戊二烯基、环己基、环己烯基、环庚基、环辛基、萘烷基、2,5-二甲基环戊基、3,5-二氯环己基、4-羟基环己基、3,3,5-三甲基环己-1-基、八氢环戊二烯基、八氢-1H-茚基、3a,4,5,6,7,7a-六氢-3H-茚-4-基、十氢薁基、双环[6.2.0]癸基、十氢萘基和十二氢-1H-芴基。术语“环烷基”还包括为双环烃环的碳环，其非限制性实例包括双环-[2.1.1]己烷基、双环[2.2.1]庚烷基、双环[3.1.1]庚烷基、1,3-二甲基[2.2.1]庚烷-2-基、双环[2.2.2]辛烷基和双环[3.3.3]十一烷基。
“卤代烷基”旨在包括具有规定数量的碳原子，经一种或多种卤素取代的支链和直链饱和脂肪烃基。卤代烷基包括全卤代烷基，其中烷基的所有氢均已经由卤素置换(例如，-CF3、-CF2CF3)。卤代烷基可任选经一个或多个除卤素外的取代基取代。卤代烷基的实例包括但不限于氟甲基、二氯乙基、三氟甲基、三氯甲基、全氟乙基和全氯乙基。
术语“烷氧基”指基团-O-烷基，其中所述烷基如上定义。烷氧基可能任选地取代。术语C3-C6环状烷氧基指含有3-6个碳原子和至少一个氧原子的环(例如，四氢呋喃、四氢-2H-吡喃)。C3-C6环状烷氧基可能任选地取代。
术语“芳基”，不管是单独使用还是用作另一基团的一部分，均定义为6元不饱和、芳香族单环或指10-14原不饱和、芳香族多环。芳环可为(例如)苯环或萘环，各自经一个或多个能够置换一个或多个氢原子的部分任选取代。芳基的非限制性实例包括：苯基、亚萘-1-基、亚萘-2-基、4-氟苯基、2-羟苯基、3-甲基苯基、2-氨基-4-氟苯基、2-(N,N-二乙氨基)苯基、2-氰基苯基、2,6-二叔丁基苯基、3-甲氧基苯基、8-羟基亚萘-2-基、4,5-二甲氧基亚萘-1-基和6-氰基-亚萘-1-基。芳基还包括，例如，与一个或多个饱和或部分保护碳环(例如，双环[4.2.0]辛-1,3,5-三烯基、茚满基)稠合的苯环或萘环，其可在芳香族和/或饱和或部分饱和环的一个或多个碳原子处取代。
术语“芳基烷基”或“芳烷基”指基团-烷基-芳基，其中所述烷基和芳基如本文所定义。本发明的芳烷基任选取代。芳基烷基的实例包括(例如)苄基、1-苯乙基、2-苯乙基、3-苯丙基、2-苯丙基、芴甲基等。
术语“杂环状”和/或“杂环”和/或“杂环基”，不管是单独使用还是用作另一基团的一部分，本文均定义为具有3-20个原子的一个或多个环，其中至少一个环中的至少一个原子为选自氮(N)、氧(O)或硫(S)的杂原子，并且其中进一步地，包括杂原子的环为非芳香族。在包括2个或多个稠环的杂环基团中，未携带杂原子的环可为芳基(例如，吲哚啉基、四氢喹啉基、苯并二氢吡喃基)。示例性杂环基团具有3-14个环原子，其中1-5个为独立选自氮(N)、氧(O)或硫(S)的杂原子。杂环基团中一个或多个N或S可经氧化。杂环基团可任选取代。
具有单环的杂环单元的非限制性实例包括：双吖丙啶基、氮丙啶基、尿唑基、吖丁啶基、吡唑烷基、咪唑烷基、噁唑烷基、异噁唑烷基、异噁唑基、噻唑烷基、异噻唑基、异噻唑烷基、氧杂噻唑烷酮、噁唑烷酮基、乙内酰脲基、四氢呋喃基、吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、二氢吡喃基、四氢吡喃基、哌啶-2-酮基(戊内酰胺)、2,3,4,5-四氢-1H-吖庚因基、2,3-二氢-1H-吲哚和1,2,3,4-四氢-喹啉。具有2个或多个环的杂环单元的非限制性实例包括：六氢-1H-吡咯烷基、3a,4,5,6,7,7a-六氢-1H-苯并[d]咪唑基、3a,4,5,6,7,7a-六氢-1H-吲哚基、1,2,3,4-四氢喹啉基、色满基、异色满基、吲哚啉基、异吲哚啉基和十氢-1H-环八[b]吡咯基。
术语“杂芳基”，管是单独使用还是用作另一基团的一部分，本文均定义为具有5-20个原子的一个或多个环，其中至少一个环中的至少一个原子为选自氮(N)、氧(O)或硫(S)的杂原子，并且其中进一步地，包括杂原子的至少一个环为芳香族。在包括2个或多个稠环的杂芳基中，未携带杂原子的环可为碳环(例如，6,7-二氢-5H-环五嘧啶)或芳基(例如，苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基)。示例性杂芳基具有5-14个环原子并且含有1-5个独立选自氮(N)、氧(O)或硫(S)的环杂原子。杂芳基中一个或多个N或S原子可氧化。杂芳基可取代。含单环的杂芳环的非限制性实例包括：1,2,3,4-四唑基、[1,2,3]三唑基、[1,2,4]三唑基、三嗪基、噻唑基、1H-咪唑基、噁唑基、呋喃基、噻吩基、嘧啶基、2-苯基嘧啶基、吡啶基、3-甲基吡啶基和4-二甲氨基吡啶基。含2个或多个稠环的杂芳基的非限制性实例包括：苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并三唑基、噌啉基、萘啶基、菲啶基、7H-嘌呤基、9H-嘌呤基、6-氨基-9H-嘌呤基、5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶基、7H-吡咯并[3,2-d]嘧啶基、吡啶并[2,3-d]嘧啶基、2-苯基苯并[d]噻唑基、1H-吲哚基、4,5,6,7-四氢-1-H-吲哚基、喹喔啉基、5-甲基喹喔啉基、喹唑啉基、喹啉基、8-羟基-喹啉基和异喹啉基。
如上所述杂芳基的一个非限制性实例为C1-C5杂芳基，其具有1-5个碳环原子和至少一个为独立选自氮(N)、氧(O)或硫(S)的杂原子的附加环原子(优选1-4个为杂原子的附加环原子)。C1-C5杂芳基的实例包括但不限于三嗪基、噻唑-2-基、噻唑-4-基、咪唑-1-基、1H-咪唑-2-基、1H-咪唑-4-基、异噁唑烷-5-基、呋喃-2-基、呋喃-3-基、噻吩-2-基、噻吩-4-基、嘧啶-2-基、嘧啶-4-基、嘧啶-5-基、吡啶-2-基、吡啶-3-基和吡啶-4-基。
除非另外指出，当两个取代基一起形成具有规定数量的环原子的环时(例如，R2和R3和与之连接的氮(N)一起形成具有3-7个环元的环)，所述环可以具有碳原子和任选一个或多个(例如，1-3个)独立选自(N)、氧(O)或硫(S)的附加杂原子。所述环可饱和或部分饱和并且可任选取代。
为了本发明的目的，将包含单个杂原子的稠环单元以及螺环、双环等视为属于对应含杂原子的环的环状类。例如，为了本发明的目的，将具有式：的1,2,3,4-四氢喹啉视为杂环单元。为了本发明的目的，将具有式：的6,7-二氢-5H-环五嘧啶视为杂芳基单元。当稠环单元在饱和环和芳环中均含有杂原子时，芳环将占优势并且决定所述环分配的类别。例如，为了本发明的目的，将具有式：的1,2,3,4-四氢-[1,8]萘啶视为杂芳基单元。
每当术语或其任一前缀词根出现在取代基名称中时，必须将名称解释为包括本文提供的那些限制。例如，每当术语“烷基”或“芳基”或其任一前缀词根出现在取代基名称(例如，芳基烷基、烷基氨基)中时，必须将名称解释为包括以上对“烷基”和“芳基”给定的那些限制。
术语“可取代的”在整篇说明书中使用。本文将术语“可取代的”定义为无环或环状的部分有一个或多个氢原子经本文在下面定义的一个取代基或几个(例如，1-10个)取代基置换。所述取代基能够一次置换单个部分的一个或两个氢原子。另外，这些取代基可以置换两个相邻碳上的两个氢原子以形成所述取代基、新部分或单元。例如，需要置换单个氢原子的取代单元包括卤素、羟基等。置换两个氢原子包括羰基、肟基等。从相邻碳原子置换两个氢原子包括环氧基等。术语“取代”在本说明书通篇用于指一个部分可以有一个或多个氢原子取代基置换。将部分描述为“取代”时，可置换任何数量的氢原子。例如，二氟甲基为取代的C1烷基；三氟甲基为取代的C1烷基；4-羟苯基为取代的芳香环；(N,N-二甲基-5-氨基)辛烷基为取代的C8烷基；3-胍基苯基为取代的C3烷基；并且2-羧基吡啶基为取代的杂芳基。
本文定义的可变基团，例如本文定义的烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、芳氧基、芳基、杂环和杂芳基，不管是单独使用还是用作另一基团的一部分，均可任选取代。将这样表示任选的可取代的基团。
以下是可取代一个部分上的氢原子的取代基的非限制性实例：卤素(氯(Cl)、溴(Br)、氟(F)和碘(I))、–CN、–NO2、氧代基(＝O)、–OR9、–SR9、–N(R9)2、–NR9C(O)R9、–SO2R9、–SO2OR9、–SO2N(R9)2、–C(O)R9、–C(O)OR9、–C(O)N(R9)2、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-14环烷基、芳基、杂环或芳基，其中烷基、卤代烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基、芳基、杂环和杂芳基的每一个经1-10个(例如，1-6个或1-4个)独立选自卤素、–CN、–NO2、氧代基和Rx的基团任选取代；其中Rx在每次出现时独立地为氢、–OR10、–SR10、–C(O)R10、–C(O)OR10、–C(O)N(R10)2、–SO2R10、-S(O)2OR10、–N(R10)2、–NR10C(O)R10、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、环烷基(例如，C3-6环烷基)、芳基、杂环或杂芳基，或两个Rx单元在每次出现时和与之结合的原子一起形成任选取代的碳环或杂环，其中所述碳环或杂环具有3-7个环原子；其中R10在每次出现时独立地为氢、C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、环烷基(例如，C3-6环烷基)、芳基、杂环或杂芳基，或两个R10单元在每次出现时和与之结合的原子一起形成任选取代的碳环或杂环，其中所述碳环或杂环优选具有3-7个环原子。
在某些实施方案中，取代基选自
i)–OR11；例如–OH、–OCH3、–OCH2CH3、–OCH2CH2CH3；
ii)–C(O)R11；例如，–COCH3、–COCH2CH3、–COCH2CH2CH3；
iii)–C(O)OR11；例如，–CO2CH3、–CO2CH2CH3、–CO2CH2CH2CH3；
iv)–C(O)N(R11)2；例如，–CONH2、–CONHCH3、–CON(CH3)2；
v)–N(R11)2；例如，–NH2、–NHCH3、–N(CH3)2、–NH(CH2CH3)；
vi)卤素：–F、–Cl、–Br和–I；
vii)–CHeXg；其中X为卤素，m为0-2，e+g＝3；例如，–CH2F、–CHF2、–CF3、–CCl3或–CBr3；
viii)–SO2R11；例如，–SO2H；–SO2CH3；–SO2C6H5；
ix)C1-C6直链、支链或环状烷基；
x)氰基
xi)硝基；
xii)N(R11)C(O)R11；
xiii)氧代基(＝O)；
xiv)杂环；和
xv)杂芳基。
其中每个R11独立地为氢、任选的可取代的C1-C6直链或支链烷基(例如，任选的可取代的C1-C4直链或支链烷基)或任选的可取代的C3-C6环烷基(例如任选的可取代的C3-C4环烷基)；或两个R11单元可一起形成包含3-7个环原子的环。在某些方面，每个R11独立地为氢、经卤素任选的可取代的C1-C6直链或支链烷基或C3-C6环烷基或C3-C6环烷基。
在本说明书的不同地方，分组或分范围公开了化合物的取代基。其特别目的是，描述包括这种分组和范围的成员的每一个单独子组合。例如，术语“C1-6烷基”特别旨在单独公开C1、C2、C3、C4、C5、C6、C1-C6、C1-C5、C1-C4、C1-C3、C1-C2、C2-C6、C2-C5、C2-C4、C2-C3、C3-C6、C3-C5、C3-C4、C4-C6、C4-C5和C5-C6烷基。
为了本发明的目的，术语“化合物”、“类似物”和“物质组合物”同样代表本文描述的光动力化合物，包括所有对映异构体形式、非对映异构体形式、盐等，并且术语“化合物”、“类似物”和“物质组合物”在本说明书通篇可交换使用。
为了本发明的目的，术语“bpy”将同样代表2,2'-联吡啶和[2,2']联吡啶。
为了本发明的目的，术语“phen”将同样代表[1,10]菲罗啉和1,10-菲罗啉。
为了本发明的目的，术语“dmb”将同样代表4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶。
本文描述的化合物可含有不对称原子(也称为手性中心)，并且一些化合物可含有一个或多个不对称原子或中心，因此可产生光学异构体(对映异构体)和非对映异构体。本教导和本文公开的化合物包括此类对映异构体和非对映异构体以及外消旋且分解的光学纯R和S立体异构体，以及R和S立体异构体的其他混合物及其药学上可接受的盐。可通过本领域技术人员已知的标准程序获得呈纯净形式的光学异构体，标准程序包括但不限于非对映异构体盐形成、动力学分解和不对称合成。本教导还涵盖含烯基部分(例如烯烃和亚胺)的化合物的顺式和反式异构体。还理解，本教导涵盖所有可能的区域异构体及其混合物，可通过本领域技术人员已知的标准分离程序获得呈纯净形式的区域异构体，并且包括但不限于柱色谱法、薄层色谱法和高效液相色谱法。
可使用有机和无机碱形成本教导可具有酸性部分的化合物的药学上可接受的盐。根据可用于去质子化的酸性氢的数量，考虑到了单阴离子和多阴离子盐。用碱形成的适合盐包括金属盐，例如碱金属或碱土金属盐，例如钠、钾或镁盐；铵盐和有机胺盐，例如用吗啉、硫代吗啉、哌啶、吡咯烷、一、二或三低级烷基胺(例如，乙基-叔丁基-、二乙基-、二异丙基-、三乙基-、三丁基-或二甲基丙胺)或一、二或三羟基低级烷基胺(例如，一、二或三乙醇胺)形成的盐。无机碱的特定非限制性实例包括NaHCO3、Na2CO3、KHCO3、K2CO3、Cs2CO3、LiOH、NaOH、KOH、NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4。也可形成内盐。类似地，当本文公开的化合物含有碱性部分时，可使用有机和无机酸形成盐。例如，可由以下酸形成盐：乙酸、丙酸、乳酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、二氯乙酸、乙烯基磺酸、甲酸、富马酸、葡萄糖酸、谷氨酸、马尿酸、氢溴酸、盐酸、羟乙磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、丙二酸、扁桃酸、甲基磺酸、粘酸、萘磺酸、硝酸、草酸、帕莫酸、泛酸、磷酸、酞酸、丙酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸、甲苯磺酸和樟脑磺酸以及其他已知的药学上可接受的酸。
当任一变量在任何组成部分或任何公式中出现一次以上时，其定义在每次出现时独立于其他每次出现时的定义(例如，在N(R6)2中，每个R6可能与另一个相同或不同)。只有当此类组合产生稳定化合物时，取代基和/或变量的组合才是可允许的。
如本文所使用，术语“治疗(treat)”和“治疗(treating)”及“治疗(treatment)”指部分或完全减轻、抑制、改善和/或缓解怀疑患者所患的病状。
如本文所使用，“治疗有效”和“有效量”指引起所需生物活性或效应的物质或量。
如本文所使用，术语“光动力疗法”应指通过使用可用某一波长和剂量的光活化的药物破坏细胞和组织的治疗。
如本文所使用，术语“光动力化合物”应指提供光动力疗法的化合物。
除非指出时，术语“受试者”或“患者”可交换使用并且指动物例如人类患者和非人灵长类动物，以及实验动物(例如兔子、大鼠和小鼠)和其他动物。相应地，如本文所使用的术语“受试者”或“患者”指可向其施用本发明化合物的任何哺乳动物患者或受试者。在本发明的示例性实施方案中，为鉴定用于根据本发明的方法治疗的受试患者，采用公认的筛选方法确定与目标或疑似疾病或病状相关的风险因素或确定受试者中现有疾病或病状的状态。这些筛选方法包括(例如)确定可能与目标或疑似疾病或病状相关的风险因素的传统病情检查。这些和其它常规方法允许临床医师使用本发明的方法和化合物选择需要治疗的患者。
光动力化合物
本发明的光动力化合物为可调金属基噻吩，并且包括具有式(I)的所有对映异构体和非对映异构体形式及其药学上可接受的盐，
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；
n＝0、1、2、3、4或5；
y＝1、2或3；
z＝0、1或2；
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
R1选自由 组成的组；
u为整数，并且在某些实施方案中，为1-1000或1-500或1-100或1-10，或为至少2或至少3或至少4或至少5或至少10，或为1-5或1-10或1-20的任何整数，或达到操作性能由于聚集和/或不溶性而变得成问题的点的任何值；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C3-7环烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任选的可取代的芳基、任选的可取代的芳氧基、任选的可取代的杂芳基和任选的可取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C1-6环烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任选的可取代的芳基、任选的可取代的芳氧基、任选的可取代的杂芳基和任选的可取代的杂环组成的群组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内6个环原子的任选的可取代的环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组。
将结构 的化合物从式(I)的新型化合物中排除。
本发明的化合物包括具有式(II)的化合物，
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；n＝0、1、2或3；
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
R1选自由 组成的组；
u为整数，并且在某些实施方案中，为1-1000或1-500或1-100或1-10，或为至少2或至少3或至少4或至少5或至少10，或为1-5或1-10或1-20的任何整数，或达到操作性能由于聚集和/或不溶性而变得成问题的点的任何值；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C3-7环烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任选的可取代的芳基、任选的可取代的芳氧基、任选的可取代的杂芳基和任选的可取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任选的可取代的C1-6烷基、任选的可取代的C1-6支链烷基、任选的可取代的C1-6环烷基、任选的可取代的C1-6卤代烷基、任选的可取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任选的可取代的芳基、任选的可取代的芳氧基、任选的可取代的杂芳基和任选的可取代的杂环组成的群组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内6个环原子的任选的可取代的环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任选的可取代的烷基组成的组；
将结构的化合物从式(II)的新型化合物中排除。
本发明的化合物包括具有式(III)的化合物，
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中M、Lig、X和R基团如上定义且g为0、1、2、3、4或5。
本发明的化合物包括具有式(IV)的化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中M、X和R基团如上定义且h为0、1、2、3、4或5。
本发明还涉及式(V)的新型化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
M在每次出现时独立地选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X和R基团如上定义；
t为整数，并且优选为1、2、3、4、5或6；
q＝0、1、2、3、4或5。
将具有以下结构的化合物从式(V)化合物的某些实施方案中排除：
本发明还涉及使用结构为 的化合物的新方法。
在某些实施方案中，M为锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂或铜。
