CN107459482A - 一氧化氮供体、其制备及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一氧化氮供体、其制备及应用。具体而言，本发明提供具有下式I所示结构的化合物，式中，R2为H、C3‑C8环烷基、或任选地被1－2个选自C1‑4烷氧基、‑S(O)2‑OH、和羟基的取代基取代的C1‑6烷基，其中，所述N连接到所述荧光团分子的苯环上。本发明还提供所述式I化合物的制备方法，含该式I化合物的组合物，以及式I化合物作为一氧化氮供体的用途。

Description

一氧化氮供体、其制备及应用
技术领域
本发明涉及一氧化氮供体、其制备及应用。
背景技术
在20世纪80年代，研究发现一氧化氮(NO)是由血管内皮细胞合成，调控血管扩张的一种内源性物质。这一发现从机理上证明了传统的NO供体，例如三硝酸甘油酯(GTN)，亚硝酸异戊酯和硝普钠(SNP)，是作为血管舒张剂来治疗心绞痛和其他高血压急症的。自此，科学家们就一直在努力寻找新的NO供体。NO供体不仅可以在生物学研究中提供外源性NO，而且在治疗癌症，糖尿病，心血管疾病，男性阳痿方面以及在神经保护，抗病毒方面有着不可估量的潜力。近期文献报道的新型NO供体有偶氮烯二醇类化合物，C-/N-/S-亚硝基化合物，呋咱氧化物/苯并呋咱氧化物，sydnonimine化合物，羟胺化合物和硝基芳香化物等。
一氧化氮生物实验的效果取决于它所产生的位置，释放速度和释放总量。现有NO供体一旦加入到各种各样的生物基质中后就开始自发地释放NO，无法严格控制NO释放的位置。同时，NO供体在生物基质中产生NO的速度和总量也难以测定，因此生物体对NO的响应也变得难以表征。在NO供体分子结构中引入开关就可以达到精确调控NO释放时间和释放区域的目的。光调控开关由于调控的时空分辨率高，适宜于复杂体系，因此受到关注。对所释放的NO进行光计量能够对一氧化氮的释放动力学和释放总量有清晰的了解，这对于揭示一氧化氮和生物反应之间的相关性有重大意义。
发明内容
本发明第一方面提供一种具有下式I的化合物：
式中，R2为H、C3-C8环烷基、或任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基，其中，所述N连接到所述荧光团分子的苯环上。
在一个或多个实施方案中，所述荧光团具有1,8-萘酰亚胺或螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]结构。
在一个或多个实施方案中，所述式I化合物具有下式II所示的结构：
式中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；和
m为1－4的整数。
在一个或多个实施方案中，R1为C1-4烷基和-[(CH2)nO]m-H。
在一个或多个实施方案中，R2选自C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基和羟基的取代基取代的C1-4烷基。
在一个或多个实施方案中，n为1或2。
在一个或多个实施方案中，m为1或2。
在一个或多个具体实施例中，式I化合物具有下式III所示的结构：
式中，
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
R3选自H和C1-4烷基；或者R2和R3与它们所连接的N和C一起形成含N的五或六元杂环；和
R4、R5和R6各自独立选自H、OH、C1-4烷基、-NRR、或-N(R7)-N＝O基团，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R2选自C1-4烷基，R3选自C1-C4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R2选自-S(O)2-OH取代的C1-6烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R2为-C1-4烷基-S(O)2-OH。
在式III的在一个或多个实施方案中，R4为H或C1-4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R5为OH、-NRR或-N(R7)-N＝O基团，R7为C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R6为H或C1-4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，R2选自C1-4烷基，R3选自C1-C4烷基，R4为C1-4烷基，R5为OH或-N(R7)-N＝O基团，R6为C1-4烷基，和R7为C1-4烷基。
在式III的在一个或多个实施方案中，式III化合物具有下式IIIA所示的结构：
式中，R4、R5和R6各自独立选自H、OH、C1-4烷基、-NRR、或-N(R7)-N＝O基团，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基。
在式IIIA的在一个或多个实施方案中，R4为H或C1-4烷基。
在式IIIA的在一个或多个实施方案中，R5为-NRR，各R基团独立为C1-4烷基。
在式IIIA的在一个或多个实施方案中，R6为H或C1-4烷基。
在式IIIA的在一个或多个实施方案中，R4为C1-4烷基，R5为-NRR，R6为C1-4烷基，和各R基团独立为C1-4烷基。
在一个或多个实施方案中，本发明化合物选自：
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸)；
N-丁基-N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-异丙基亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-环己基亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-甲氧基乙基)亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-羟乙基)亚硝酸；
N-(2-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸；
N,N'-(2',7'-二甲基-3-氧-3H-螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]-3',6'-二基)二(N-乙基亚硝酸)；
9-(二乙基氨基)-8-甲基-1-亚硝基-1,2,3,4-四氢-3'H-螺[苯并吡喃[3,2-g]喹啉-6,1'-异苯并呋喃]-3'-酮；
3-((3'-(二乙基氨基)-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-6'-基)(亚硝基)氨基)丙烷-1-磺酸；和