在某些实施方案中，X为Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -或SO4 -2。
在某些实施方案中，n为0或1或2或3或4或5。
在某些实施方案中，y为1或2或3。
在某些实施方案中，z为0或1或2。
在某些实施方案中，g为0或1或2或3或4或5。
在某些实施方案中，h为0或1或2或3或4或5。
在某些实施方案中，t为整数。
在某些实施方案中，t为1或2或3或4或5或6。
在某些实施方案中，q为0或1或2或3或4或5。
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，Lig为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，u为整数，并且在这些些实施方案的某些中，为1-1000或1-500或1-100或1-10，或为至少2或至少3或至少4或至少5或至少10，或为1-5或1-10或1-20的任何整数，或达到操作性能由于聚集和/或不溶性而变得成问题的点的任何值。
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R2a为氢。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2a为CO2R5。
在某些实施方案中，R2a为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2a为NR7 2。
在某些实施方案中，R2a为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2a为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R2b为氢。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2b为CO2R5。
在某些实施方案中，R2b为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2b为NR7 2。
在某些实施方案中，R2b为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2b为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2b为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R2a为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R2c为氢。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2c为CO2R5。
在某些实施方案中，R2c为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2c为NR7 2。
在某些实施方案中，R2c为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2c为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R2c为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R2d为氢。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2d为CO2R5。
在某些实施方案中，R2d为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2d为NR7 2。
在某些实施方案中，R2d为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2d为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2d为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R2e为氢。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2e为CO2R5。
在某些实施方案中，R2e为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2e为NR7 2。
在某些实施方案中，R2e为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2e为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R2e为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R2f为氢。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的C3-7环烷基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R2f为CO2R5。
在某些实施方案中，R2f为CONR6 2。
在某些实施方案中，R2f为NR7 2。
在某些实施方案中，R2f为硫酸酯。
在某些实施方案中，R2f为磺酸酯。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R2f为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R3a为氢。
在某些实施方案中，R3a为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3a为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3a为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3a为任选取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3a为CO2R8。
在某些实施方案中，R3b为氢。
在某些实施方案中，R3b为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3b为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3b为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3b为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3b为CO2R8。
在某些实施方案中，R3c为氢。
在某些实施方案中，R3c为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3c为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3c为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3c为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3c为CO2R8。
在某些实施方案中，R3d为氢。
在某些实施方案中，R3d为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3d为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3d为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3d为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3d为CO2R8。
在某些实施方案中，R3e为氢。
在某些实施方案中，R3e为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3e为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3e为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3e为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3e为CO2R8。
在某些实施方案中，R3f为氢。
在某些实施方案中，R3f为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3f为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3f为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3f为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3f为CO2R8。
在某些实施方案中，R3g为氢。
在某些实施方案中，R3g为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3g为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3g为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3g为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3g为CO2R8。
在某些实施方案中，R3h为氢。
在某些实施方案中，R3h为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3h为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3h为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3h为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3h为CO2R8。
在某些实施方案中，R3i为氢。
在某些实施方案中，R3i为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3i为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3i为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3i为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3i为CO2R8。
在某些实施方案中，R3j为氢。
在某些实施方案中，R3j为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3j为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3j为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3j为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3j为CO2R8。
在某些实施方案中，R3k为氢。
在某些实施方案中，R3k为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3k为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3k为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3k为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3k为CO2R8。
在某些实施方案中，R3l为氢。
在某些实施方案中，R3l为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3l为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3l为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3l为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3l为CO2R8。
在某些实施方案中，R3m为氢。
在某些实施方案中，R3m为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R3m为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R3m为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R3m为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R3m为CO2R8。
在某些实施方案中，R4a为氢。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的C1-6环烷基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R4a为CO2R5。
在某些实施方案中，R4a为CONR6 2。
在某些实施方案中，R4a为NR7 2。
在某些实施方案中，R4a为硫酸酯。
在某些实施方案中，R4a为磺酸酯。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R4a为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R4b为氢。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的C1-6环烷基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R4b为CO2R5。
在某些实施方案中，R4b为CONR6 2。
在某些实施方案中，R4b为NR7 2。
在某些实施方案中，R4b为硫酸酯。
在某些实施方案中，R4b为磺酸酯。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R4b为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R4c为氢。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的C1-6烷基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的C1-6支链烷基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的C1-6环烷基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的C1-6卤代烷基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的C1-6烷氧基。
在某些实施方案中，R4c为CO2R5。
在某些实施方案中，R4c为CONR6 2。
在某些实施方案中，R4c为NR7 2。
在某些实施方案中，R4c为硫酸酯。
在某些实施方案中，R4c为磺酸酯。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的芳基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的芳氧基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的杂芳基。
在某些实施方案中，R4c为任选的可取代的杂环。
在某些实施方案中，R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内6个环原子的任选的可取代的环。
在某些实施方案中，R5为氢。
在某些实施方案中，R5为任选的可取代的烷基。
在某些实施方案中，R6为氢。
在某些实施方案中，R6为任选的可取代的烷基。
在某些实施方案中，R7为氢。
在某些实施方案中，R7为任选的可取代的烷基。
在某些实施方案中，R8为氢。
在某些实施方案中，R8为任选的可取代的烷基。
在某些实施方案中，q为0或1或2或3或4或5。
在某些实施方案中，t为1或2或3或4或5或6。
示例性实施方案包括具有式(VI)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表1中定义了M、Lig和R1的非限制性实例。
表1：
示例性实施方案包括具有式(VII)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表2中定义了M、Lig和R1的非限制性实例。
表2：
示例性实施方案包括具有式(VIII)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表3中定义了M、R1、X和h的非限制性实例。
表3：
示例性实施方案包括具有式(IX)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表4中定义了M、Lig、t、X和q的非限制性实例。
表4：
示例性实施方案包括具有式(X)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表5中定义了M、Lig、t、X和q的非限制性实例。
表5：
示例性实施方案包括具有式(Xa)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表5a中定义了M、X、n和R1的非限制性实例。
表5a：
示例性实施方案包括具有式(Xb)的化合物或其药学上可接受的盐形式：
其中下文在表5b中定义了M、Lig、R1、X和n的非限制性实例。
表5b：
为了本发明的目的，外消旋式描绘的化合物将同样代表两种对映异构体的一种或其混合物，或在存在第二手性中心的情况下，代表所有非对映异构体。
在本文提供的所有实施方案中，适合的任选取代基的实例并非旨在限制本发明的范围。本发明的化合物可能含有本文提供的任何取代基或取代基的组合。
本发明化合物的光物理性质：
本公开化合物的模块化特性使得能够通过对分子支架的微小变化微调其光物理性质。例如，在系列1a、10a和14a中(图2)，吸收光谱系统地转到更长波长，导致在可见光区的消光系数相应增大(表6)。当R如同在1a中为单个噻吩时，可见光(εvs.cm-1)的总吸收约为5841(图2)。R侧基中并入另外的噻吩单元增大了该吸收截面；对于10a和14a而言，这些增加分别为40％和141％(表7)。根据该进展，当噻吩接头的数量增加时，在相应均配复合物中可见光的稀释将系统地增加。可见光吸收的这种改善对优化供应用的PDC，例如PDT至关重要。
表6：PDC和参考化合物的电子吸收和发射最大值
表7：可见光区(25,000–15,000cm-1)内PDC的总吸收谱
复合物 吸光(400–700nm) 增量
1a 5841
10a 8190 40％(1.4X)
14a 14,100 141％(2.4X)
本公开化合物的模块化特性使得能够通过对分子支架的系统变化微调其光物理性质。例如，在系列1a、10a、14a和16a中(图2)，随着噻吩环数量增加，吸收光谱延及更长波长，导致当存在4个噻吩时(16a)在近红外区吸收。同样，对于16a与1a而言，400-900nm范围内的总吸收几乎强4倍(表8和图3)。
表8：可见光区和近红外区(NIR)内PDC1a、10a、14a和16a的总吸收谱
化合物 总吸收相对增量(400-900nm) 相对于1a的增量
1a 19 1
10a 33 1.74
14a 50 2.63
16a 69 3.63
PDT的当前敏化剂依赖于用于对靶细胞光动力作用的1O2生成。与可见光吸收的倾向类似，这些化合物1O2产生的量子产率也随着噻吩单元的数量增加(图4)。1a的测得Φ1O2为0.47，而10a和14a分别产生0.74和1.0(表9)。已经证实这一类中另外两种化合物，包括14a(图1、3a和3b)对1O2敏化表现出100％效率，超过PDT药物光敏素(Φ1O2＝0.75，乙醇)。有趣的是，尽管1O2量子产率显著，但是本公开的化合物在脱氧溶液中，发射的量子产率低于1％(例如14a，Φ1O2<0.15％)。因此，另一种非辐射途径在缺乏O2时变得很重要并且可能在缺氧条件下占主导地位，给予本公开的化合物如同PDT试剂的O2独立性。本公开的化合物在缺氧条件下光损伤DNA的事实是在光生物活性方面，潜在O2独立性的证据。
表9：PDC的光物理性质
*在30±5mmHg下氩气吹洗，30min。
本公开化合物的DNA结合性质
如图5所示，10a极强地结合DNA，对于通过紫外-可见光吸收测定的这类相互作用(372nm下Kb＝9.1×107；460nm下为4.4×107)，具有已知最大结合常数之一。这种结合相互作用的量级受发射测量进一步支持(625nm下Kb＝4.2×107)并且对于本公开的其他PDC例如14a也观察到。这种结合发生在细胞中并且在HL60细胞中用PDC14a，当通过激光扫描共焦显微镜术观察时，可看作为分散核染色。
辅助配体(10b)同一性的变化或C2-取代配体(1a)中噻吩数量的减少使结合亲和力减弱一个数量级，表明细微的修改在本公开一类结构相关的PDC中导致重大影响(表10)。
表10：来自吸收和发射光学滴定的DNA结合常数
复合物 Kb，s(吸收.) Kb，s(发射)
1a 2.4×106，0.73(456nm) 3.2×106，4.7(627nm)
10a 4.4×107，0.4(460nm) 4.2×107，7.6(625nm)
10b 3.3×106，0.19(462nm) 3.6×107，7.1(619nm)
14a 1.6×107，0.30(452nm) 1.4×107，5.1(626nm)
结合时，本公开的PDC还在稳定DNA螺旋的程度上不同(图7，表11)。即使1a相对于10a对DNA表现出较弱的结合，仅通过1℃的Tm略微增加观察到，10a中另一噻吩部分也会在DNA结合后导致螺旋不那么稳定。实际上，凝胶电泳分析表明10a大体上破坏天然DNA结构的稳定，这由嵌入剂溴化乙锭在[10a]:[DNA]>0.4时不能有效地使DNA染色证明(图14，(b)条带8-14)；相反，1a不干扰溴化乙锭嵌入，并且通过溴化乙锭染色产生的凝胶带随着PDC浓度增加仍然可见(图14，(a)条带8-14)。
表11：添加了1a、1b、10a和10b([PDC]/[NP]＝0.1)的CT-DNA的热变性参数。缺乏PDC时，CT-DNA的Tm为78.6℃。
复合物 Tm，℃ ΔTm
1a 82.7 4.1
1b 86.0 7.4
10a 79.9 1.3
10b 79.9 1.3
本发明化合物的DNA光开关效应
虽然本发明的PDC，除1a和1b外，在空气中发射的量子产率小于1％，但是在缺乏氧气时(表9)或在DNA的存在下(图8)发射显著，将后者称为DNA光开关效应。这种效应随R侧基中噻吩单元的数量而增加：对于1a、10a和14a而言，分别约为2、3和4倍(表12)。
表12：测量的PDC1a、10a和14a产生的DNA光开关效应增强
复合物 增强
1a 76％(1.8×)
10a 160％(2.6×)
14a 260％(3.6×)
发光增强可用于在生物分子和/或缺氧环境的存在下检测本公开的PDC或确定亚细胞定位。例如，10a位于非照射细胞的核外(图10c)，而14a似乎使染色质染色(图12c)。在经照射细胞中，10a和14a分布在整个细胞质和核中(图10d和12d)。有趣的是，10a和10b在5min时使黑暗中不能存活的细胞染色(图10b和11b)。1a，在空气或氩气中发射性超过10a或14a1-2个数量级，可在低得多的浓度下用作染料。
本公开化合物的DNA光裂解性质
或许部分由于和DNA极强的结合相互作用，本公开的PDC在经可见光照射后，引起呈单链断裂形式的重大DNA损伤。观察到在类似PDC浓度下没有光活化，未发生链断裂，作为基于光动力作用的细胞破坏机制是非常有前景的(图13和14)。考虑到DNA是所有细胞功能的蓝图，靶向这种生物分子的光动力作用将引发选择性破坏已经吸收了本公开PDC的经照射细胞的凋亡途径。未确认DNA损伤的机制，但是就PDC例如14a的统一1O2量子产率来说，很可能1O2-介导的光损伤在氧合条件下起重要作用。在缺氧条件下，通过这些化合物的DNA光损伤仍然显著(图15和16，表12和13)，表明缺氧细胞易受PDC例如10a和14a的光动力作用影响。化合物例如14a的发射量子产率在缺乏氧气时仍然很低(0.13％)的事实进一步确证了这种不依赖氧的DNA损伤。因此，为噻吩光物理学所共有的分子内或分子间电子转移也有助于这些系统中的非辐射衰变。这种电子转移途径在分子氧缺乏时可能变得很重要，与生物分子一起引起I型光学处理。初步实验表明能量与电子转移受环境控制。换言之，在许多途径之间可能没有划分激发态能量；相反地，氧的存在用于在两种主要非辐射途径之间转换：电子转移和能量转移，二者在引起DNA损伤时极其有效。I型和II型光学处理之间的这种光动力转换确保不管氧浓度如何，光动力作用都最佳。这种多用PDC消除了对用于根据靶细胞中的氧含量，使光动力作用达到最大程度的不同I型和II型光敏剂的需要。
表12：在空气饱和且脱氧的溶液中经420-nm照射，对PDC介导的pUC19光裂解观察到的DNA形式的计算百分比，图15。
条带 PDC 处理 形式I 形式II 形式III
1 无 空气，黑暗 76 24
2 [Ru(bpy)3]2+ 空气，黑暗 71 29
3 [Ru(bpy)3]2+ 空气，+hv 33 67
4 [Ru(bpy)3]2+ Ar，+hv 71 29
5 10a 空气，黑暗 78 22
6 10a 空气，+hv 14 86
7 10a Ar，+hv 34 66
8 10b 空气，黑暗 71 29
9 10b 空气，+hv 15 85
10 10b Ar，+hv 27 73
11 14a 空气，黑暗 50 23 27
12 14a 空气，+hv 21 79
13 14a Ar，+hv 30 39 31
表13：在空气饱和且脱氧的溶液中经可见光照射，对PDC介导的pUC19光裂解观察到的DNA形式的计算百分比，图16。
条带 复合物 处理 形式I 形式II
1 无 空气，黑暗 77 23
2 [Ru(bpy)3]2+ 空气，黑暗 72 28
3 [Ru(bpy)3]2+ 空气，+hv 37 63
4 [Ru(bpy)3]2+ Ar，+hv 57 43
5 10a 空气，黑暗 80 20
6 10a 空气，+hv 14 86
7 10a Ar，+hv 38 62
本发明化合物的细胞毒性和光细胞毒性
本公开的许多PDC表现出显著的光细胞毒性，甚至在高达100μM的浓度下(在照射后12、18、24、36和48h时检查)也无实质性暗毒性。在总可见光吸收、Φ1O2、DNA结合和DNA光损伤方面，与对1a、10a和14a所观察到的一样，总体结构对于对HL-60细胞的光细胞毒性存在重大影响。为了说明，与10b的不同之处仅在于Lig＝[2,2']联吡啶而不是[1,10]菲罗啉的10a在20μM下对细胞有光毒性，而10b甚至在100μM下也未展示出光细胞毒性(图17)。对于系列而言1a、10a和14a，当Lig＝[2,2']联吡啶且R1在构成侧面C2单元的噻吩数量上不同时，对HL-60细胞的光细胞毒性存在急剧差异，由此对于14a而言光动力作用在低于10μM时为100％而在1a的相似浓度下几乎为零(图18)。有趣的是，当构成R1的噻吩数量增加时，对HL-60细胞的光动力作用也增加。通过用锥虫蓝活力染色，使用商业细胞计数系统以及AO-EB活力染色，使用落射荧光显微镜术确认了这种进展(图19)。这种活性相应于对总可见光吸收、Φ1O2和DNA光损伤观察到的倾向，它们一起决定了指定PDC对特定细胞的光细胞毒性。
为了解对于本公开的PDC而言，是否存在光动力作用的批次间可变性，使用制备本公开PDC的新方法，使用微波照射合成1a、10a和14a。通过1HNMR、HRMS和元素分析确认其分子结构并且与经标准方法获得的结构相同。对通过微波照射制备的PDC1a、10a和14a观察到的光细胞毒性表现出对根据标准方法制备的PDC1a、10a和14a记录的相同倾向：即，14a>10a>1a(图20)。同样，对于每种PDC观察到光细胞毒性的有效浓度对于采用的照射后时间(18h，图21和40h，图22)而言在两个独立制备批次之间大体上没有改变。图23–25中最好地说明了14a的光动力作用，其中在5-10μM范围内出现100％光细胞毒性。
本公开化合物对凋亡途径的激活
10a和14a均通过激活凋亡途径发挥其光细胞毒性。在照射18和40h后经AO-EB核形态染色，通过对经10a处理的细胞的落射荧光显微镜术，可清楚地看到核固缩和凋亡小体形成(图26，图C)。AO使活细胞核染色并且发出深绿色荧光(图26，图B，右上角的细胞)，而EB使不能存活的细胞核染色并且发出深红色荧光(图26，图C，左下角的细胞)。同样，在照射18h(图27)和40h(图28)后，在经14a处理的AO-EB染色细胞中，凋亡小体的形成很明显。
对作为细胞破坏主要机制的凋亡的进一步支持基于在照射已经用10a或14a处理的细胞后在细胞直径上发生的大变化。众所周知，凋亡细胞直径明显比正常或坏死细胞小。虽然13μm很典型，但是健康HL-60细胞的直径范围可为9-25μm。用于这些细胞毒性研究的HL-60细胞直径平均为11–13μm。在50μM10a的存在下，70％在40h继续存在的经照射HL-60细胞大约为其原始尺寸的一半(平均直径<6μm)，而相同浓度的10b对细胞平均直径的影响很小(图29)。对于14a而言存在相同倾向，而未表现出显著光细胞毒性的1a并不显著改变经照射HL-60细胞直径分布(图30)。有趣的是，1a确实在黑暗中产生一小群(40h时<30％)直径小于6μm的HL-60细胞。这个发现由对1a观察到的轻微暗毒性所确证(图18a)。总的来说，照射经PDC处理的细胞后，尺寸分布的这些变化进一步强调，本公开化合物的结构对本公开这些PDC的光生物学具有重要且明显的影响。在其光物理、光化学和光生物学性质方面可实现的系统性变化为合理PDC设计和优化本公开化合物提供了途径。
作为激发态氧化剂和还原剂的本公开PDC：
本公开的化合物能够用作激发态氧化剂和还原剂。例如，估计14a的激发态还原和氧化电势分别为1.31和-0.87V，使得鸟嘌呤氧化和胞嘧啶或胸腺嘧啶还原在光活化后可行(表14，图31和32)。本公开的化合物用作DNA的光还原剂，通过观察到内源还原剂例如谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AA)促进通过本公开化合物的DNA光损伤支持。
表14：14a的基态和激发态氧化还原电势
编号 Eox(V) E红光(V) E0-0(eV) E* 红光(V) E*ox(V)
14a 1.56 -1.13 2.43 1.31 -0.87
-1.33 1.10
-1.68 0.75
14a产生的DNA光裂解受内源还原剂例如谷胱甘肽(GSH)大大加强。在亚微摩尔浓度的14a下，4mMGSH导致可检测的双链断裂，而暴露于单独PDC的DNA大部分未受损(图33，条带1)。在3μM14a下，GSH的存在导致总体DNA降解(图33，条带6)。众所周知，GSH浓度在人类肿瘤细胞中高，降低了亲电子烷化剂(例如顺铂(cisplatin))和照射的细胞毒性作用并且还减小了PDT的作用。我们在本文公开了一类受GSH优先激活的PDT试剂。
GSH促进DNA损伤的能力范围广泛并且适用于本公开另外的化合物(例如，14c和16c)和其他还原剂(抗坏血酸盐、DTT、NADH等)。图34(条带7-16)说明，对于1a，添加GSH(0.5–7mM)对DNA光裂解没有影响，并且DNA的主要形式为超螺旋(形式I)。对于10a，GSH促进单链和双链DNA断裂的形成，并且对于14a，GSH促进DNA总体降解。对于所有这3种复合物，条带17示出了在GSH缺乏时经光活化2μMPDC对pBR322引起的DNA损伤的量。为了比较，条带14示出了6mMGSH对PDC的DNA光损伤的影响：(a)对1a的DNA光裂解没有影响；(b)GSH促进10a形成双链断裂；和(c)GSH促进14a的总体DNA降解。图35证明对于另一种还原剂抗坏血酸(AA)而言，促进14a的DNA光损伤。条带13和14之间的比较明确显示，AA的存在将主要的单链DNA光裂解剂转变为非常有效的DNA降解剂(注意条带9-13中的污点)。
本发明化合物对癌细胞的破坏
本公开具低暗毒性的化合物能够在活体外(即，在动物体外的细胞中)在极低浓度下通过PDT有效破坏癌细胞。理想的PDC应该在低PDC浓度下表现出PDT效应，而具有低暗毒性，即不曝光PDC单独的细胞杀伤。在活体外对下列细胞系测试了PDC10A、14A和16A对细胞杀伤的暗毒性和PDT效应：CT26.WT(鼠结肠癌)、U87(人成胶质细胞瘤)和F98(大鼠神经胶质瘤)。在45J/cm2(TLC-3000光源，λ＝530nm，4-6hPS-光间隔)下进行照射并且在照射24h后使用Presto蓝细胞活力测定法测量细胞活力。图39显示，单独的10A、14A或16A均为展示明显的细胞杀伤。然而，用10A、14A和16A观察到强烈的光动力效应(PDC加上光)；在所有这3个细胞系中根据PDC浓度60-100％细胞杀伤。对于14A和16A，接着是10A，显示出对细胞杀伤的最佳效应。
本公开化合物的体内功效：
因为FDA批准光敏素和氨基乙酰丙酸(ALA)，本公开的化合物具有同等的体内有效PDT剂量。对PDC14A和14C测量了引起50％受试动物死亡的平均中毒剂量(MTD50)。通过从量级比来自体外研究的假定MTD50低102的浓度开始，施用一系列递增和递减的药物剂量鉴定MTD50。PDC14A和14C的MTD50是用于进一步PDT研究的有效剂量。如图40所示，14A和14C的有效PDT剂量落在光敏素和ALA范围之间，即对于14A为36mg/kg，对于14C为98mg/kg，对于光敏素为10mg/kg而对于ALA为250mg/kg。注意：原卟啉IX(PPIX，ALA的光敏代谢产物)的有效剂量为ALA施用剂量的1/4。
本公开化合物体外效力
与ALA相比，本公开化合物对杀伤体外癌细胞更有效。例如，与ALA相比，14A对杀伤体外癌细胞更有效。ALA是经FDA批准的目前用于治疗皮肤、膀胱和脑癌的PDC。如图41所示，14A(单独的PDC且无光)的暗毒性在所有这3个癌细胞系(CT26.WT、U87、F980)中很弱或可以忽略，比得上相同浓度下ALA的暗毒性水平。14A加上光(TLC-3000光源，530nm，45J/cm2)在杀伤细胞中的功效与ALA的功效相比也高得多。14A在极低浓度下导致100％细胞杀伤，而ALA未引起或引起极少细胞杀伤。
本公开化合物的组织穿透
PDC应吸收较长波长的光以便有效穿透组织。在较短波长下的吸光度将实现较少组织穿透并且可能导致皮肤光敏性。为测量每种PDC的吸光度，用相同溶剂稀释PDC原液以在525nm下达到0.2的光密度(OD)(对于14C为6.7μM，对于PPIX为1.2μM)。从300nm到800nm测量光密度。如图42所示，14C和PPIX在525nm下具有类似且相对较低的吸收。在525nm或更长波长下的PDT照射，与用本公开化合物所见一样，在临床上经批准，而较短波长的使用在临床上未经验证。
本公开化合物的光稳定性
本公开的化合物与PPIX相比表现出更强的光稳定性。有效PDC应维持高的光化学稳定性，允许长保质期。为测量光稳定性，照射每种PDC并且每5min测量在对应于最大吸光度的波长(对于14C为423nm，对于PPIX为411nm)下的OD，总计照射时间60min。图43显示PDC14C受光漂白约50％。到照射60min时PPIX经受了大量的光漂白(约70％)。因此，14C比PPIX更具光稳定性。
本公开化合物增加荷瘤小鼠的存活时间
以TLD1411(14a)和TLD1433(14c)说明的本公开化合物可用于破坏体内肿瘤。Kaplein-Meier曲线(图44)描述了对于单独用光(连续波(cw)或脉冲)、单独用光敏剂(高或低剂量)或用光(连续波或脉冲)连同光敏剂(高或低剂量)处理的小鼠，根据PDT后的天数，荷瘤小鼠的动物存活百分比。结果证明光敏剂的浓度以及光传输模式(cw与脉冲)均可用于在活动物中优化PDT。用经cw光源活化的高剂量光敏剂获得这种模型的最佳结果。
本公开的化合物可用于破坏细菌，特别是在光的存在下，一种称为光动力灭活(PDI)或光动力抗微生物化学疗法(PACT)的治疗。所述化合物可用于灭菌，包括细菌的抗生素抗性菌株。在许多情况下，经光活化可实现超过7log的减少(图45和46)。
如对于14a和14c抗SA和MRSA所说明那样，本公开的化合物可用于在低氧张力下破坏细胞。在一些情况下在缺氧条件下可保持超过7log的减少。因此，这些化合物可用作1型光敏剂(图45和46)。
工艺
本发明进一步涉及一种制备本发明的光动力化合物的工艺。
可根据本文概述的程序，由市场上可买到的原材料、文献中已知的化合物或易于制备的中间产物，采用本领域技术人员已知的标准合成方法和程序制备本教导的化合物。制备有机分子和配位复合物及官能团转化和操作的标准合成方法和程序可容易地从相关科学文献或从本领域的标准教科书中获得。应认识到，给定典型或优选工艺条件(即，反应温度、时间、反应物摩尔比、溶剂、压力等)时，除非另外说明，也可使用其他工艺条件。最佳反应条件可随着使用的特定反应物或溶剂而改变，但是可由本领域的技术人员通过常规优化程序确定这种条件。有机和无机合成领域的技术人员将认识到，提出的合成步骤的特性和顺序可为了优化本文所述化合物形成的目的而改变。
可根据本领域已知的任何适合方法监测本文所述的工艺。例如，可通过光谱方式，例如核磁共振光谱法(例如，1H或13C)、红外光谱法、分光光度法(例如，紫外-可见光)、质谱法或通过色谱法例如高压液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)、凝胶渗透色谱法(GPC)或薄层色谱法(TLC)监测产物形成。
化合物的制备可牵涉各种化学基团的保护和去保护。本领域的技术人员可容易地确定对保护和去保护的需要和对适当保护基的选择。例如，在Greene等，有机合成的保护基(ProtectiveGroupsinOrganicSynthesis)，第2版(Wiley&Sons，1991)中可找到保护基的化学结构，其全部内容以引用的方式并入本文用于所有目的。
本文所述的反应或工艺可以在可由有机和无机合成领域的技术人员容易地选择的适合溶剂中进行。适合溶剂通常在进行反应的温度，即范围可从溶剂的冰点到溶剂的沸点的温度下，大体上不与反应物、中间产物和/或产物反应。指定反应可在一种溶剂或一种以上溶剂的混合物中进行。根据特定反应步骤，可选择用于特定反应步骤的适合溶剂。
可通过有机和无机化学领域中已知的方法制备这些教导的化合物。用于制备这些教导的化合物的试剂可从商业上获得或可通过文献中描述的标准程序制备。例如，可根据通用合成方案中说明的方法制备本发明的化合物：
制备化合物的通用合成方案
用于制备本发明化合物的试剂可从商业上获得或可通过文献中描述的标准程序制备。根据本发明，所述种类的化合物可通过下列反应方案之一生成：
可根据下列方案中概述的工艺制备式(I)的化合物。
相应地，使式(XI)经适当取代的化合物，一种已知化合物或通过已知方法制备的化合物，与(XII)经适当取代的化合物在铵盐例如醋酸铵、甲酸铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵等的存在下，在溶剂例如乙酸、甲酸、丙酸等中，任选在甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺等存在下反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(XIII)的化合物。然后使式(XIII)的化合物与式(XIV)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷、二甲基甲酰胺、前述溶剂的混合物等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(II)的化合物。可通过本领域技术人员已知的传统方法将式(II)的化合物转化为替代盐形式。
可根据方案2中概述的工艺制备式(III)的化合物。
相应地，使式(XI)经适当取代的化合物与式(XV)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷、二甲基甲酰胺、前述溶剂的混合物等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(III)的化合物。可通过本领域技术人员已知的传统方法将式(III)的化合物转化为替代盐形式。
可根据方案3中概述的工艺制备式(IV)的化合物。