N-(6'-(二乙基氨基)-2'-甲基-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-3'-基)-N-乙亚硝基氨。
本发明第二方面提供式II化合物的制备方法：
式中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；和
m为1－4的整数；
所述方法包括：
(1)使下式1化合物与R1NH2反应，获得式2化合物：
其中，R1NH2中R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
(2)使式2化合物与R2NH2反应，获得式3化合物：
其中，R2NH2中R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；和
(3)使式3化合物在酸和二氯甲烷的存在下，与亚硝酸钠反应，从而获得式II化合物；或使式3化合物在氢化钠和四氢呋喃的存在下通入NO反应，获得式II化合物。
在一个或多个实施方案中，当R2为支链烷基或环烷基时，使式3化合物在氢化钠和四氢呋喃的存在下通入NO反应，获得相应的式II化合物。
在一个或多个实施方案中，步骤(1)的反应在醇类溶剂存在下进行。
在一个或多个实施方案中，所述醇类溶剂为乙醇。
在一个或多个实施方案中，步骤(2)在碳酸氢钠和乙二醇单甲醚的存在下进行。
在一个或多个实施方案中，步骤(2)中，将反应液加热到100～120℃，反应6～10小时。
在一个或多个实施方案中，步骤(3)在盐酸、醋酸和二氯甲烷的存在下进行，先将反应液冷却至0℃以下，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体，之后缓慢恢复至室温并反应1～3小时。
在一个或多个实施方案中，盐酸、醋酸和二氯甲烷的体积比为1～3：8～12：1～3。
在一个或多个实施方案中，步骤(3)包括在干燥四氢呋喃中溶解化合物3和氢化钠后加入NO，室温下反应18～30小时，然后淬灭过量的氢化钠。
本发明第三方面还提供一种下式3的化合物：
式中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；和
m为1－4的整数。
本发明还提供一种组合物，该组合物含有式I化合物，或式3化合物。
在一个或多个实施方案中，所述组合物还含有溶剂。
本发明还提供本发明式I化合物作为一氧化氮供体的用途。
在一个或多个实施方案中，所述用途为作为药物的用途。
在一个或多个实施方案中，所述药物包括治疗或预防高血压相关疾病、癌症、糖尿病、心血管疾病和阳痿的药物。
在一个或多个实施方案中，所述药物为神经保护或抗病毒药物。
在一个或多个实施方案中，所述药物为治疗或预防心绞痛或心肌梗塞的药物。
在一个或多个实施方案中，所述用途为研究一氧化氮在生理病理过程中的参与机制。
本发明还提供式I化合物在制备治疗或预防高血压相关疾病、癌症、糖尿病、心血管疾病和阳痿的药物，或用于神经保护或抗病毒的药物中的用途。
附图说明
图1显示了本发明一氧化氮供体供应一氧化氮的原理。
图2显示NOD545f的中性磷酸盐缓冲溶液(含20％DMSO)在存在或不存在各种还原剂的情况下在365nm辐照后荧光的时间依赖性增强。
图3显示加入NOD545f(5 M)的HeLa细胞。A显示相衬，B显示未用光照射的荧光图像，C和D分别显示在365nm照射1分钟和2分钟时的荧光图像。
图4显示，将本发明供体NOD545a-g溶解在含有5－15％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液中，用365nm紫外线照射，可以看到供体的紫外可见吸收降低，对应染料的紫外可见光信号增强。
图5显示，将本发明供体NOD545a-g溶解在含有5－15％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液中，用365nm紫外线照射，可以看到供体的紫外可见吸收降低，对应染料的荧光信号增强。
图6显示用EPR确认NOD545a的一氧化氮释放的结果。上图是供体和一氧化氮捕捉剂在非光照情况下的EPR信号，下图是该溶液在365nm光照一分钟后观察到的EPR信号。
图7显示NOD545a-g耐受生物硫醇NaSH(10mM)和GSH(10mM)引起的反亚硝化(transnitrosation)。图中代表NaSH和GSH的线所指示的荧光强度均为0。
图8显示NOD545f处理后HeLa细胞的存活率。
图9显示化合物NOD550、NOD570、NOD565a、NOD565b在中性磷酸溶液(含5％DMSO)中的紫外可见吸收光谱及荧光光谱随光照的变化情况。其中，NOD550经365nm紫外线照射,NOD570、NOD565a、NOD565b均实用532nm的激光照射。
图10显示用EPR确认NOD565a和NO565b的一氧化氮释放的结果。
图11显示加入NOD545f(5 M)的RAW264.7细胞。A为相衬图；B，用双光子激光器在800nm成像的细胞；C，以365nm的紫外光照射1分钟后，用双光子激光器在800nm成像的细胞；D，相衬；E，用双光子激光器在800nm成像的细胞；F，用双光子激光器在740nm照射1分钟后，用双光子激光器在800nm成像的细胞。
具体实施方式
本发明提供一种新型的一氧化氮供体，其具有下式I所示结构：
式中，R2为H、C3-C8环烷基、或任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基，其中，所述N连接到所述荧光团分子的苯环上。
本文中，烷基包括直链和支链烷基，其碳链通常长1－6个碳原子，例如1－4个碳原子或1－3个碳原子。
烷氧基中的烷基包括直链和支链烷基，其碳链长度可以为1－6个碳原子，例如1－4个碳原子或1－3个碳原子。
环烷基通常含有3－8个环碳原子。环烷基的例子包括但不限于环丙基，环丁基，环戊基和环己基等。
本文中，含N的五或六元杂环通常为饱和杂环，且所含杂原子通常仅为氮。该五或六元杂环的氮原子数通常为一个或两个。含N的五或六元杂环的例子包括哌啶、哌嗪、吡咯烷等。
本文中，式I所含的荧光团分子通常具有1,8-萘酰亚胺或螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]结构。
在一些实施方案中，本发明式I化合物的结构如式II和III所示。更进一步地，式III化合物的结构如式IIIA所示。
式II中，R1优选为C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；和/或R2优选为C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基和羟基的取代基取代的C1-6烷基；和/或n为1或2；和/或m为1或2。例如，在式II的某些实施方案中，R1为C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；R2为C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基和羟基的取代基取代的C1-6烷基；n为1或2；和m为1或2。