相应地，使式(XI)经适当取代的化合物与式(XVI)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷、二甲基甲酰胺、前述溶剂的混合物等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(IV)的化合物。可通过本领域技术人员已知的传统方法将式(IV)的化合物转化为替代盐形式。
可根据方案4中概述的工艺制备式(V)的化合物。
相应地，使式(XI)经适当取代的化合物，一种已知化合物或通过已知方法制备的化合物，与式(XVI)经适当取代的化合物在铵盐例如醋酸铵、甲酸铵、氯化铵、溴化铵、硫酸铵等的存在下，在溶剂例如乙酸、甲酸、丙酸等中，任选在甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺等存在下反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(XVII)的化合物。然后使式(XVII)的化合物与式(XVIII)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，以提供式(V)的化合物。可通过本领域技术人员已知的传统方法将式(V)的化合物转化为替代盐形式。
可根据方案5中概述的工艺制备式(II)的化合物。
相应地，使式(XIVa)的化合物与式(XVa)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷、二甲基甲酰胺、前述溶剂的混合物等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，任选在酸例如盐酸、氢溴酸、硫酸等存在下，以提供式(XVIa)的化合物。使式(XVIa)的化合物与式(XVIIa)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷、二甲基甲酰胺、前述溶剂的混合物等中反应，任选加热，任选在碱例如三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶等存在下，任选经微波照射加热，任选在氩气气氛下，任选在氮气气氛下，以提供式(XVIIIa)的化合物。使式(XVIIIa)的化合物与式(XIII)的化合物在溶剂例如甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、水、1,4-二噁烷等中反应，任选加热，任选经微波照射加热，任选在氩气气氛下，任选在氮气气氛下，以提供式(II)的化合物。
将参考以下实施例更加详细地说明本发明，但是应理解不得将本发明视为限于此。
下面提供的实施例提供了制备本发明示例性化合物的代表性方法。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本发明的化合物。
在BrukerAvance300-MHzNMR上获得1H-NMR光谱。用BrukerDaltonicsmicrOTOF仪器测定低分辨率和高分辨率质谱数据。
实施例
14L
14L的制备：使10-菲罗啉-5,6-二酮(166.6mg，0.800mmol)、醋酸铵(616mg，8.00mmol)和5-甲酰基-2,2’:5’,2”-三联噻吩(221.12，0.800mmol)与冰醋酸(4.0mL)在微波反应室内合并并且在180℃下以300W反应10min。溶液从浅黄色变为深红色并且使其冷却至室温。滴加含水NH4OH(6mL)中和溶液，直至沉淀出呈黄色/褐色固体的产物。使用细玻璃-烧结熔块滤器收集固体并用H2O(15mL)洗涤。在真空下干燥产物以产生黄褐色粉末。(256mg，69％)。Rf＝(2％H2O、43％CHCl3、25％丙酮、30％MeOH+1％NH4OH)。1HNMR(DMSO-d6)7.14(dd；1H；J＝4.37Hz),7.33-7.43(m；4H),7.55(m；1H),7.75-7.79(m；3H),8.82(d；2H；J＝8.01Hz),8.97(d；2H；J＝3.00Hz)。
14a
14a的制备：使Ru(2,2'-联吡啶)2Cl2·2H2O(156.1mg，0.300mmol)与14L(140.0mg,0.300mmol)和100％乙醇(6.0mL)在微波管中合并并且通过使氩气流过管帽中的针头，氩气吹洗10min。放入微波之前用一个新帽更换所述帽。使所述溶液在180℃下以300W反应10min。所得溶液为深红色。向水溶液滴加饱和KPF6直至没有另外的产物沉淀(2-4mL)。通过细玻璃-烧结熔块滤器过滤分离粗产物，产生鲜红色/橙色固体(307.8mg，88％)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的10％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点(Rf＝0.46)。合并含所需产物的成分，减压蒸发并且在真空下进一步干燥以产生相应的NO3 -复合物和过量KNO3。为去除不需要的盐，经超声处理使产物溶于H2O中。添加饱和KPF6(3-4mL)，并且产物从溶液中沉淀出来。使用CH2Cl2(3×75mL)萃取所需PF6-复合物。分离有机层，减压浓缩并且在真空下干燥以产生呈橘红色固体的最终纯净产物(169mg，48％)。Rf＝0.41(10％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(CD3CN):8.65(d；2H；J＝7.89Hz),8.51-8.55(m；4H),8.11-7.96(m；6H),7.85(d；2H；J＝5.49Hz),7.72(d；1H；J＝3.81Hz),7.61-7.67(m；4H),7.46(t；2H；J＝6.93Hz),7.37(d；1H；J＝5.10Hz),7.06-7.30(m；7H)。MS(ESI+)m/z：440.0[M-2PF6]2+,879.1[M-2PF6-1H]+。C45H30N8RuS3的HRMS(ESI+)m/z计算值为440.0399；真实值为440.0382。
将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。分析计算值C45H30Cl2N8RuS34.065(H2O)：C，52.77％；H，3.75％；N，10.94％；真实值：C，51.78％；H，4.25％；N，10.20％。
14c
14C的制备：使Ru(4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶)2Cl2·2H2O(60.2mg，0.104mmol)与14L(48.5mg，0.104mmol)和100％乙醇(2.0mL)在微波管中合并并且通过使氩气流过管帽中的针头，氩气吹洗15min。放入微波之前用一个新帽更换所述帽。使所述溶液在180℃下以300W反应10min。所得溶液为深红色。向水溶液滴加饱和KPF6直至没有另外的产物沉淀(2-3mL)。通过细玻璃-烧结熔块滤器过滤分离粗产物，产生红色/褐色固体(112.6mg，88％)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的10％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点(Rf＝0.54)。合并含所需产物的成分，减压蒸发并且在真空下进一步干燥以产生相应的NO3 -复合物和过量KNO3。为去除不需要的盐，经超声处理使产物溶于H2O中。添加饱和KPF6(3-4mL)，并且产物从溶液中沉淀出来。使用CH2Cl2(3×50mL)萃取所需PF6-复合物。分离有机层，减压浓缩并且在真空下干燥以产生呈橘红色固体的最终纯净产物(76.0mg，59％)。Rf＝0.54(10％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(CD3CN):8.87(d；2H；J＝6.60Hz),8.38(d；4H；J＝10.1Hz),8.02(m；2H；J＝4.50Hz),7.84(d；2H；J＝4.02Hz),7.74(br；2H),7.67(d；2H；J＝5.67Hz),7.53(d；1H；J＝6.42Hz),7.42(d；2H；J＝5.67Hz),7.25-7.31(m；6H),7.07-7.14(m；3H)。MS(ESI+)m/z:468.1[M-2PF6]2+,1081.2[M-PF6]+。C49H38N8RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值为468.0707；真实值为468.0697。
将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。
16x
16x的制备：使2,2’-5,2”-三联噻吩-5-硼酸频哪醇酯(236.1mg，0.780mmol)、5-溴-2-噻吩甲醛(57.4μL，0.59mmol)和Pd(PPh3)4(55mg)于氩气吹洗微波管中合并。再次氩气吹洗微波管，然后单独用注射器添加DME(5.66mL)和2MNa2CO3水溶液(0.4mL)。使溶液在200W和175℃下反应1h。在细熔块上过量深绿色溶液以去除催化剂并且用少量乙酸乙酯洗涤。再用EtOAc稀释滤液，转移到125-mL分液漏斗中，并用饱和NaCl水溶液(3×50mL)洗涤。减压浓缩有机层，并在真空下干燥以产生粗产物(130.9mg，62％)。在硅胶柱上进行纯化，用1:1DCM:己烷洗脱。收集对二硝基苯肼染色呈阳性，具有醛的缓慢移动斑点，减压浓缩，并在真空下干燥以产生纯产物(14.1mg，6.7％)。Rf＝0.20(1:1DCM:己烷)。1HNMR(CDCl3)9.86(s；1H),7.67(d；1H；J＝3.96Hz),7.21-7.29(m；3H),7.20(d；1H；J＝3.54Hz),7.11-7.14(m；3H),7.04(t；1H；J＝4.89Hz)。
16L
16L的制备：使1,10-菲罗啉-5,6-二酮(41.6mg，0.200mmol)、醋酸铵(154mg，2.00mmol)和16x(71.7mg,0.200mmol)与冰醋酸(1.0mL)在微波反应室内合并并且在300W、180℃下反应10min。使溶液冷却至室温，接着滴加含水NH4OH(2-4mL)中和，直至沉淀出呈褐色固体的产物。使用细玻璃-烧结熔块滤器收集固体并用H2O(15mL)洗涤。在真空下干燥产物以产生呈褐色粉末的粗产物(105.9mg，96％)。通过从热MeOH中重结晶进行纯化以产生纯产物(31.1mg，28％)。1HNMR(DMSO-d6)9.04(br；2H),8.84(d；2H；J＝7.35Hz),7.86(br；2H),7.33-7.57(m；8H)；7.11(br；1H).MS(ESI+)m/z:549.0[M+1H]+。C29H17N4S4的HRMS(ESI+)m/z；计算值549.0331；真实值549.0307。
16a
16a的制备：使Ru(2,2'-联吡啶)2Cl2·2H2O(81.2mg，0.156mmol)与16L(85.7mg，0.156mmol)和100％乙醇(3.0mL)在微波管中合并并且通过使氩气流过管帽中的针头，氩气吹洗10min。放入微波之前用一个新帽更换所述帽。使所述溶液在180℃下以300W反应10min。所得溶液为深红色。向水溶液滴加饱和KPF6直至没有另外的产物沉淀(2-4mL)。通过细玻璃-烧结熔块滤器过滤分离粗产物，产生鲜红色/橙色固体(155.2mg，64％)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的7％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点(Rf＝0.46)。合并含所需产物的成分，减压蒸发并且在真空下进一步干燥以产生相应的NO3 -复合物和过量KNO3。为去除不需要的盐，经超声处理使产物溶于H2O中。添加饱和KPF6(3-4mL)，并且产物从溶液中沉淀出来。使用CH2Cl2(3×75mL)萃取所需PF6-复合物。分离有机层，减压浓缩并且在真空下干燥以产生呈橘红色固体的产物(169mg，48％)。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。在SephadexLH-50上于甲醇中进一步纯化产物并收集主要红色斑点。合并含所需产物的成分，减压蒸发，并且在真空下进一步干燥以产生最终产物(12.7mg，6.5％)。Rf＝0.35(10％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(CD3CN)：8.91(d；2H；J＝7.32Hz),8.50(t；4H；J＝7.92Hz),8.08(t；2H；J＝7.74Hz),7.99(br；4H),7.84(br；3H),7.74(br；4H),7.60(br；2H),7.44(t；2H；J＝5.55Hz),7.37(br；1H)7.08-7.27(m；9H)。MS(ESI+)m/z:498.1[M-2PF6]2+。C49H32N8RuS4的HRMS(ESI+)m/z；计算值为481.0333；真实值为481.0341。
16c
16c的制备：使Ru(dmb)2Cl2·2H2O(88.93mg，0.156mmol)与16L(85.7mg，0.156mmol)和100％乙醇(3.0mL)在微波管中合并并且通过使氩气流过管帽中的针头，氩气吹洗10min。放入微波之前用一个新帽更换所述帽。使所述溶液在180℃下以300W反应10min。所得溶液为深红色。向水溶液滴加饱和KPF6直至没有另外的产物沉淀(1-2mL)。通过细玻璃-烧结熔块滤器过滤分离粗产物，产生深红色固体(156.7mg，92％)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的7％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点。合并含所需产物的成分，减压蒸发并且在真空下进一步干燥以产生相应的NO3 -复合物和过量KNO3。为去除不需要的盐，经超声处理使产物溶于H2O中。添加饱和KPF6(3-4mL)，并且产物从溶液中沉淀出来。使用CH2Cl2(3×75mL)萃取所需PF6-复合物。分离有机层，减压浓缩并且在真空下干燥以产生呈红色固体的产物(69.9mg，41％)。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。在SephadexLH-50上于甲醇中进一步纯化产物并收集主要红色斑点。合并含所需产物的成分，减压蒸发，并且在真空下进一步干燥以产生最终产物(23.0mg，13％)。Rf＝0.33(10％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(CD3CN):8.92(br；2H),8.34(s；4H),7.97(br；2H),7.87(br；1H),7.62-7.65(m；4H),6.92-7.42(m；14H),2.54,(s；6H),2.46(s；6H).MS(ESI+)m/z:509.1[M-2PF6]2+,1163.1[M-PF6]+。C53H40N8RuS4的HRMS(ESI+)m/z；计算值为509.0646；真实值为509.0663。
2L
2L的制备：使1,10-菲罗啉-5,6-二酮(234.1mg，1.11mmol)、醋酸铵(1.77g，23.0mmol)和2,5-噻吩二甲醛(77.9mg，0.556mmol)合并于冰醋酸(20mL)中并且在135℃下于空气中回流6h。溶液从浅黄色变为深红色并且产物呈浅橙色粘性沉淀物沉淀。使反应冷却至室温。使用中等玻璃-烧结熔块滤器收集橙色沉淀物并用H2O(10mL)洗涤。在真空下干燥产物以产生呈浅橙色粉末的最终纯净产物。不需要纯化。(90.7mg，31.3％)。Rf＝达到0.60(2％H2O、43％CHCl3、25％丙酮、30％MeOH+1％NH4OH)。1HNMR(300MHz)[(CD3)2SO]:9.07(d；4H；J＝3.03Hz),8.90(d；4H；J＝8.22Hz),8.04(s；2H),7.86-7.90(br；4H).MS(ESI+)m/z:521.1[M+H]+。C30H17N8S的HRMS(ESI+)m/z；计算值521.1291；真实值521.1265。
3L
3L的制备：使1,10-菲罗啉-5,6-二酮(18.9mg，0.0900mmol)、醋酸铵(138.7mg,1.80mmol)和2,2'-联噻吩-5,5’-二甲醛(10mg，0.0450mmol)合并于冰醋酸(5mL)中并且在135℃下于空气中回流6h。溶液从浅黄色变为深红色并且产物呈浅橙色沉淀粉末沉淀。使反应冷却至室温。滴加含水NH4OH(5mL)中和溶液，直至更多所需产物呈橙色固体完成沉淀。使用细玻璃-烧结熔块滤器收集橙色沉淀物并用H2O(10mL)洗涤。在真空下干燥产物以产生通过NMR显示出产物和污染物的橙色粉末。(12.6mg，47％)。还进行了备用微波合成，牵涉1,10-菲罗啉-5,6-二酮(18.9mg，0.0900mmol)、醋酸铵(138.7mg，1.80mmol)和2,2'-联噻吩-5,5’-二甲醛(10mg，0.0450mmol)在微波反应室内合并于冰醋酸(1.0mL)中并且在180℃下以300W反应10min。溶液从浅黄色变成深红色并使其冷却至室温。看到产物的橙色沉淀物。滴加含水NH4OH(1mL)中和溶液，直至更多所需产物呈橙色固体完成沉淀。使用细玻璃-烧结熔块滤器收集固体并用H2O(10mL)洗涤。在真空下干燥产物以产生通过NMR显示出产物和污染物的橙色粉末。(25.3mg，93％)Rf＝达到0.68(2％H2O、43％CHCl3、25％丙酮、30％MeOH+1％NH4OH)。1HNMR(300MHz)[(CD3)2SO]:9.02(br),8.85(br；4H),7.84(m；2H),7.70(br)。
2a
2a的制备：使Ru(bpy)2Cl2·2H2O(60mg，0.115mmol)和2L(30mg，0.0576mmol)合并于丙三醇(3mL)中并且在100℃下于氩气中回流16h。首先将丙三醇添加到与舒伦克线(Schlenkline)连接的干燥反应瓶中。抽空反应瓶，直至丙三醇中出现气泡，然后填充干燥氩气。抽空和氩气吹洗再重复两次。将Ru(bpy)2Cl2·2H2O添加到丙三醇中并且再抽空和氩气填充反应瓶3次。加热所得丙三醇和Ru(bpy)2Cl2·2H2O溶液30min至100℃。加热后将2L添加到溶液中并且再抽空和用氩气填充反应瓶3次。使用充气球将暗紫色溶液置于氩气下并且在100℃下反应16h。所得溶液为深红色/紫色并且冷却至室温。向溶液添加12mL的H2O并且通过中等玻璃-烧结熔块过滤。向水溶液中滴加饱和KPF6，直至没有另外的产物沉淀(1-2mL)。通过细玻璃-烧结熔块滤器过滤分离粗产物，产生深红色/褐色固体(106.1mg，0.0550mmol)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的20％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点。合并含所需产物的成分，减压蒸发，并且在真空下进一步干燥以产生产物和过量KNO3。为去除不需要的盐，经超声处理将产物溶于H2O中。产物不溶于H2O，添加一定量的H2O(大约50-100mL)以确保过量KNO3会溶于溶液中，接着添加大量饱和KPF6(10-12mL)。使用CH2Cl2(3×50-150mL)萃取所需PF6 -复合物。分离有机层，减压浓缩，并且在真空下干燥以产生呈橘红色固体的最终纯净产物(38.8mg，35％)。Rf＝0.19(20％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(300MHz)[(CD3)2SO]:9.02-9.10(dd；4H；J＝9.06Hz),8.88(t；8H；J＝8.52Hz),8.24(t；4H；J＝6.60Hz),8.09-8.15(m；10H),7.97(br；4H),7.85(d；4H；J＝4.14Hz),7.61(m；8H),7.36(t；4H；J＝4.68Hz)。13CNMR[(CD3CN]158.0,157.8,152.8,151.3,148.3,146.7,138.7,138.2,135.6,135.6,131.2,129.0,128.3,126.8,125.1,122.1。分析计算C70H48F24N16P4Ru2S·6(H2O)·0.5(C3H6O)：C，41.60％；H，3.08％；N，10.86％；真实值：C，41.74％；H，2.72％；N，10.16％。