式III中，R2优选为任选地被1个-S(O)2-OH取代的C1-6烷基；和/或R3优选为H或C1-4烷基；和/或R4优选为H；和/或R5优选为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和/或R6优选为H或C1-4烷基。例如，在式III的某些实施方案中，R2为任选地被1个-S(O)2-OH取代的C1-6烷基；R3为H或C1-4烷基；R4为H；R5为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和R6为H或C1-4烷基。
在式III的某些实施方案中，R2和R3与它们所连接的N和C一起形成哌啶环；和/或R4优选为H；和/或R5优选为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和/或R6优选为H或C1-4烷基。例如，在式III的某些实施方案中，R2和R3与它们所连接的N和C一起形成哌啶环；R4为H；R5为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和R6为H或C1-4烷基。
作为示范性的例子，本发明式II的部分化合物可采用以下流程制备：
本申请实施例8－11示出了式III的部分化合物的制备流程。
基于这些流程，本领域技术人员可根据实际要制备的化合物适当改变起始原料以及相应的反应条件，即可制备得到本发明的式I各化合物。
本申请也包括制备本发明式I化合物中制备出的各种中间产物，包括但不限于例如式2(包括2a、2b)、3(包括3a－3g)和4－7所示的化合物。
本发明化合物适合用作一氧化氮供体。因此，本发明提供本发明上述化合物作为一氧化氮供体的用途。作为一氧化氮供体，本发明的化合物可用作药物用于预防或治疗受益于NO释放的各种疾病。这类疾病包括但不限于高血压相关疾病，如心绞痛、心肌梗塞动脉粥样硬化、心脏病和卒中等；癌症；糖尿病；关节炎；心血管疾病和阳痿。在某些实施方案中，本发明的化合物可用作药物用于保护神经或抗病毒。在其它实施方案中，作为一氧化氮供体，本发明化合物可用于研究一氧化氮在生理病理过程中的参与机制。
因此，本发明也提供一种组合物，该组合物含有本发明式I化合物，优选为式II或式III所示的化合物。组合物中还可含有其它成分，例如溶剂，如有机溶剂和/或无机溶剂中。在某些实施方案中，溶剂是水，DMSO，或含DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液。当作为药物使用时，该组合物可以是一种药物组合物，还含有本领域周知的各种药学上可接受的载体或赋形剂，包括但不限于填充剂、润滑剂、甜味剂、防腐剂等。药物组合物中本发明化合物的量应足以提供有效的治疗或预防效果，这可由本领域技术人员根据具体待治疗的疾病，患者的性别、年龄和体重等情况确定。
因此，本发明还提供式I化合物在制备治疗或预防对象受益于NO释放的各种疾病的药物中的用途。在某些实施方案中，所述受益于NO释放的疾病包括但不限于高血压相关疾病，如心绞痛、心肌梗塞动脉粥样硬化、心脏病和卒中等；癌症；糖尿病；关节炎；心血管疾病和阳痿。本发明中，对象可以是哺乳动物对象，例如人。
本发明还提供一种在生物基质中释放NO的方法，所述方法包括向所述生物基质提供本发明式I化合物，优选提供式II或III化合物。生物基质可以是活的生物体，也可以是离体生物组织或生物细胞。因此，该方法可以是体内方法，也可以是体外方法。当实施体内方法时，例如在实验动物(如鼠、兔等)或模型动物上实施时，该方法应满足普遍的伦理要求。在某些实施方案中，还可在提供本发明化合物之前、同时或之后提供还原剂，如白藜芦醇、对苯二酚、抗坏血酸。
下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并非限制本发明的保护范围。实施例中所涉及的方法和试剂，除非另有说明，否则为本领域常规方法和试剂。
紫外吸收光谱使用SHIMADZU UV-2600分光光度计获得。荧光光谱采用PTI-QM4稳态荧光计获得，该荧光计装备有75W Xeon弧光灯和810型PMT。PMT的电压设为950V。所有光谱用1cm石英试管(3.4mL)收集。使用各化合物的稀释溶液的吸收光谱，根据比尔-朗伯定律计算摩尔吸收率(O.D.<0.05)。采用文献所述的方法计算荧光量子产率(Yuan,D.；Brown,R.G.；Hepworth,J.D.；Alexiou,M.S.；Tyman,J.H.P.J.，Heterocyclic Chem.，2008，45，397-404)。3b在乙醇中的荧光量子产率为0.66，依此作为参比。
实施例1：N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸(NOD545a)的制备
将4-溴-1,8-萘二酸酐(1,10g,36.09mmol)加入装有150mL乙醇的500mL圆底烧瓶中，随后往溶液中加入正丁胺(2.6g,36.09mmol)，在搅拌状态下加热回流6小时后，将溶液冷却至室温。用布氏漏斗将反应的混合溶液过滤，用冷的乙醇将滤饼冲洗三遍后取滤饼，将滤饼加入乙醇和水的混合溶液中进行重结晶得到的棕色固体(10.2g)为化合物2a，产率为85％。
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2a(2g,6.02mmol)，甲胺盐酸盐(447.1mg,6.62mmol)，碳酸氢钠(556.3mg,6.62mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝50:1，v/v)分离得到为黄色晶体的目标产物3a(1.4g)，产率81％。
将化合物3a(500mg,1.77mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(146.2mg,2.13mmol)。除去冰浴使反应缓慢恢复至室温后反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，用二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋干后得到粗产品，使用柱层分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝100:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545a(460mg)，产率83％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.71(d,J＝7.6Hz,1H),8.70(d,J＝7.2Hz,1H),8.65(d,J＝7.6Hz,1H*0.1),8.64(d,J＝7.2Hz,1H*0.1),8.14(d,J＝8.4Hz,1H),7.84(t,J＝5.8Hz,1H),7.78(t,J＝5.8Hz,1H*0.1),7.72(d,J＝8.0Hz,1H),7.66(d,J＝8.4Hz,1H),7.48(d,J＝7.6Hz,1H*0.1),4.32(s,2H*0.1),4.21(t,J＝7.6Hz,2H),3.64(s,3H),1.74(m,2H),1.47(m,2H),0.99(t,J＝7.4Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.79,163.31,143.77,131.97,131.04,129.50,129.41,128.17,127.04,123.25,123.18,122.64,40.47,36.12,30.95,30.19,20.39,13.85.ESI-HRMS，C17H17N3O3[M+Na]+理论值334.1168，实测值334.1172。
实施例2：N-丁基-N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)亚硝酸(NOD545b)的制备
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2a(2g,6.02mmol)，正丁胺(484.4mg,6.62mmol)，碳酸氢钠(556.3mg,6.62mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝50:1，v/v)分离得到为黄色固体的目标产物3b(1.2g)，产率79％。
将化合物3b(500mg,1.54mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(127.6mg,1.85mmol)。除去冰浴，使反应缓慢恢复至室温后再反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，用二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋干后得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝100:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545b(407mg)，产率73％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.7(t,J＝8.4Hz,2H),8.65(m,2H*0.4),8.07(d,J＝8.4Hz,1H),7.83(t,J＝7.8Hz,1H),7.77(t,J＝7.8Hz,1H*0.4),7.72(d,J＝8.0Hz,1H),7.67(d,J＝8.0Hz,1H*0.4),7.44(d,J＝7.6Hz,1H*0.4),4.67(t,J＝7.2Hz,2H*0.4),4.18(m,4H*1+2H*0.4),1.74(m,2H*1+3H*0.4),1.49(m,4H*1+4H*0.4),1.30(m,2H*1+1H*0.4),0.98(m,3H*1+6H*0.4),0.87(t,J＝7.4Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.81,163.34,143.00,131.97,131.86,130.94,129.44,129.07,128.23,128.07,125.47,123.88,123.37,123.22,54.24,47.57,40.46,30.97,30.19,28.56,20.39,20.34,19.87,13.85,13.55.ESI-HRMS，C20H23N3O3[M+H]+理论值354.1818,实测值354.1816。
实施例3：N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-异丙基亚硝酸(NOD545c)的制备
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2a(2g,6.02mmol)，异丙胺(391.5mg,6.62mmol)，碳酸氢钠(556.3mg,6.62mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝40:1，v/v)分离得到为黄色固体的目标产物3c(654mg)，产率35％。
将化合物3c(500mg,1.61mmol)和氢化钠(116mg,4.83mmol)加入装有100mL干燥四氢呋喃的250mL圆底烧瓶中室温搅拌30分钟。用氩气往钢化高压反应釜中鼓气两分钟后，将THF的混合溶液加入反应釜，并在0.5MPa的NO气体压力下室温搅拌反应24小时。打开反应釜，往反应液中缓慢加入去离子水淬灭过量氢化钠。加入二氯甲烷萃取，取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋干后得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝100:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545c(224mg)，产率41％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.71(d,J＝8.0Hz,1H*0.6),8.69(d,J＝6.4Hz,1H*0.6),8.64(d,J＝8.0Hz,1H),8.63(dd,J＝7.2,0.8Hz,1H),7.83(t,J＝7.8Hz,1H*0.6),7.74(m,1H*1+1H*0.6),7.67(dd,J＝8.4,0.8Hz,1H),7.44(d,J＝7.6Hz,1H),5.38(m,1H*0.6),5.18(m,1H),4.21(m,2H*1+2H*0.6),1.72(m,2H*1+2H*0.6),1.69(d,J＝6.8Hz,2H*1+2H*0.6),1.53(d,J＝6.8Hz,2H*1+2H*0.6),1.46(m,2H*1+2H*0.6),1.21(d,J＝6.8Hz,2H*1+2H*0.6),0.99(m,3H*1+3H*0.6).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ163.68,163.35,141.00,131.94,131.81,130.72,130.47,129.86,129.48,128.84,128.27,128.17,128.10,126.23,126.19,124.11,123.43,99.99,57.21,48.06,40.47,40.40,30.17,23.04,21.78,20.36,19.72,13.84.ESI-HRMS，C19H22N3O3[M+H]+理论值340.1661,实测值340.1661。