将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。MS(ESI+)m/z：673.1[M-4Cl-2H]2+，449.1[M-4Cl-H]3+。C70H46N16Ru2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值为673.0944；真实值为673.0945。
3a
3a的制备：使Ru(bpy)2Cl2·2H2O(50.0mg，0.0960mmol)和3L(30.0mg，0.0500mmol)合并于丙三醇(3mL)中并且在100℃下于氩气中回流16h。首先将丙三醇添加到与舒伦克线连接的干燥反应瓶中。抽空反应瓶，直至丙三醇中出现气泡，然后填充干燥氩气。抽空和氩气填充再重复两次。将Ru(bpy)2Cl2·2H2O添加到丙三醇中并且再抽空和氩气填充反应瓶3次。加热所得丙三醇和Ru(bpy)2Cl2·2H2O溶液30min至100℃。加热后将3L添加到溶液中并且再抽空和用氩气填充反应瓶3次。使用充气球将暗紫色溶液置于氩气下并且在100℃下反应16h。所得溶液为深红色/紫色并且冷却至室温。向溶液添加12mL的H2O并且通过中等玻璃-烧结熔块过滤。向滤液中滴加饱和KPF6，直至产物完全从溶液中沉淀出来。通过过滤获得粗产物并用H2O(5mL)洗涤。粗产物颜色为深红色/黑色(78.1mg，0.0389mmol)。在硅胶柱上进行纯化，用含2.5％KNO3的20％H2O:MeCN溶液洗脱，并且收集主要红色斑点。合并含所需产物的成分，减压蒸发，并且在真空下进一步干燥以产生产物和过量KNO3。为去除不需要的盐，尝试经超声处理将产物溶于H2O中。产物不溶于H2O并且添加一定量的H2O(大约50mL)以确保过量KNO3会溶于溶液中，接着添加大量饱和KPF6(10-12mL)。使用CH2Cl2(3×50-150mL)萃取所需PF6 -复合物。分离有机层，减压浓缩，并且在真空下干燥以产生呈橘红色固体的最终纯净产物(19.4mg，19％)。Rf＝0.27(20％H2O:MeCN+2.5％KNO3)。1HNMR(300MHz)[(CD3)2SO]:9.04(dd；4H；J＝11.25Hz),8.87(t；8H；J＝10.41Hz),8.23(t；4H；J＝6.57Hz),8.07-8.15(m；8H),7.93-8.03(m；6H),7.84(br；4H),7.74(br；2H),7.60(br；8H),7.36(t；4H；J＝6.30Hz)。分析计算C74H50F24N16P4Ru2S2·8(H2O)·2(C6H14)：C，44.41％；H，4.07％；N，9.64％，真实值：C，44.76％；H，3.61％；N，8.52％。MS(ESI+)m/z：714.1[M-4PF6-2H]2+，476.4[M-4PF6-1H]3+。C74H49N16Ru2S2的HRMS(ESI+)m/z：计算值476.3946；真实值476.3941。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。
2b
2b的制备：通过与2a相同的程序，使用Ru(phen)2Cl2制备化合物2b。1HNMR(300MHz)[(CD3CN]：9.01(d；2H；J＝10.17Hz),8.86(d；2H；J＝7.68Hz),8.63(d；8H；J＝7.98Hz),8.29(s；8H；),8.13(br；4H),8.00-8.04(m；10H),7.66(m；12H)。分析计算C37H26F12N8P2RuS·0.5(H2O)：C，43.79％；H，2.68％；N，11.04％；真实值：C，44.66％；H，2.98％；N，10.16％。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。MS(ESI+)m/z：721.1[M-4Cl-2H]2+,481.1[M-4Cl-H]3+。C78H46N16Ru2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值721.0944；真实值721.0971。
3b
3b的制备：通过与2a相同的程序，使用Ru(phen)2Cl2制备化合物3b。1HNMR(300MHz)[CD3CN]:8.94(d；4H；J＝20.31Hz),8.63(d；8H；J＝7.95Hz),8.28(s；8H),8.11(br；4H),8.04(br；4H),7.99(br；4H),7.93(br；2H),7.63-7.70(m；12H),7.56(br；2H)。分析计算C82H50F24N16P4Ru2S2·3(C6H14)·8(CH3OH)：C，49.50％；H，4.77％；N，8.55％，真实值：C，49.15％；H，3.94％；N，7.64％。MS(ESI+)m/z：908.1[M-2PF6]2+,508.4[M-4PF6-1H]3+,381.5[M-4PF6]4+。C82H50F12N16P2Ru2S2的HRMS(ESI+)m/z：计算值908.0603；真实值908.0641。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。
10b
10b的制备：过与2a相同的程序，使用Ru(phen)2Cl2制备化合物10b。1HNMR(DMSO-d6)δ7.17(m,1H),7.50(m,2H),7.63(d,1H),7.77(m,6H),7.90(m,1H),7.99(d,2H),8.07(d,2H),8.12(d,2H),8.40(s,4H),8.78(d,4H),8.99(d,2H)。MS(ESI+)m/z:845.0[M-2PF6]+,423.0[M-2PF6]2+。C45H28N8RuS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值846.0922；真实值846.0910。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。
14b
14b的制备：过与2a相同的程序，使用Ru(phen)2Cl2制备化合物14b。1HNMR(300MHz)[CD3CN]：8.56-8.63(m；6H；C,7,4),8.31-8.26(m；8H；6,5,9),8.01(d；2H；J＝5.10Hz；2),7.88(d；2H；J＝4.95Hz；A),7.72(br；2H；B),7.60(m；3H；8,1H-R),7.29-7.40(m；3H；3,1H-R),7.02(m；2H；2H-R),6.87(d；1H；J＝3.72Hz；1H-R),6.68-7.73(m；2H；2H-R)。MS(ESI+)m/z：464.0[M-2PF6]2+。C49H30N8RuS3的HRMS(ESI+)m/zfor；计算值464.0400；真实值464.0381。将PF6-复合物溶于1:1MeCN/MeOH溶液中并且在AmberliteIRA-410离子交换树脂(30cm×1.5cm，30g树脂)上，用MeOH洗脱转化为其相应的Cl-盐。分析计算C49H30N8Cl2RuS3·4(H2O)·6(CH3OH)：C，52.29％；H，4.95％；N，8.87％，真实值：C，53.11％；H，4.31％；N，8.33％。
可通过本文所述的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。除非本文另有说明，对复合物的PF6盐进行1HNMR和MS，并且对Cl盐收集生物学数据。
Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)1c1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.92–8.75(m,3H),8.42–8.36(m,4H),8.05–8.00(m,2H),7.93(d,J＝3.7Hz,2H),7.73(dd,J＝8.3,5.2Hz,3H),7.67(d,J＝4.3Hz,2H),7.42(d,J＝6.0Hz,1H),7.31(d,J＝3.5Hz,2H),7.07(d,J＝5.9Hz,1H),2.59(s,6H),2.49(s,6H).MS(ESI+)m/z:386.1[M-2PF6]2+,771.2[M-2PF6-H]+。
Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)10c1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.93(s,2H),8.38(d,J＝12.8Hz,4H),8.06–8.00(m,2H),7.90(d,J＝3.9Hz,2H),7.77(dd,J＝8.2,5.3Hz,2H),7.67(d,J＝5.8Hz,2H),7.51–7.44(m,2H),7.40(d,J＝5.1Hz,2H),7.33–7.27(m,2H),7.17(d,J＝4.2Hz,1H),7.06(d,J＝5.4Hz,2H),2.59(s,6H),2.49(s,6H)。
Ru(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)1d1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ9.02(dd,J＝17.7,8.0Hz,2H),8.93–8.81(m,5H),8.07–7.82(m,6H),7.71–7.57(m,5H),7.46(dd,J＝5.9,2.5Hz,2H),7.33(dd,J＝7.9,5.6Hz,3H),1.42(s,18H),1.34(s,18H).MS(ESI+)m/z:470.2[M-2PF6]2+,1085.3[M-2PF6]+。C53H58N8RuS的HRMS(ESI+)m/z；计算值470.1769；真实值470.1786。
Ru(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)10d1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.98–8.90(m,2H),8.90–8.81(m,5H),7.82(d,J＝7.6Hz,4H),7.78–7.73(m,1H),7.69(d,J＝6.0Hz,2H),7.61(dd,J＝6.1,1.9Hz,3H),7.55(d,J＝5.3Hz,1H),7.46(d,J＝6.1Hz,2H),7.42(d,J＝3.6Hz,1H),7.39–7.33(m,3H),7.18–7.10(m,1H),1.43(s,18H),1.34(s,18H).MS(ESI+)m/z:511.2[M-2PF6]2+,1021.3[M-H-2PF6]+。C57H60N8RuS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值511.1707；真实值511.1693。
Ru(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14d1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ9.03(d,J＝8.3Hz,1H),8.97(d,J＝7.8Hz,1H),8.87(d,J＝9.5Hz,5H),7.96(dt,J＝21.6,7.2Hz,5H),7.69–7.53(m,6H),7.48(dd,J＝10.4,5.0Hz,3H),7.41(s,1H),7.39–7.28(m,3H),7.14(t,J＝4.5Hz,1H),1.42(s,18H),1.33(d,J＝1.5Hz,18H).MS(ESI+)m/z:552.2[M-2Cl]2+,1103.3[M-Cl]+。C61H62N8RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值552.1646；真实值552.1626。
Ru(4,4’-二甲氧基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14eMS(ESI+)m/z:500.1[M-2PF6]2+。C49H38N8O4RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值500.0605；真实值500.0597。
Ru(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)1f1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ9.00(d,J＝13.7Hz,2H),8.66(td,J＝13.9,12.1,6.6Hz,5H),8.01(dd,J＝13.2,7.8Hz,5H),7.91(d,J＝10.8Hz,5H),7.50(d,J＝16.2Hz,2H),7.30(dd,J＝17.9,7.8Hz,3H),2.23(s,6H),2.01(s,6H).MS(ESI+)m/z:386.1[M-2PF6]2+,917.1[M-2PF6]+。C41H34F6N8PRuS的HRMS(ESI+)m/z；计算值917.1307；真实值917.1320。
Ru(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)10f1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.97(d,J＝7.7Hz,2H),8.69(dd,J＝15.4,8.4Hz,5H),8.14–7.97(m,5H),7.91(d,J＝8.1Hz,5H),7.63(d,J＝5.0Hz,1H),7.60–7.48(m,4H),7.30(s,2H),7.18(d,J＝4.3Hz,1H),2.23(s,6H),2.02(s,6H).MS(ESI+)m/z:427.1[M-2PF6]2+,853.1[M-H-2PF6]+。C45H35N8RuS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值853.1464；真实值853.1481。
Ru(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14f1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.97(d,J＝7.9Hz,2H),8.75–8.62(m,5H),8.02(d,J＝8.4Hz,5H),7.94–7.83(m,5H),7.58(d,J＝4.7Hz,1H),7.54(s,2H),7.46(s,1H),7.40(s,1H),7.35(d,J＝3.9Hz,1H),7.29(d,J＝2.3Hz,2H),7.14(t,J＝4.8Hz,1H),2.23(s,6H),2.01(s,6H).MS(ESI+)m/z:468.1[M-2PF6]2+,1081.1[M-PF6]+。C49H38N8RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值468.0707；真实值468.0689。
Ru(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)1g1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.89–8.80(m,4H),8.65–8.60(m,2H),8.32(d,J＝7.8Hz,3H),8.14–8.05(m,3H),7.81–7.74(m,4H),7.70–7.66(m,2H),7.24–7.18(m,1H),6.99(d,J＝7.3Hz,2H),1.83(s,6H),1.49(s,6H).MS(ESI+)m/z:386.1[M-2PF6]2+,917.1[M-PF6]+。C41H34N8RuS的HRMS(ESI+)m/z；计算值386.0830；真实值386.0819。
Ru(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)10g1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.90(d,J＝7.5Hz,2H),8.83(d,J＝7.7Hz,2H),8.63(dd,J＝8.0,3.6Hz,2H),8.32(t,J＝6.5Hz,2H),8.19(s,3H),7.83(d,J＝17.3Hz,4H),7.72–7.65(m,2H),7.62(s,1H),7.51–7.43(m,2H),7.16(dd,J＝6.5,3.7Hz,1H),7.00(m,J＝9.0,4.1Hz,2H),1.83(s,6H),1.49(s,6H).MS(ESI+)m/z:427.1[M-2PF6]2+,999.1[M-PF6]+。C45H36N8RuS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值427.0768；真实值427.0761。
Ru(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14g1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.90(d,J＝8.2Hz,2H),8.82(d,J＝8.1Hz,2H),8.65–8.57(m,2H),8.32(t,J＝7.9Hz,2H),8.19(s,2H),7.80(dt,J＝16.1,6.7Hz,5H),7.69(d,J＝7.8Hz,2H),7.60–7.54(m,1H),7.51–7.42(m,2H),7.39(s,1H),7.34(d,J＝4.2Hz,1H),7.14(dd,J＝6.5,3.0Hz,1H),7.00(d,J＝7.9Hz,2H),2.09(s,4H),1.85(s,4H),1.51(s,4H).MS(ESI+)m/z:468.1[M-2PF6]2+,1081.1[M-PF6]+。C49H38N8RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值468.0707；真实值468.0701。
Ru(4,4’-二(甲基羧基)-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14iMS(ESI+)m/z:556.1[M-2PF6]2+。C53H38N8O8RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值556.0504；真实值556.0522。
Ru(2,2’-联嘧啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14jC41H26N12RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值442.0299；真实值442.0314。
Ru(2,2’-联嘧啶)(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)14cj的合成：使RuCl3(10.0g，48mmol)和4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶(10.7g，58mmol)合并于50mL的1.0NHCl中。搅拌混合物以使固体悬浮，塞好并让其静置3周。通过过滤分离产物，用水洗涤并且在真空中进一步干燥以产生呈黑色粉末，产率为80％的Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)Cl4(13.7g)。
使Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)Cl4(214mg，0.5mmol)、2,2’-联嘧啶(79mg，0.5mmol)和三乙胺(83□L，0.6mmol)合并于乙醇(20mL)中并且用氩气真空吹洗3次。回流加热反应混合物，直至TLC显示原材料消耗，接着减压浓缩。所生成的固体悬浮于乙醚中，然后收集在细玻璃-烧结熔块中以产生定量产量的Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)(2,2’-联嘧啶)Cl2。
使Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)(2,2’-联嘧啶)Cl2(55mg，0.1mmol)和14L(47mg，0.1mmol)合并于氩气吹洗100％乙醇(6mL)中并且在单仓微波反应器(180℃，300W)中照射10min。使反应混合物冷却并且分隔在水和CH2Cl2之间。用CH2Cl2洗涤水相以去除未反应的配体，然后滴加NH4PF6水溶液，直至再没有沉淀物形成。将产物萃取到CH2Cl2中并且减压浓缩以产生暗红色固体(52mg，43％)。1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ9.12(dt,J＝4.0,1.8Hz,1H),9.02(dt,J＝4.0,1.6Hz,1H),8.87–8.79(m,2H),8.38(d,J＝8.8Hz,2H),8.17–8.13(m,2H),7.96(d,J＝5.3Hz,1H),7.92(d,J＝5.8Hz,1H),7.79(t,J＝3.2Hz,2H),7.73(q,J＝6.5Hz,2H),7.64–7.49(m,2H),7.39(q,J＝5.2,4.7Hz,2H),7.31(dd,J＝9.7,4.8Hz,4H),7.20(s,1H),7.09(d,J＝5.4Hz,2H)2.57(s,3H),2.48(s,3H).MS(ESI+)m/z:455.0[M-2PF6]2+,1055.1[M-PF6]+。C45H32N10RuS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值455.0503；真实值455.0502。
Os(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os14a的合成：通过使(NH4)2[OsCl6](439mg，1mmol)与2个当量的2,2’-联吡啶(312mg，2mmol)合并于乙二醇(22mL)中并且回流搅拌，直至TLC显示反应完成，制备双(2,2’-联吡啶)Os(II)氯。用Na2S2O4的饱和水溶液(22mL)实现Os3+向Os2+的还原，以形成沉淀物，过滤沉淀物并用水洗涤，然后用乙醚洗涤以产生暗紫色固体(486mg，80％)。使Os(bpy)2Cl2(61mg，0.1mmol)和14L(47mg，0.1mmol)合并于氩气吹洗乙二醇(2.5mL)中并且在单仓微波反应器(180℃，300W)中照射10min。使反应混合物冷却并且分隔在水和CH2Cl2之间。用CH2Cl2洗涤水相以去除未反应的配体，然后滴加NH4PF6水溶液，直至再没有沉淀物形成。将产物萃取到CH2Cl2中并且减压浓缩以产生定量产量的暗紫色固体，使其在AmberliteIRA-410上进行阴离子交换以形成相应的氯复合物(40mg，转化效率99％)。1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.73(d,J＝8.3Hz,2H),8.56–8.41(m,4H),7.97–7.85(m,5H),7.84–7.73(m,4H),7.66(m,J＝8.0,5.0,2.4Hz,3H),7.50(d,J＝5.8Hz,2H),7.43–7.30(m,4H),7.30–7.21(m,3H),7.17–7.08(m,3H).MS(ESI+)m/z:485.1[M-2PF6]2+,1115.1[M-PF6]+。C45H30N8OsS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值485.0680；真实值485.0666。
可根据用于Os14a的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。
Os(2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os1a1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.90–8.74(m,6H),8.01(t,J＝7.8Hz,3H),7.89(t,J＝7.7Hz,4H),7.76(d,J＝5.2Hz,5H),7.49(d,J＝5.6Hz,4H),7.24(t,J＝7.0Hz,2H).MS(ESI+)m/z:403.1[M-2PF6]2+。C37H26N8OsS的HRMS(ESI+)m/z；计算值403.0802；真实值403.0787。
Os(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os10a1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.84(dd,J＝11.9,8.0Hz,6H),8.01(dd,J＝11.1,6.3Hz,4H),7.94(d,J＝3.7Hz,2H),7.91(s,1H),7.88(s,3H),7.75(d,J＝5.6Hz,2H),7.64(d,J＝5.0Hz,1H),7.56–7.44(m,6H),7.24(t,J＝6.7Hz,2H),7.18(t,J＝4.3Hz,1H).MS(ESI+)m/z:444.1[M-2PF6]2+,1033.1[M-PF6]+。C41H28N8OsS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值444.0741；真实值444.0740。
Os(1,10-菲罗啉)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os1b1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.76(d,J＝8.1Hz,2H；c),8.60(d,J＝8.4Hz,1H),8.45–8.33(m,5H),8.31–8.21(m,5H),8.06–7.90(m,6H),7.87(d,J＝5.3Hz,2H),7.68(d,J＝5.1Hz,1H),7.56(tq,J＝7.6,2.8,2.2Hz,7H),7.35–7.26(m,1H).MS(ESI+)m/z:427.1[M-2PF6]2+,853.1[M-2PF6-H]+,999.1[M-PF6]+。C41H26N8OsS的HRMS(ESI+)m/z；计算值427.0802；真实值427.0797。
Os(1,10-菲罗啉)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os10b1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.72(d,J＝8.4Hz,2H),8.57(d,J＝8.4Hz,2H),8.42–8.34(m,5H),8.24(s,5H),8.03–7.95(m,3H),7.92(d,J＝5.0Hz,3H),7.89–7.81(m,4H),7.61–7.50(m,8H),7.46(d,J＝5.4Hz,1H),7.40(dd,J＝6.6,3.8Hz),7.13(dd,J＝5.2,3.6Hz,2H).MS(ESI+)m/z:468.1[M-2PF6]2+,935.1[M-2PF6-H]+,1081.1[M-PF6]+。C45H28N8OsS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值468.0741；真实值468.0743。
Os(1,10-菲罗啉)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os14b1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.69(d,J＝8.2Hz,1H),8.55(d,J＝8.4Hz,1H),8.38(d,J＝8.0Hz,4H),8.25(s,4H),8.00(t,J＝4.3Hz,2H),7.92(d,J＝5.4Hz),7.87(dd,J＝5.5,1.2Hz),7.84–7.79(m,1H),7.61–7.49(m,6H),7.41–7.37(m,1H),7.34(d,J＝4.0Hz,1H),7.28(d,J＝3.7Hz,2H),7.20(d,J＝3.8Hz,1H),7.08(dd,J＝5.2,3.6Hz,1H).MS(ESI+)m/z:509.1[M-2PF6]2+,[M-PF6]+,1017.1,[M-2PF6-H]+。C49H30N8OsS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值509.0680；真实值509.0669。
Os(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os1c1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.82–8.67(m,2H),8.66–8.51(m,2H),8.32(d,J＝15.6Hz,5H),7.94(d,J＝4.5Hz,3H),7.66(dd,J＝8.7,5.6Hz,3H),7.60–7.50(m,2H),7.41(s,1H),7.33–7.15(m,5H),6.93(d,J＝5.7Hz,1H),2.64(s,6H),2.52(s,6H).MS(ESI+)m/z:431.1[M-2PF6]2+,1007.1[M-PF6]+。C41H34N8OsS的HRMS(ESI+)m/z；计算值431.1115；真实值431.1126。
Os(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os10c1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.70(d,J＝7.9Hz,2H),8.56(d,J＝7.8Hz,2H),8.35(s,2H),8.29(d,J＝5.6Hz,2H),7.93(s,2H),7.85(d,J＝4.0Hz,2H),7.63(m,J＝7.0Hz,3H),7.56(s,2H),7.47–7.39(m,6H),7.26(s,2H),7.21(d,2H),7.14(d,J＝1.4Hz,1H),6.95(d,2H),2.64(s,6H),2.53(s,6H),MS(ESI+)m/z:472.1[M-2PF6]2+,943.2[M-2PF6-H]+,1089.1[M-PF6]+。C45H36N8OsS2的HRMS(ESI+)m/z；计算值472.1054；真实值472.1065。
Os(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os14c1HNMR(300MHz,乙腈-d3)δ8.70(d,J＝8.8Hz,2H),8.34(d,J＝13.5Hz,5H),7.95(d,J＝5.7Hz,3H),7.72–7.62(m,3H),7.58(d,J＝6.1Hz,2H),7.43(d,J＝6.2Hz,1H),7.40–7.25(m,7H),7.24(s,2H；),7.13(s,1H),6.97(d,J＝6.1Hz,2H),2.66(s,6H),2.55(s,6H).MS(ESI+)m/z:513.1[M-2PF6]2+,1171.1[M-PF6]+。C49H38N8OsS3的HRMS(ESI+)m/z；计算值513.0993；真实值513.0973。
可根据用于2a的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。
(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2Ru(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])Ru(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)22c,1c-21HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ9.03(t,J＝7.9Hz,4H),8.74(d,J＝11.8Hz,8H),8.16(s,2H),8.10(d,J＝5.1Hz,4H),8.00–7.90(m,4H),7.66(d,J＝5.8Hz,4H),7.46–7.36(m,8H),7.19–7.13(m,4H),2.56(s,12H),2.46(s,12H).MS(ESI+)m/z:365.1[M-4PF6]4+。C78H64N16Ru2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值365.0821；真实值365.0836.
除用Os(bpy)2Cl2代替Ru(bpy)2Cl2外，可根据用于2a的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。
(2,2’-联吡啶)2Os(2-噻吩-双[咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)Os(2,2’-联吡啶)2Os1a-21HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.86(m,8H),8.19(s,2H),8.02(m,J＝7.5Hz,8H),7.94–7.87(m,8H),7.77(d,J＝5.5Hz,4H),7.52(t,J＝6.6Hz,8H),7.25(t,J＝6.7Hz,8H).MS(ESI+)m/z:381.6[M-4PF6]4+。C70H48N16Os2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值382.0794；真实值382.0805。
除用Os(phen)2Cl2代替Ru(bpy)2Cl2外，可根据用于2a的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。
(1,10-菲罗啉)2Os(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])Os(1,10-菲罗啉)2Os1b-21HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.89–8.76(m,4H),8.57(d,J＝8.2Hz,8H),8.40(s,6H),8.17(s,2H),8.11–7.91(m,10H),7.82–7.61(m,11H).MS(ESI+)m/z:405.6[M-4PF6]4+,589.1[M-3PF6]3+,956.1[M-2PF6]2+。C78H48N16Os2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值406.0794；真实值406.0781。
除用Os(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2Cl2代替Ru(bpy)2Cl2外，可根据用于2a的程序制备以下化合物。熟练的专业人员将知道如何替代本领域技术人员已知的适当试剂、原材料和纯化方法，以便制备本文提供的化合物。
(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2Os(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])Os(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2 1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ8.79(t,J＝7.5Hz,4H),8.74–8.64(m,8H),8.17(s,2H),8.09–7.94(m,4H),7.92–7.77(m,4H),7.57(d,J＝5.9Hz,3H),7.44(d,J＝5.8Hz,2H),7.35(d,J＝6.0Hz,2H),7.31–7.23(m,4H),7.07(d,J＝6.0Hz)2.64(s,12H),2.58(s,12H).Os1c-2MS(ESI+)m/z:409.6[M-4PF6]4+,594.5[M-3PF6]3+,964.2[M-2PF6]2+。C78H64N16Os2S的HRMS(ESI+)m/z；计算值410.1107；真实值410.1105。
制剂
本发明还涉及包含根据本发明所述的光动力化合物的组合物或制剂。一般而言，本发明的组合物包含有效量的根据本发明所述，对提供光动力疗法有效的一种或多种光动力化合物及其盐和一种或多种赋形剂。
为了本发明的目的，术语“赋形剂”和“载体”在本发明整个说明中可交换使用并且本文将所述术语定义为“在配制安全有效的药物组合物的实践中使用的成分”。
配方设计师将理解，赋形剂主要用于在递送安全、稳定和功能性药物中服务，不仅用作整个递送媒介物的一部分，而且用作实现活性成分受者有效吸收的方式。赋形剂可起到与惰性填充剂一样简单直接的作用，或如本文所述的赋形剂可能是pH稳定系统或包衣的一部分以确保成分安全递送到胃部。配方设计师也可利用本发明化合物具有更高的细胞效力、药代动力学性质以及更高的口服生物利用度的事实。
本教导还提供了包括本文所述至少一种化合物和一种或多种药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物。这种载体的实例为本领域的技术人员众所周知并且可根据可接受的制药程序制备，例如宾夕法尼亚州伊斯顿马克出版公司(MackPublishingCompany,Easton,PA)AlfonosoR.Gennaro编辑的《雷明登氏制药科学》(Remington’sPharmaceuticalSciences)第17版中描述的制药程序，其全部内容以引用的方式并入本文用于所有目的。如本文所使用，“药学上可接受的”指从毒理学角度来看，在药学应用中是可接受的，并且不会与活性成分发生不利的相互作用。相应地，药学上可接受的载体是与制剂中其他成分相容并且生物学上可接受的载体。补充活性成分也可并入药物组合物中。
可经口服或肠胃外，本教导的化合物可单独施用或与传统药物载体组合施用。可应用的固体载体可包括一种或多种物质，其也可用作调味剂、润滑剂、增溶剂、助悬剂、填充剂、助流剂、压缩辅助剂、粘合剂、片剂崩解剂或封装材料。可以传统方式，例如以类似用于已知光动力化合物的方式配制所述化合物。含本文公开的化合物的口服制剂可包含任何按照惯例使用的口服形式，包括片剂、胶囊、含服形式、锭剂、糖锭和口服液、混悬液或溶液。在粉剂中，载体可为细碎固体，其为与细碎化合物的混合物。在片剂中，本文公开的化合物可与具有必需压缩性质的载体以适当比例混合并且压成所需形状和大小。粉剂和片剂可含高达99％的化合物。
胶囊可含有本文公开的一种或多种化合物与惰性填充剂和/或稀释剂的混合物，例如药学上可接受的淀粉(例如玉米、马铃薯或木薯淀粉)、糖、人工甜味剂、粉状纤维素(例如结晶和微晶纤维素)、面粉、明胶、树胶等。
有用的片剂制剂可通过传统压缩、湿式制粒或干式制粒法制备并且可利用药学上可接受的稀释剂、粘合剂、润滑剂、崩解剂、表面改性剂(包括表面活性剂)、助悬剂或稳定剂，包括但不限于硬脂酸镁、硬脂酸、硫酸月桂酯钠、滑石、糖、乳糖、糊精、淀粉、明胶、纤维素、甲基纤维素、微晶纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钙、聚乙烯吡咯烷、褐藻酸、阿拉伯树胶、黄原胶、柠檬酸钠、复合硅酸盐、碳酸钙、甘氨酸、蔗糖、山梨糖醇、磷酸二钙、硫酸钙、乳糖、高岭土、甘露糖醇、氯化钠、低熔点蜡和离子交换树脂。表面改性剂包括非离子和阴离子表面改性剂。表面改性剂的代表性实例包括但不限于泊洛沙姆188(poloxamer188)、苯扎氯铵、硬脂酸钙、棕榈醇、聚西托醇乳化蜡、山梨醇酐酯、胶态二氧化硅、磷酸盐、十二烷基硫酸钠、硅酸镁铝和三乙醇胺。本文的口服制剂可利用标准的延时释放配方以改变化合物的吸收。口服制剂也可由在根据需要含有恰当助溶剂或乳化剂的水或果汁中施用本文公开的化合物组成。
液体载体可用于制备溶液、混悬液、乳液、糖浆、酏剂并且用于吸入递送。本教导的化合物可溶于或悬浮于药学上可接受的液体载体中，例如水、有机溶剂或二者的混合物或药学上可接受的油或脂肪。液体载体可含有其他适合的药物添加剂，例如助溶剂、乳化剂、缓冲液、防腐剂、甜味剂、调味剂、助悬剂、增稠剂、染料、粘度调节剂、稳定剂和渗透压调节剂。用于口服和肠胃外施用的液体载体的实例包括但不限于水(特别含有如本文所述的添加剂，例如纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素钠溶液))、醇(包括一元醇和多元醇(例如乙二醇))及其衍生物和油(例如，分馏椰子油和花生油)。对于肠胃外施用，载体可为油酯例如油酸乙酯和肉豆蔻酸异丙酯。无菌的液体载体用于肠胃外给药的无菌液体形式组合物中。用于增压组合物的液体载体可为卤化烃或其他药学上可接受的挥发剂。
例如，无菌溶液或混悬液形式的液体药物组合物可以通过例如肌肉内、腹膜内或皮下注射予以利用。无菌溶液也可静脉施用。用于口服施用的组合物可呈液体或固体形式。