实施例4：N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-环己基亚硝酸(NOD545d)
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2a(2g,6.02mmol)，环己胺(656.8mg,6.62mmol)，碳酸氢钠(556.3mg,6.62mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝40:1，v/v)分离得到为黄色固体的目标产物3d(720mg)，产率34％。
将化合物3d(500mg,1.43mmol)和氢化钠(102.7mg,4.28mmol)加入装有100mL干燥四氢呋喃的250mL圆底烧瓶中室温搅拌30分钟。用氩气往钢化高压反应釜中鼓气两分钟后，将THF的混合溶液加入反应釜，并在0.5MPa的NO气体压力下室温搅拌反应24小时。打开反应釜，往反应液中缓慢加入去离子水淬灭过量氢化钠。加入二氯甲烷萃取，取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，旋干后得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝100:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545d(245mg)，产率45％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.70(m,2H*0.45),8.63(m,2H),8.03(d,J＝8.4Hz,1H*0.45),7.76(m,2H*1+2H*0.45),7.43(d,J＝7.6Hz,1H),5.11(tt,J＝12.2,3.4Hz,1H*0.45),4.73(tt,J＝12.2,3.6Hz,1H),4.20(m,2H*1+2H*0.45),2.31(br,2H),1.91(m,4H),1.59(m,8H*1+12H*0.45),1.19(m,2H),0.99(m,3H*1+3H*0.45).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.80,163.70,163.35,141.44,141.01,131.90,131.78,130.73,130.57,130.47,129.98,129.57,128.81,128.19,128.05,126.62,126.30,124.04,123.95,123.38,123.01,64.79,55.64,40.47,40.40,33.35,32.50,30.18,30.07,25.56,25.54,25.42,25.18,25.05,20.40,20.37,13.86.ESI-HRMS，C22H26N3O3[M+H]+理论值380.1974,实测值380.1972。
实施例5：N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-甲氧基乙基)亚硝酸(NOD545e)的制备
将化合物3e(500mg,1.53mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(126.8mg,1.84mmol)。除去冰浴，使反应缓慢恢复至室温后，继续反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，加入二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝70:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545e(393mg)，产率72％。
将化合物3e(500mg,1.53mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(126.8mg,1.84mmol)。除去冰浴，使反应缓慢恢复至室温后，继续反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，加入二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝70:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545e(393mg)，产率72％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.72(d,J＝7.6Hz,1H),8.68(dd,J＝7.2,0.8Hz,1H),8.64(m,2H*0.4),8.10(dd,J＝8.4,0.8Hz,1H),7.87(d,J＝7.6Hz,1H),7.79(m,1H*1+2H*0.4),7.49(d,J＝7.6Hz,1H*0.4),4.96(m,1H*0.4),4.77(m,1H*0.4),4.34(t,J＝5Hz,2H),4.20(m,2H*1+2H*0.4),3.72(m,1H*0.4),3.64(m,1H*0.4),3.58(t,J＝5.2Hz,2H),3.32(s,3H*0.4),3.20(s,3H),1.73(m,2H*1+2H*0.4),1.47(m,2H*1+2H*0.4),1.00(m,3H*3+3H*0.4).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.87,163.72,163.40,163.35,143.43,141.45,131.88,130.97,130.91,129.70,129.36,129.32,128.15,128.02,127.83,125.57,124.26,124.08,123.34,123.29,123.09,69.13,68.33,58.67,58.61,53.90,47.99,40.44,40.40,30.19,29.70,20.39,20.36,13.85,0.00.ESI-HRMS，C19H22N3O4[M+H]+理论值356.1610,实测值356.1611。
实施例6：N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-羟乙基)亚硝酸(NOD545f)的制备
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2a(2g,6.02mmol)，乙醇胺(404.5mg,6.62mmol)，碳酸氢钠(556.3mg,6.62mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝35:1，v/v)分离得到为黄色固体的目标产物3f(1.33g)，产率71％。