优选，药物组合物呈单位剂型，例如呈片剂、胶囊、粉剂、溶液、混悬液、乳液、颗粒或栓剂。以这种形式中，可按含适量化合物的单位剂量细分药物组合物。单位剂型可为封装组合物，例如封装粉剂、小瓶、安瓿、载药注射器或装有液体的小袋。可选地，单位剂型可为胶囊或片剂本身，或可为适当数量呈包装形式的任何此类组合物。这种单位剂型可含有约1mg/kg化合物至约500mg/kg化合物，并且可呈单一剂量或两个或多个剂量给予。可按用于将化合物送往受者血流的任何方式，包括口服、经植入、肠胃外(包括静脉、腹膜内和皮下注射)、直肠、阴道和经皮，施用这种剂量。
当施用以治疗或抑制特定疾病状态或病症时，应理解有效剂量可根据利用的特定化合物、施用模式和受治病状的严重程度以及与受治个体相关的各种身体因素而改变。在治疗应用中，可按足以治愈或至少部分改善疾病及其并发症的症状的量，向已经患有疾病的患者提供本教导的化合物。用于治疗特定个体的剂量必须由主治医师主观确定。所涉变量包括特定病状及其状态以及患者的尺寸、年龄和反应模式。
在一些情况下，使用装置，例如但不限于计量剂量吸入器、呼吸操纵吸入器、多剂量干粉吸入器、泵、挤压制动雾化喷雾分配器、气溶胶分配器和气溶胶喷雾器，直接向患者气道施用化合物可能是可取的。对于通过鼻内或支气管内吸入施用，可将本教导的化合物配制成液体组合物、固体组合物或气溶胶组合物。举例来说，液体组合物可包括溶于、部分溶于或悬浮于一种或多种药学上可接受的溶剂中的本教导的一种或多种化合物并且(例如)可用泵或挤压制动雾化喷雾分配器施用。例如，溶剂可为等渗盐水或抑菌水。举例而言，固体组合物可为包括与乳糖或可接受供支气管内使用的其他惰性粉末混和的本教导的一种或多种化合物并且(例如)可用气溶胶分配器或打破或刺破包裹固体组合物的胶囊并递送固体组合物供吸入的装置施用。举例来说，气溶胶组合物可包括本教导的一种或多种化合物、挥发剂、表面活性剂和助溶剂并且(例如)可用计量装置施用。挥发剂可为含氯氟烃(CFC)、氢氟烷(HFA)或在生理和环境上可接受的其他挥发剂。
可经肠胃外或腹膜内施用本文所述的化合物。可在适当混有表面活性剂例如羟基-丙基纤维素的水中制备这些化合物或其药学上可接受的盐、水合物或酯的溶液或混悬液。也可在丙三醇、液体聚乙二醇及其于油中的混合物中制备分散液。在普通储存和使用条件下，这些制剂通常含有防腐剂以抑制微生物的生长。
适于注射的药物形式可包括无菌水溶液或分散液和用于临时制备无菌注射液或分散液的无菌粉剂。在某些实施方案中，所述形式可为无菌并且其粘度允许其流过注射器。所述形式优选在生产和储存条件下稳定并且可受保护免受微生物例如细菌和真菌的污染作用。载体可为含有(例如)水、乙醇、多元醇(例如丙三醇、丙二醇和液体聚乙二醇)、其适合混合物和植物油的溶剂或分散介质。
本文所述的化合物可经皮施用，即穿过身体表面和身体通道的内衬，包括上皮和粘膜组织施用。可使用本教导的化合物，包括其药学上可接受的盐、水合物或酯，于洗剂、乳膏、泡沫、贴片、混悬液、溶液和栓剂(直肠和阴道)中进行这种施用。
可通过使用含有化合物(例如本文公开的化合物)和对所述化合物可为惰性，对皮肤可无毒并且可允许递送所述化合物，以经由皮肤全身吸收到血流中的载体的透皮贴片实现经皮施用。所述载体可呈许多形式例如乳膏和软膏、糊剂、凝胶和封堵器。乳膏和软膏可为水包油或油包水类型的粘性液体或半固体乳液。由分散于含所述化合物的石油或亲水性石油中的吸收性粉末构成的糊剂也可能适合。多种封堵器也可用于将所述化合物释放到血流中，例如覆盖装有有或无载体的化合物的贮器的半透膜，或含有所述化合物的基质。在文献中已知其他封堵器。
本文所述化合物可呈常规栓剂形式经直肠或阴道施用。栓剂制剂可由传统材料制成，包括可可油和甘油，加或不加蜡改变栓剂的熔点。也可使用水溶性栓剂基质，例如不同分子量的聚乙二醇。
液体制剂或纳米胶囊可用于将本教导的化合物引入体外或体内宿主细胞中。可通过本领域已知的方法制备液体制剂和纳米胶囊。
为提高本教导的化合物的效率，可取的是合并化合物与在目标疾病的治疗中有效的其它试剂。例如，可与本教导的化合物一起施用治疗目标疾病有效的其他活性化合物(即，其它活性成分或试剂)。其他试剂可与本文公开的化合物同时或在不同时间施用。
本教导的化合物可用于治疗或抑制哺乳动物，例如人类受试者的病理状况或病症。本教导相应地提供了通过向哺乳动物提供本教导的化合物，包括其药学上可接受的盐或包括本教导的一种或多种化合物，联合或结合药学上可接受的载体的药物组合物，治疗或抑制病理状况或病症的方法。本教导的化合物可单独施用或联合用于治疗或抑制病理状况或病症的其他治疗有效化合物或疗法一起施用。
根据本发明所述的组合物的非限制性实例包括约0.001mg至约1000mg根据本发明所述的一种或多种光动力化合物和一种或多种赋形剂；约0.01mg至约100mg根据本发明所述的一种或多种光动力化合物和一种或多种赋形剂；约0.1mg至约10mg根据本发明所述的一种或多种光动力化合物和一种或多种赋形剂。
程序
在评估和选择化合物如光动力化合物中可利用以下程序。
从HL60细胞提取拓扑异构酶II活性
如TopoGEN网站(http:www.topogen.com/html/extracts.html)上《由组织培养细胞(HeLa细胞优化)小规模制备拓扑异构酶I和II提取物》(‘SmallScalePreparationofTopoIandIIExtractsfromTissueCultureCells(OptimizedforHeLaCells)’)中所述，亲和沉淀核提取物。所有步骤在冰上或在4℃下进行。简言之，将10mL指数生长的HL-60细胞(1×106个细胞/mL)转移到15mL无菌尖底离心管(FisherScientific,Canada)并且在4℃下于埃彭道夫5804R离心机中(半径16.1cm)，在2100rpm下团块化3min。用3mL含2.68mM氯化钾、1.47mM磷酸二氢钾、0.137M氯化钠和8.10mM磷酸氢二钠的冰冷磷酸盐缓冲盐水(PBS)(pH7.4)洗涤细胞两次，如下：用PBS缓冲液使细胞团块重新悬浮(通过上下移液混合)，在2100rpm下离心(3min，4℃)并轻轻倒掉上清液。第二次洗涤后，使细胞重新悬浮于3mL冷低渗缓冲液中(10mMTris-HCl(pH7.5)、1mMEDTA、4mMMgCl2、0.5mM苯甲基磺酰氟(PMSF))，并且通过上下移液分散凝块。再次团块化细胞(2100rpm，3min，4℃)，重新悬浮并分散于3mL相同的冷低渗缓冲液中，并留在冰上10min以膨胀。用冷杜恩斯匀浆器(Pyrex，15mL)，使用6-8次打击破坏细胞膜。将溶解产物转移到1.5mL清洁无菌的微量离心管(FisherScientific,Canada)中并且离心(2900rpm，10min，4℃)。用相同的冷低渗缓冲液洗涤含细胞核的团块两次，如下：将冷缓冲液添加到团块中并且通过上下移液重新悬浮，然后团块化(2900rpm，10min，4℃)，轻轻去除并丢弃上清液。第二次洗涤后，使细胞核重新悬浮在4倍团块体积(约500μL)的无MgCl2的冷低渗缓冲液中。向悬浮团块中添加等体积的1M冷NaCl并留在冰上45min，接着在微型离心机中团块化(14,000rpm，15min，4℃)。将悬浮在5mMTris-HCl(pH7.5)、0.5mMEDTA、0.25mMPMSF,和0.5MNaCl中的上清液(核提取物)用于DNA松弛测定。
使用MicroLowry总蛋白试剂盒(Peterson改进的MicroLowry总蛋白试剂盒)，按照生产商对“无需蛋白质沉淀的蛋白质测定”(‘ProteinDeterminationwithoutProteinPrecipitation’)的说明测定提取物的总蛋白质浓度(BSA相当)。简言之，由400μg/mL原液，于1.5mL无菌微量离心管中的纯净水中达200μL体积(BSA最终浓度为10、20、40、60、80μg)中制备5份BSA蛋白质标准物。将仅装有纯净水的第6支管用作空白。准备装有50μL核提取物和150μL(随机选择的稀释液)的第7支管以便对照BSA标准物测量其蛋白质含量。所有管经涡旋混匀，然后向所有管中添加200μLLowry试剂溶液，接着涡旋以混合。溶液在室温下静置20min，然后向每支管添加100μLFolinCiocalteu酚试剂(2N原液的6×稀释液)，接着涡旋以混合。使得显色30min。同时将溶液转移到石英比色杯，路径长为1cm，并且在750nm波长下测量标准物和样品管与空白的吸光度。对标准物的吸光度值与其相应蛋白质浓度作图(Excel,2007)并且使用线性回归计算核提取物样品中的蛋白质浓度，考虑了10×稀释。结果为核提取物的蛋白质浓度为559μg/mL或279μg(BSA当量)。
DNA松弛测定中的拓扑异构酶提取物活性：
通过检测超螺旋质粒DNA在ATP的存在下向其松弛形式的转化，测定含拓扑异构酶I和II的核提取物的松弛活性。通过有序添加：(i)纯净水(可变，接近20μL体积)；(ii)4μL松弛缓冲液(250mMTris-HCl(pH8)、0.75MNaCl、50mMMgCl2、2.5mM二硫苏糖醇、150μgBSA/mL和10mMATP)；(iii)pUC19超螺旋质粒DNA(250ng或38.6μM碱)；和(iv)扑异构酶提取物(1、2、3或4μL)，将反应管(20μL体积)装配于冰上。通过在37℃恒温箱中加热所述管30min引发反应。通过添加2μL的10％SDS(于无菌水中)终止反应，然后通过添加2μL蛋白酶K(于10mMTris-HCl、1mMEDTA中的0.50mg/mL原液，pH7.5)并且在37℃下温育15min消化DNA结合蛋白。然后，添加2μL含菲科尔(ficoll)的上样染料(0.25％溴酚蓝、15％菲科尔，于1×TBE缓冲液中)，再使用1×TBE缓冲液，通过1.5％琼脂糖凝胶电泳(50V，180min)分析DNA样品。用溴化乙锭(1μg/mL)为凝胶染色30min，随后在水中脱色30min，并使用Gel-Doc-It成像系统(UVP)，经UV-透照法(UVP透照器)显现。将一个单位的DNA拓扑异构酶II活性定义为在37℃下，30min内能够松弛250ng超螺旋DNA的酶量(在这种情况下，一个单位＝2μL提取物)。通过在37℃下ATP缺乏时，对pUC19质粒(250ng)的松弛试验30min，评估拓扑异构酶I的存在。在这些条件下，未检测到pUC19质粒松弛(表明有很少或没有拓扑异构酶I)。
拓扑异构酶II测定：
使用拓扑异构酶II药物筛选试剂盒(TopoGEN)，通过超螺旋DNA松弛测定法测量本公开化合物对拓扑异构酶II活性的抑制。简言之，将0.23μg超螺旋pUC19质粒DNA(3.5μL于10mMTris-Cl中的64.5ng/μL原液，pH8.5)悬浮于pH8.0反应缓冲液(250mMTris-HCl、0.75MNaCl、50mMMgCl2、2.5mM二硫苏糖醇、150μgBSA/mL和10mMATP)中。加纯净水(可变，接近20μL体积)，然后添加2μL等份试样的钌化合物(1、10、50、100、500、1000μM连续稀释)，使得样品最终浓度为0.1、1、5、10、50和100μM。对照样品制备如下：(i)仅质粒(无核提取物)；(ii)质粒和核提取物；(iii)具最高钌浓度的质粒(无核提取物)；和(iv)质粒和核提取物(缓冲液中无ATP)。添加2μL(一个单位)核提取物引发反应之间，将所述管混匀(轻轻振荡并自旋向下)。在37℃下温育30min后，添加2μL的10％SDS(于无菌水中)终止反应。通过在37℃下添加2μL蛋白酶K(于10mMTris-HCl、1mMEDTA中的0.50mg/mL原液，pH7.5)消化DNA结合蛋白15min，无需任选氯仿:异戊醇萃取(早期萃取在结果中未显示表面改善)。最后，添加2μL菲科尔上样染料(0.25％溴酚蓝、15％菲科尔，于1×TBE缓冲液中)并且使用1×TBE缓冲液，通过1.5％琼脂糖凝胶电泳(50V，180min)分析DNA样品。用溴化乙锭(1μg/mL)为凝胶染色30min，随后在水中脱色30min，并使用Gel-Doc-It成像系统(UVP)，经UV-透照法(UVP透照器)显现。
通过紫外-可见光的DNA结合：
对0.5-2mL具有递增量的小牛胸腺或鲱鱼精DNA的PDC溶液进行光学滴定以产生介于0.1和10之间的[DNA碱基]/[PDC]。按1-5μL增量向化合物(10μM)于10mMMOPS、10mMMOPS和50mMNaCl、5mMTris-HCl或5mMTris-HCl和50mMNaCl(pH7.5)中的溶液添加DNA。尽管可以忽略不计，但是在结合常数分析中考虑了每次滴定结束时本公开化合物的稀释。由滴定数据对当量1的拟合(图36)获得DNA结合常数(Kb)，其中b＝1+KbCt+Kb[DNA]t/2s，Ct和[DNA]t分别表示总PDC和DNA浓度，s为结合位点尺寸，并且εa、εf和εb分别表示表观、游离和结合PDC的摩尔消光系数。添加DNA之前，计算7在414nm下和8在412nm下的εf，并且在每次添加DNA之后测定在这些波长下的εa。由DNA滴度的平稳段测定εb的值，其中添加DNA未导致吸收信号的任何进一步减少。使用Kaleidagraph和Gnuplot获得滴度数据的详细拟合。
通过在本公开化合物(5μM)缺乏和存在时，根据温度(20-100℃)测量2mL、25μMDNA溶液(40mMMOPS，pH7.5)的吸光度(A260)作DNA解链曲线。测量之前，使用于解链实验的DNA和本公开化合物的溶液在25℃下平衡30min。使用鱼缸泵，用冰水(4℃)冷却ETC-505T温度控制器，并且经由进气阀向样品室供给氩气流以防止变温实验期间在比色杯窗口上冷凝。
光裂解滴度：
根据一般质粒DNA测定法，用20μL样品总体积，在装有于10mMMOPS缓冲液和100mMNaCl(pH7.4)中的转化pUC19质粒(200ng，>95％为形式I)的0.5或1.5mL微量离心管中进行DNA光裂解实验。将DNA呈于10mMTris-Cl(pH8.5)中的溶液递送到测定管中并且用MOPS(pH7.5，最终浓度为10mM)和NaCl(最终浓度为100mM)稀释。添加本公开化合物的溶液以产生0-500μM，并且在必要时用ddH2O将反应混合物稀释到20μL的最终体积。一开始将复合物溶于乙腈(2μM原液)中，并且用ddH2O进行后续稀释，其中最终测定管装有<1％乙腈。对于基于浓度的测定，在空气中在光致反应器(LuzchemLZC-4X)内用420nm光照射样品(无预温育期)。需要照射脱氧样品时，照射之前在氩气正压下，向溶液鼓入氩气15min。添加凝胶上样缓冲液(4μL)猝灭所有样品，上样到含溴化乙锭(0.75μgmL-1)的1％琼脂糖凝胶上，并且在8-12Vcm-1下于1×TAE(40mMTris-醋酸盐、1mMEDTA，pH8.2)中电泳30min。经UV-透照法(UVP透照器)使条带显现并且使用Gel-Doc-It成像系统(UVP)或GNU图像处理程序(GIMP)量化。
HL-60细胞培养：
在37℃、5％CO2下在补充了20％FBS的HycloneIMDM中培养HL-60人早幼粒细胞性白血病细胞(ATCCCCL-240)并且根据标准无菌程序每周传代3-4次。在25cm2组织培养瓶中从200,000个细胞mL–1开始培养并且在生长达到750,000个细胞mL–1之前次代培养以避免与长期高细胞密度相关的衰老。根据需要通过合并IMDM(160mL)、FBS(40mL，预先等分并加热灭活)和硫酸庆大霉素(100μL的50mgmL-1原液)于250mL微孔真空过滤装置(Milliporevacuumstericup)(0.22μm)中并且过滤制备200mL每份的完全培养基。
细胞毒性和光细胞毒性测定
按50μL等分试样将在对数期生长的HL-60细胞(约8×105个)转移到两块装有100μL温热培养基的96孔组织培养微型板(CorningCostar,Acton,MA)并置于37℃、5％CO2隔水式恒温培养箱中(美国热电集团Forma系列II，3110型，HEPA100级)1h以平衡。所有空的微型板孔装有200μL含2.68mM氯化钾、1.47mM磷酸二氢钾、0.137M氯化钠和8.10mM磷酸氢二钠(pH7.4)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)以帮助将蒸发损失降到最低。将在PBS中新制备的50μL等分试样的本公开化合物的温热溶液(4、20、40、200μM)添加到细胞中并在37℃、5％CO2下培养4h(最终浓度为1、5、10、50μM)。在Luzchem光致反应器(冷白色荧光管，21W/m2)中用可见光(400-700nm)照射其中一块微型板15min；在相同条件下在黑暗中培养另一块微型板。然后培养两块微型板(37℃、5％CO2)40h。使用CellometerAutoT4(ESBEScientific)测定细胞数量、活力、直径和细胞活力％。用0.2％锥虫蓝染料(SigmaAldrich,Canada)按1:1稀释细胞悬液(20μL)，上样至细胞计数板载玻片上，并插入成像型自动细胞计数器中。基于总细胞计数、稀释因数和锥虫蓝染料排除自动测定细胞浓度和细胞活力(Cellometer自动计数器软件)。通过输入HL-60细胞的设置确定最佳细胞类型参数，随后将数据输入微软电子数据表(MicrosoftOffice2010)进行数据分析。
细胞毒性和光细胞毒性测定
将在对数期生长的HL-60细胞(通常为25μL等分试样)转移到装有有或没有不同浓度的本公开化合物的培养基的96孔组织培养板(CorningCostar,Acton,MA)以在培养孔中产生100μL的最终体积和10,000-20,000个细胞。按1mL每份制备本公开化合物于完全培养基中的溶液，来自本公开化合物最初原液的乙腈<0.5％v/v，并且在装备有0.22μmNalgene过滤器的3mL注射器中无菌过滤。在37℃、5％CO2下培养板30min，之后在Luzchem光致反应器中暴露于420nm光30min；在相同条件下在黑暗中培养暗对照。暗对照或细胞毒性(CT)测定指包括本公开的化合物，但是未暴光的测定，而光对照指不含本公开化合物的曝光测定。光细胞毒性(PCT)测定含有PDC并且曝光。在曝光后立即和～24h时进行细胞计数和活力染色。在Neubauer血球计中，在倒置光学显微镜下以相衬模式(4×物镜，总放大倍数60×)观察，对25μL测定培养物和锥虫蓝溶液的1:1混合物进行手动计数。在这些条件下，活细胞出现亮白色，而不能存活细胞为蓝色。所有实验进行一式三份，并且图形数据为三次试验的平均值。
活力染色：
根据公开的方法确定活力，由此通过将溴化乙锭((50mg)和吖啶橙(15mg)溶于95％乙醇(1mL)中并且用ddH2O按1/50稀释制备溴化乙锭/吖啶橙(EB/AO)的100×原液。将100×原液分成1mL等分试样并储存在-20℃下。通过解冻1mL等分试样的100×原液并且用磷酸盐缓冲盐水1/100稀释制备1×工作液。在4℃下将工作液储存于琥珀色瓶中长达1个月。对于细胞活力染色，在磷酸盐缓冲IMDM中将等分试样的细胞悬液调节至1-5×106个细胞mL-1。在微量离心管中使25μL等分试样的这种细胞悬液与1×EB/AO染色液(25μL)混合；将25μL等分试样的这种细胞染料混合物转移到血球计中并且在以落射荧光模式操作的NikonEclipseTE2000-U倒置光学显微镜下观察(10×或40×物镜，总放大倍数150×或600×)。在这些条件下，活细胞吸收AO而排除EB，倒置经紫外激活仅有绿色荧光。不能存活的细胞(凋亡或坏死)同化EB并且经绿光激发发出红色荧光，覆盖来自AO的任何绿色荧光。从形成发出红色荧光的较小凋亡小体辨认出凋亡细胞。
激光扫描共焦显微镜术(LSCM)的核染色
按100μL等分试样(约50,000个细胞)将在对数期生长的HL-60细胞人早幼粒细胞性白血病细胞(ATCCCCL-240)转移到装有150μL温热培养基(补充了20％FBS的HycloneIMDM)的96孔组织培养微型板(CorningCostar,Acton,MA)并置于37℃、5％CO2隔水式恒温培养箱中(美国热电集团Forma系列II，3110型，HEPA100级)1h以平衡。然后，添加在含有2.68mM氯化钾、1.47mM磷酸二氢钾、0.137M氯化钠和8.10mM磷酸氢二钠(pH7.4)的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中制备的50μL本公开化合物的600μM溶液(升温到37℃)。将微型板放回培养箱中15min。然后将300μL样品转移到胶原涂层玻璃底组织培养皿(FluoroDishFD35COL,WorldPrecisionInstrumentsInc.)并且放回培养箱中10-15min以使细胞附着于涂层培养皿。随后用温热PBS使组织培养皿的体积达到2mL进行LSCM。
微生物的光动力灭活(PDI)和光动力抗微生物化学疗法(PACT)
在如本文所述的需氧或缺氧大气条件下使金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)(SA，ATCC25923)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA，ATCC33592)在37℃下在哥伦比亚培养基(BD,Canada)中生长过夜。使用哥伦比亚琼脂平皿使SA的菌落生长，而对于MRSACFU计数需要苯唑西林抗性筛选琼脂平皿(Oxoid,Canada)。Theralase,Inc.生产的平均辐照度为98±2mWcm-2的大功率LED用作所有PDI实验的主要光源。
PDI(含氧量正常)。使细胞培养物在哥伦比亚培养基中生长过夜。通过将过夜培养物稀释于新鲜培养基中制备细菌参考等分试样，ODλ＝600nm为0.3，与108cfumL-1相当。在纯净水(MilliQ,18.5mΩ)中制备2mM的PS原液，并且在低光条件下制备连续稀释液以达到范围从12至0.03μM的最终浓度。向96孔板添加细菌等分试样(每孔60μl)，接着添加60μl经适当PS稀释的培养基，包括没有PS的每个SA菌株的对照。准备板，一式两份，由此一块板用作暗对照并且在37℃下在黑暗中用PS培养30min。将具有相同细菌和PS浓度的另一块板曝光10min(总曝辐照度为58.8Jcm-2)。通过手动计数进行细菌量化。对于手动计数，在哥伦比亚琼脂平皿上接种20μL稀释于PBS中的等分试样，并且在37℃下培养24h后为菌落计数。
PDI(缺氧)。为了创造缺氧条件，将两袋5L的不产气菌(Oxoid,Canada)放在环境室内并且引入0.5％CO2于N2中的混合物(Praxair,Toronto,ON)30min以消耗残余氧气。还用于N2中的0.5％CO2喷射所有液体试剂，包括培养基和水。与细菌混合之前将硫代乙酸钠(0.68μM)和刃天青(17.45μM)的混合物添加到培养基中，以确保氧消耗完全。PDT曝光之前，在细菌培养期间用带橡胶塞的玻璃管保护缺氧条件。为进一步将O2减到最少，在开始实验之前，在室内将所有工具和塑料培养皿保持在0.5％O2/5％CO2-平衡N2下12h。如对含氧量正常的条件所述，在缺氧室内进行后续PDI程序。CFU测定是用于在PDI处理后重新获得细菌存活数量的标准方法；未使用比色测定。
本公开化合物对HL60细胞的暗和光细胞毒性：
按50μL等分试样(约40,000个细胞)将在对数期生长的HL-60细胞人早幼粒细胞性白血病细胞(ATCCCCL-240)转移到装有25μL温热培养基(补充了20％FBS的RPMI-1640培养基)的两块96孔组织培养微型板(CorningCostar,Acton,MA)并置于37℃、5％CO2隔水式恒温培养箱中(美国热电集团Forma系列II，3110型，HEPA100级)1h以平衡。向细胞中添加于PBS(2.68mM氯化钾、1.47mM磷酸二氢钾、0.137M氯化钠和8.10mM磷酸氢二钠，pH7.4)中新制备的25μL温热等分试样的本发明连续稀释化合物并且在37℃、5％CO2下培养1-24h。在这个预PDT培养期后，用光照射其中一块微型板，而将另一块微型板保持在黑暗中。采用的光源可根据颜色、能量密度、输送方法(连续或脉冲)等改变。代表性PDT处理可能使用来自190W投影仪(BenQMS510)的400-700nm光1h(0.0278mW·cm-2，光总剂量100J·cm2)。然后培养两块微型板(37℃、5％CO2下)约48h。经由标准手动细胞计数和通过各种高通量方法测定细胞增殖和活力。本发明中使用的代表性高通量方法采用阿尔玛氧化还原指示剂，这依赖于代谢活性细胞将试剂转化为荧光指示剂的能力。简言之，在PDT后约48h向所有样品孔添加10μL等分试样的温热阿尔玛蓝(AlamarBlue)试剂(LifeTechnologiesDAL1025)，并且在37℃、5％CO2下再培养微型板长达24h。然后将微型板置于激发滤光片设为530±25nm而发射滤光片设为620±40nm的Cytofluor4000荧光酶标仪中。随后将来自每个孔的荧光计数输入微软电子数据表(MicrosoftOffice2010)并使用Prism6.0(GraphPadSoftware,LaJolla,CA)进一步处理以构建剂量反应曲线。
表15中描述了本公开的代表性化合物对HL60细胞的暗和光细胞毒性：
表15：记录为EC50值的本公开化合物对HL60细胞的暗和光细胞毒性。PI＝光动力指数，定义为呈EC50值的暗与光细胞毒性之比。Pro-white：190W投影仪，0.0278mW.cm-2；PR-vis：带12根荧光管的光致反应器，0.0077mW.cm-2；EC50＝有效浓度，定义为相对于不含化合物的对照样品，细胞活力已经降到50％的浓度。“Pro-white”或“PR-vis”后的代码指实验条件的内部基准。
在含氧量正常和缺氧条件下本公开代表性化合物的光动力疗效
在含氧量正常的条件下，16A和16C在低至4μM的浓度下展现出高PDT效应(表16)。在两种PS中，仅16C在缺氧条件下展现出实质性PDT效应，因为需要较高浓度的PS(40μM)。值得注意的是，与16A相比，16C化学式相对较小的变化伴有PS性质的显著变化：与16A相反，16C为水溶性并且能够在缺氧条件下引起强烈的PDT效应。
在表16中示出了在含氧量正常(16A和16C)和缺氧(16C>16A)时体外PDT的实验证据。缺氧条件指约0.1-0.5％氧的环境。无光(暗毒性)和有光16A(4，40μM)和16C(4，40μM)对细胞杀伤的影响表示为匹配对照(无PS，无光)的百分比。光剂量：635nm，90J.cm-2。从PDT总细胞杀伤量中减去由于光单独引起的细胞杀伤量和PS单独引起的细胞杀伤量(暗毒性)计算PDT效应。
细胞系购自ATCC(Mannassas,VA)：U87MG(U87，#HTB-14)。已经验证了所有细胞系的短串联重复序列(STR)图谱。在75cm2烧瓶(Falcon,Invitrogen,CA,USA)中，在补充了10％胎牛血清和1％青霉素(5,000单位ml-1)和链霉素(5,000μlml-1)(全部来自于Gibco,Invitrogen,CA,USA)的DMEM培养基中培养细胞并且保持在37℃、5％CO2下。在80％汇合时使细胞传代，并且每2-3天进行完全培养基更换。使用介于6和27代之间的细胞。
实验前24h，每孔使用200μL细胞悬液，在96孔板(Falcon,Invitrogen,CA,USA)中接种15,000个细胞/孔，一式两份。次日，用培养基加上不同浓度的本公开化合物更换培养基。PS上样4-6h后，通过用无丙酮酸钠的新鲜培养基更换完全培养基去除未结合的PS，接种进行PDT光照射。
使用TheralaseInc.(Toronto,ON,Canada)提供的在635+/-25nm下发射的红色LED阵列光源进行整个96孔板的照射。在125mWcm-2的辐照度下输送90Jcm-2的辐射曝光量。辐照度在所有孔中12％内均一。主动式空气冷却保持组织培养基的温度从环境温度升高低于3℃。
对于缺氧实验，实验之前将使用的所有溶液保持在缺氧条件下至少24h。为促进附着，含氧量正常接种4h后将含细胞的96孔板转移到缺氧室(InvivO2400RuskinnTechnologyLtd.,UK)。PDT光照之前，所述板留在缺氧条件下24h。缺氧室具有0.5％O2、5％CO2、N2平衡、37℃和95％湿度的大气。与在含氧量正常的条件下一样，添加具PS的培养基，然后在PS上样4-6h后用新鲜培养基更换。将细胞保持在0.1％O2下2h以进一步减少实验孔内的可用氧。穿过～3mm液体柱的氧扩散时间比～7min的暴露时间短得多，因此从外部环境再氧合需受限制，不会损害不依赖于PDT的细胞存活。照射后，将细胞保持在0.15％O2下24h，直至进行细胞活力测量。对于在正常环境条件下进行的所有程序(光照、细胞杀伤测量)，氧不透性粘性膜(EvergreenScientific,USA)气密性密封装有缺氧细胞的板。将板放回缺氧条件时，去除密封并且更换板盖。与用比色测定(Suflita,J.和Concannon,F.,1995)试验一样，这样不会改变实验孔中的pO2。
照射24h后，使用Presto蓝细胞活力测定(Invitrogen,CA,USA)，根据生产商的方法在复制96孔中测量细胞活力，由SpectroMaxM5(MolecularDevices,Sunnyvale,CA,US)提供读数。
表16：在含氧量正常和缺氧条件下本公开代表性化合物的光动力疗效
从前述公开应该显而易见的是，本发明化合物的生物活性可随细微的结构修饰而显著改变。例如，增加寡聚噻吩链中噻吩单元的数量增加了具一组既定辅助配体的指定系列中的光毒性，而噻吩的数量从1个增加到4个乃至超出。在本发明的描述中，系列16含4个噻吩单元；系列14含3个噻吩单元；系列10含2个噻吩单元；并且系列1含1个噻吩单元。这种合理修饰延及并入2-取代咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉配体的其他金属(钌除外)。表15展示了对于Os14a/Os10a/Os1a、Os14b/Os10b/Os1b和Os14c/Os10c/Os1c以及关于钌基结构的另外的实验的这种概念。
噻吩单元的数量也可用于延长最大吸收波长，通过比较16c的红光吸收与14c的绿光吸收说明，由此当14c含3个噻吩单元时，16c含4个噻吩单元。
在含有相同长度的噻吩链的指定系列中，辅助配体的同一性可用于进一步微调各种化学、物理和生物学性质。例如，如表16中所展示，16c在缺氧时表现出体外PDT(1型光动力活性)，而16a没有。两种化合物之间的唯一差异是在16c的情况下，在2,2’-联吡啶的4,4’-位置并入两个甲基。附加甲基也导致在水中和其他生物媒介中的溶解性增强。辅助配体的同一性也可用于以更显著的方式调节总体光毒性，并且对14d示出了这种效应，其中14d中用叔丁基置换14c中的甲基明显减弱了在采用的条件下的光动力活性(表15)。这些概念延及[Ru(LL’)(LL”)(LL”’)]X2类型的三-杂配复合物、源自其他金属的复合物并且还延及多金属支架。例如，14cj作为一个独特配体的14L和作为另两个独特配体的4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶和2,2’-联嘧啶。14L与这两种辅助配体的结合产生与14a和14c相似的光动力活性。源自钌和锇的双核复合物显示出光动力活性，并且这种活性也受辅助配体的特性影响(表15)。
总的来说，本发明证明噻吩的数量、辅助配体的同一性、采用的支架(单核与双核)和金属的特性可用于微调化合物的化学、物理和生物学性质以实现光动力活性。
虽然已经参考其特定实施例详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离其精神和范围的前提下可对其做各种变化和修改。

Claims (21)

1.一种具有式(I)结构的化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；
n＝0、1、2、3、4或5；
y＝1、2或3；
z＝0、1或2；
Lig在每次出现时独立地选自由
组成的组；
R1选自由 组成的组；
u为整数；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C3-7环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任选取代的杂环组成的组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内的任意取代的6元环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
其中将下列结构的化合物排除在外：
2.根据权利要求1所述的化合物，其具有式(II)的结构：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
M选自由锰、钼、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、铂和铜组成的组；
X选自由Cl-、PF6 -、Br-、BF4 -、ClO4 -、CF3SO3 -和SO4 -2组成的组；
n＝0、1、2或3；
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
R1选自由 组成的组；
u为整数；
R2a、R2b、R2c、R2d、R2e和R2f在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C3-7环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的组；
R3a、R3b、R3c、R3d、R3e、R3f、R3g、R3hR3i、R3j、R3k、R3l和R3m在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基和CO2R8组成的组；
R4a、R4b和R4c在每次出现时各自独立地选自由氢、任意取代的C1-6烷基、任意取代的C1-6支链烷基、任意取代的C1-6环烷基、任意取代的C1-6卤代烷基、任意取代的C1-6烷氧基、CO2R5、CONR6 2、NR7 2、硫酸酯、磺酸酯、任意取代的芳基、任意取代的芳氧基、任意取代的杂芳基和任意取代的杂环组成的群组；
噻吩环上的R4a和R4b在每次出现时和与之结合的原子一起形成具有含2个氧原子在内任意取代的6元环；
R5在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R6在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R7在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
R8在每次出现时独立地选自由氢和任意取代的烷基组成的组；
其中将下列结构的化合物排除在外：
3.根据权利要求1所述的化合物，其具有式(III)的结构：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
g＝0、1、2、3、4或5。
4.根据权利要求1所述的化合物，其具有式(IV)的结构：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
h＝0、1、2、3、4或5。
5.一种式Ⅰ的化合物，其为：
钌(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’；5”’,2””-四联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’；5”’,2””-四联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二甲氧基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(5,5’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(4,4’-二(甲基羧基)-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(2,2’-联嘧啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
钌(2,2’-联嘧啶)(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)
钌(1,10-菲罗啉)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(1,10-菲罗啉)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(1,10-菲罗啉)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉):
锇(1,10-菲罗啉)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-噻吩咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”-联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)；
锇(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2(2-(2’,2”:5”,2”’-三联噻吩)-咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉):
或其药学上可接受的形式。
6.一种具有式(V)结构的化合物：
包括其水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐、前药和复合物，其中：
Lig在每次出现时独立地选自由 组成的组；
t为整数；
q＝0、1、2、3、4或5；
其中将以下化合物排除在外：
7.根据权利要求6所述的化合物，其为：
(2,2’-联吡啶)2钌(2-噻吩-双[咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)钌(2,2’-联吡啶)2；
(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2钌(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])钌(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2；
(2,2’-联吡啶)2钌(2-(2’,2”-联噻吩)-双[咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉])钌(2,2’-联吡啶)2；
(1,10-菲罗啉)2钌(2-(2’,2”-联噻吩)-双[咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉])钌(1,10-菲罗啉)2；
(2,2’-联吡啶)2锇(2-噻吩-双[咪唑并[4,5-f][1,10]菲罗啉)锇(2,2’-联吡啶)2；
(1,10-菲罗啉)2锇(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])锇(1,10-菲罗啉)2；
4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2锇(2-噻吩-双[咪唑并[4,5f][1,10]菲罗啉])锇(4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶)2；
或其药学上可接受的形式。
8.一种用于治疗与有害细胞和过度增殖细胞的至少一种相关的疾病的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据权利要求1-7中任一项所述的至少一种化合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
10.一种用于治疗与有害细胞和过度增殖细胞相关的疾病的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的以下结构的至少一种化合物：
11.根据权利要求10所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
12.一种破坏病原体的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的根据权利要求1-7中任一项所述的至少一种化合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
14.一种破坏病原体的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的以下结构的至少一种化合物：
15.根据权利要求14所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
16.一种灭菌方法，所述方法包括施用有效量的根据权利要求1-7中任一项所述的至少一种化合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
18.一种灭菌方法，所述方法包括向受试者施用有效量的以下结构的至少一种化合物：
19.根据权利要求18所述的方法，其中在进一步包含至少一种赋形剂的组合物中施用所述至少一种化合物。
20.一种使用根据权利要求1-7中任一项所述的化合物作为诊断剂的方法。
21.一种使用结构为 的化合物作为诊断剂的方法。
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