将化合物3f(500mg,1.60mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(132.5mg,1.92mmol)。除去冰浴，使反应缓慢恢复至室温后，继续反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，加入二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝50:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545f(440mg)，产率81％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.70(d,J＝8.0Hz,1H),8.67(dd,J＝6.4,0.8Hz,1H),8.64(d,J＝7.6Hz,1H*0.37),8.63(dd,J＝6.8,1.6Hz,1H*0.37),8.13(dd,J＝8.4,0.8Hz,1H),7.89(d,J＝7.6Hz,1H),7.79(m,1H*1+2H*0.37),7.53(d,J＝8.0Hz,1H*0.37),5.38(m,1H*0.6),4.82(m,2H*0.37),4.19(m,2H*1+2H*0,37),4.04(m,2H*0.37),3.88(m,2H),2.01(t,J＝4.8Hz,1H*0.37),1.83(t,J＝4.8Hz,1H),1.73(m,2H*1+2H*0.37),1.50(m,2H*1+2H*0.37),0.98(m,3H*1+3H*0.37).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.81,163.34,143.34,141.42,131.95,131.91,130.97,130.91,129.57,129.34,129.21,128.21,128.06,125.63,124.25,123.40,123.12,59.87,59.25,56.39,50.48,40.46,30.94,30.17,20.37,13.84。
实施例7：N-(2-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸(NOD545g)的制备
将4-溴-1,8-萘二酸酐(1,10g,36.09mmol)加入装有150mL乙醇的500mL圆底烧瓶中，随后往溶液中加入二甘醇胺(3.8g,36.09mmol)，在搅拌状态下加热回流10小时后，将溶液冷却至室温。用布氏漏斗将反应的混合溶液过滤，用冷的乙醇将滤饼冲洗三遍后取滤饼，将滤饼加入乙醇中进行重结晶得到的棕色固体(9.6g)为化合物2b，产率为74％。
在150mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2b(2g,5.49mmol)，甲胺盐酸盐(407.9mg,6.04mmol)，碳酸氢钠(507.5mg,6.04mmol)，50mL乙二醇单甲醚。在搅拌状态下将反应液加热至110℃。反应八个小时后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂。用二氯甲烷和水进行萃取，取有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤后收集滤液后旋干，通过柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝20:1，v/v)分离得到为黄色晶体的目标产物3g(1.1g)，产率58％。
将化合物3g(500mg,1.59mmol)加入装有20mL的盐酸、醋酸和二氯甲烷(1:10:2,v/v)混合溶液的100mL圆底烧瓶中，冰浴冷却至0℃，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体(131.7mg,1.92mmol)。除去冰浴，使反应缓慢恢复至室温后，继续反应两个小时。加入饱和碳酸氢钠水溶液将pH值调节至中性，加入二氯甲烷萃取。取有机相，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液旋干，得到粗产品，使用柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝40:1，v/v)得到为黄色晶体的化合物NOD545g(426mg)，产率78％。
1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.56(m,2H*1+2H*0.1),8.24(d,J＝8.4Hz,1H),7.95(m,2H),7.84(m,3H*0.1),4.59(t,1H*1+1H*0.1),4.30(s,3H*0.1),4.26(t,J＝6.6Hz,2H*1+2H*0.1),3.68(m,1H*0.4),4.77(m,1H*0.4),4.34(t,J＝5Hz,2H),4.20(m,2H*1+2H*0.4),3.72(m,1H*0.4),3.64(t,J＝6.4Hz,2H*1+2H*0.1),3.62(s,3H),3.48(br,4H*1+4H*0.1).13C NMR(100MHz,DMSO)δ163.18,162.70,143.37,131.38,130.77,129.86,128.47,128.40,126.46,123.49,122.43,72.11,66.81,60.16,36.16.ESI-HRMS，C17H17N3O5[M+Na]+理论值366.1066,实测值366.1065。
实施例8：N,N'-(2',7'-二甲基-3-氧-3H-螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]-3',6'-二基)二(N-乙基亚硝酸)(NOD550)的制备
将罗丹明6g(3.20g，6.68mmol)放入100ml圆底烧瓶中，加入30ml乙醇和60ml水，室温搅拌溶解后，加入氢氧化钠固体(4.80g,120.25mmol)，加热回流4h。经薄层色谱确认反应完全后，将反应液倒入400ml烧杯中，冰浴，然后用浓盐酸中和至中性，有红色固体析出。过滤，水洗3遍后，置于干燥器中干燥。得2.73g红色中间体4，产率98％。将化合物4(2.00g，4.83mmol)放入100ml圆底烧瓶中，加入20ml乙酸，室温搅拌溶解。后称取2.00g(28.95mmol)亚硝酸钠固体，缓慢分批加入圆底烧瓶中，反应至红色消失。经薄层色谱确认反应完全后，将反应液倒入400ml烧杯中，用饱和NaHCO3溶液中和至中性，有淡黄色固体析出。过滤，水洗3遍后将滤饼干燥，得2.20g淡黄色固体NOD550，产率97％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(t,J＝7.6Hz,1H),7.77-7.69(m,2H),7.27-7.24(t,J＝6.2Hz,1H),7.22(s,1H),7.19(s,0.3H),6.94-6.72(m,2+0.7H),4.55-4.51(m,1.3H),4.05-3.91(m,2.7H),2.10(d,4H),1.86(d,2H),1.45-1.40(m,2H),1.16-1.11(m,4H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ169.2,169.2,153.1,149.3,142.0,139.6,135.7,132.0,130.6,130.6,130.4,130.4,125.6,125.5,123.9,119.5,115.3,115.2,81.0,77.4,77.3,77.1,76.7,48.9,41.8,17.8,17.4,14.1,11.4；ESI calcd for C26H24N4O5Na+:m/z495.1639,obsd:m/z 495.1643。
实施例9：9-(二乙基氨基)-8-甲基-1-亚硝基-1,2,3,4-四氢-3'H-螺[苯并吡喃[3,2-g]喹啉-6,1'-异苯并呋喃]-3'-酮(NOD570)的制备
中间体5的合成：将化合物b(1.05g，3.35mmol)放入75ml加压瓶中，加入10ml浓硫酸，再将化合物5a(500mg，3.35mmol)分批加入反应液中。90℃反应8h。冷却至室温，将反应液倒入300ml冰中，用饱和氢氧化钠溶液中和至中性。有固体析出，过滤，水洗，将滤饼干燥，并用柱层析提纯。得红色固体1.30g，产率91％。
终产物NOD570的合成：将化合物5(400mg，0.94mmol)放入100ml圆底烧瓶中，加入10ml乙酸/20ml二氯甲烷溶解，冰浴。加入亚硝酸钠(323mg,4.69mmol)固体，室温反应1h。经薄层色谱确认反应完全后，将反应液倒入400ml烧杯中，用饱和NaHCO3溶液中和后，二氯甲烷萃取3次，无水硫酸镁干燥后过滤并旋干，柱层析提纯。得红色固体400mg，产率94％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.03(d,J＝7.5Hz,1H),7.98(s,1H),7.70-7.61(m,2H),7.22(d,J＝7.5Hz,1H),6.61(s,1H),6.58(d,J＝8.9Hz,1H),6.47(d,J＝2.3Hz,1H),6.37(dd,J1＝8.9Hz,J2＝2.4Hz,1H),3.89-3.79(m,2H),3.37(q,J＝7.1Hz,4H),2.64-2.57(m,2H),1.95-1.89(m,2H),1.18(t,J＝7.0Hz,6H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ169.7,153.2,152.8,151.1,149.7,138.9,135.0,129.6,128.8,128.3,127.0,125.0,124.0,122.0,117.4,108.5,104.6,104.0,97.6,83.8,77.4,77.3,77.1,76.8,44.5,42.3,26.6,20.6,12.5；ESI calcd for C27H26N3O4+m/z 456.1918,obsd m/z 456.1928。
实施例10：3-((3'-(二乙基氨基)-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-6'-基)(亚硝基)氨基)丙烷-1-磺酸(NOD565a)的制备
中间体6a的合成：将3-氨基酚(1.00g,9.16mmol)置于100ml圆底烧瓶中，加入乙腈50ml，后加入1，3-丙烷磺酸内酯(2.24g,18.33mmol)，并于室温下反应3h。经薄层色谱确认反应完全后，用旋转蒸发仪将溶剂除去，得到白色固体，无需纯化直接用于后续反应。
中间体6的合成：将中间体6a(2.00g,8.65mmol)与5b(1.35g，4.32mmol)置于75ml厚壁耐压瓶中，缓慢加入10ml 75％硫酸，100℃加热反应24h。经薄层色谱确认反应完全后，将反应液倒入200ml冰中，用氢氧化钠中和至pH为6，有固体析出。过滤，将滤饼溶于水和二氯甲烷中，用二氯甲烷萃取5次，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪去除溶剂后，柱层析提纯。得红色固体1.80g，产率81％。
终产物NOD565a的合成:将化合物6(500mg，0.98mmol)置于100ml圆底烧瓶中，加入20ml二氯甲烷和2ml乙酸，冷却至0℃。分批加入亚硝酸钠(1.02g，14.70mmol)，室温反应。经薄层色谱确认反应完全后，用碳酸氢钠饱和溶液中和，二氯甲烷萃取3次，无水硫酸镁干燥，旋转蒸发仪除去溶剂，用柱层析提纯。得红色固体473mg，产率90％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90(d,J＝7.1Hz,1H),7.52-7.45(m,2H),7.39(s,1H),7.11(d,J＝7.6Hz,1H),7.01(d,J＝6.3Hz,1H),6.72(d,J＝8.0Hz,1H),6.48(d,J＝8.7Hz,1H),6.32(s,1H),6.26(d,J＝8.7Hz,1H),3.99(m,2H),3.23-3.22(m,4H),2.79(m,2H),1.82(m,2H),1.04(t,J＝6.7Hz,6H)。
实施例11：N-(6'-(二乙基氨基)-2'-甲基-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-3'-基)-N-乙亚硝基氨(NOD565b)的制备
中间体7a的合成：将中间体4(16g，38.60mmol)放入500ml圆底烧瓶中，加入60ml乙醇和150ml水，然后加入氢氧化钠(64g，1.6mol)固体，加热回流至反应完全。冷却至室温，将反应液倒入1000ml烧杯中，用浓盐酸中和至弱酸性，有固体析出。过滤，水洗，将滤饼干燥后得红色固体9.75g，产率84％。
中间体7的合成：将中间体7a(1.00g，3.34mmol)和3-二乙胺基苯酚(1.66g，10.02mmol)放入75ml耐压瓶中，加入8ml浓硫酸溶解，120℃反应48h。经薄层色谱确认反应完全后，将反应液倒入200ml冰水中，用氢氧化钠溶液中和至中性，二氯甲烷萃取3次，无水硫酸钠干燥，后用旋转蒸发仪去除溶剂，柱层析提纯，得红色固体0.86g，产率60％。
终产物NOD565b的合成：将中间体7(100.00mg，0.23mmol)溶于20ml二氯甲烷中，加入2ml冰醋酸，冷却至0℃，分批加入NaNO2(161.01mg，2.33mmol)，室温反应。经薄层色谱确认反应完全后，用NaHCO3溶液中和，二氯甲烷萃取3次，无水硫酸镁干燥，经旋转蒸发仪去除溶剂，柱层析提纯后的红色固体80.00mg，产率75％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.04(t,J＝7.7Hz,1H),7.72-7.62(m,2H),7.23(d,J＝7.5Hz,1H),7.16(s,0.7H),6.87(s,0.3H),6.74(s,0.7H),6.65(s,0.3H),6.59(d,J＝8.9Hz,1H),6.45(d,J＝2.6Hz,0.7H),6.42-6.35(m,1+0.3H),4.52(q,J＝7.2Hz,0.6H),4.04-3.89(m,1.4H),3.40-3.33(m,4H),2.06(s,2H),1.83(s,1H),1.44-1.40(m,1H),1.29-1.24(m,2H),1.19-1.13(m,6H)。
实施例12
将供体NOD545a-g(各10μM)溶解在含有5％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液(40mM，pH＝7.4)中，用365nm紫外线照射，并间歇记录这些化合物的紫外吸收和荧光发射光谱变化。结果显示在图4和5中。从图4和5可以看到，供体的紫外可见吸收降低，对应染料的紫外可见(图4)和荧光信号(图5)增强。该实验用光谱学的方法对本发明的设计原理予以确认。
使用PTIO〔2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧3-氧化物〕，由用电子顺磁共振波谱(EPR)来确认一氧化氮的释放。PTIO能定量地将NO氧化成NO2，并相应地被还原成PTI〔2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧〕。PTI的EPR不同于PTIO的EPR，可用此不同来确定NO是否存在。具体而言，收集含有化学计量的NOD545a(10μM)和PTIO(10μM)的溶液的电子顺磁共振波谱(EPR谱)，并观察PTIO的特征信号。结果显示在图6中。图6的上图是供体和一氧化氮捕捉剂在非光照情况下的EPR信号，下图是该溶液在365nm光照一分钟后观察到的EPR信号。该图证明在NOD545a在光诱导分解后释放出了NO。
实施例13
将供体NOD550，NOD565a，NOD565b，NOD570(各10μM)分别溶解在含有5％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液(40mM，pH＝7.4)中，用532nm紫外线照射。结果显示在图9。从图9可以看到，供体的紫外可见吸收降低，对应染料的紫外可见和荧光信号增强。该实验用光谱学的方法对本发明的设计原理予以确认。
采用与实施例12相同的方法确认一氧化氮的释放。结果显示在图10中。图10(a)的上图是供体NOD565a和一氧化氮捕捉剂在非光照情况下的EPR信号，下图分别是该溶液在532nm光照3分钟，6分钟，和365nm照射3分钟后观察到的EPR信号。图10(b)的上图是供体NOD565b和一氧化氮捕捉剂在非光照情况下的EPR信号，下图分别是该溶液在365nm光照3分钟，6分钟和10分钟后观察到的EPR信号。
实施例14
采用NMR和质谱进一步核实NOD545a-g的荧光分解产物。具体而言，将NOD545a(100mg)溶解在50mL的MeOH中，所得溶液持续用365nm的光辐照，直到经TLC检测显示该供体已完全分解。然后蒸干该溶液，获得黄色固体，测定该固体的1H-NMR和MS。结果显示，该黄色固体的1H-NMR仅有一组峰，表明NOD545a完全转化成另一种化学物质。而且，该化学物质的1H-NMR峰与3a一致。因此，这些结果证明NOD545a的分解产物是3a。结论进一步得到质谱数据支持。NOD545b-g的分解产物也分别是3b-g。
实施例15
将NOD545f溶解在含20％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液中，分别加入等当量各种还原剂(白藜芦醇、对苯二酚、抗坏血酸、色氨酸、谷胱甘肽和半胱氨酸)，然后在365nm辐照，测量NO的释放特性。
结果如图2所示。图中显示，白藜芦醇、对苯二酚和抗坏血酸明显加速NO从NOD545f中释放。它们的存在极大地缩短了荧光增强至饱和所需的持续时间。如图2所示，该时间由不存在所述还原剂时的2000秒缩短到存在所述还原剂时的200秒。与白藜芦醇、对苯二酚和抗坏血酸相比，色氨酸的效果弱很多，而硫醇如谷胱甘肽和半胱氨酸则基本不起作用。
实施例16
本实施例测量NOD545a-g与硫醇的反应活性。黑暗条件下在含20％DMSO的中性磷酸盐缓冲溶液(40mM，pH＝7.4)中搅拌各供体(10μM)和各种生物相关的硫醇(即GSH和NaSH，其浓度达10mM，这是生理GSH的上限)24小时。令人惊讶的是，所有供体完全抵抗潜在的亲核攻击。结果显示在图7中。
实施例17
本实施例测试单光子激活激发的NO释放和体外单光子成像。HeLa细胞系用于此UV激发的释放和单光子成像研究。HeLa细胞培养在含有10％胎牛血清、1％非必需氨基酸、1％丙酮酸钠、1％青霉素/链霉素的DMEM培养基中。将NOD545f〔5μM〕的DMSO溶液加到细胞培养物中，培养15分钟，以允许该供体扩散通过细胞膜。然后洗涤细胞，并使用FITC滤波器套装成像(DMI3000B，Leica；ex:483±15nm；em:535±20nm；分色值:506nm)。
结果显示在图3中。图3的B图显示基本无背景信号。在365nm照射细胞后，用荧光显微镜(DMI3000B，Leica)捕捉到3f发出的绿色荧光，且荧光强度随着照射时间的延长而增加(C和D图)。
采用MTT试验研究了NOD545f的细胞毒性。将HeLa细胞与40μM的NOD545f培育24小时。结果发现细胞生长未受到抑制(图8)。因此，NOD545f的细胞暗毒性很小。
实施例18
如实施例17所述方法培育RAW264.7细胞。将该细胞与NOD545f(5μM)共培育15分钟。然后采用双光子激光器(奥林巴斯FV1000)在800nm激发后细胞，未见荧光增强(图11，B、E)。显示该波长的双光子激光无法不会引发一氧化氮的释放。用365nm的紫外光引发一氧化氮释放后可利用800nm双光子激光对产物3f进行成像，结果显示在图11(C)中。或者，用740nm的双光子激光引发一氧化氮的释放后再用800nm双光子激光对产物3f进行成像，结果显示在图11(F)中。
此试验表明，在UV照射可能会导致潜在的细胞损伤时，可提供365nm单光子照射之外的另外一种光激发途径。双光子激发的另一优点是，仅位于双光子激光焦点范围内的微量的供体分子被选择性分解。

Claims (10)

1.一种具有下式I所示结构的化合物：
式中，R2为H、C3-C8环烷基、或任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基，其中，所述N连接到所述荧光团分子的苯环上。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述荧光团具有1,8-萘酰亚胺或螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]结构，优选地，
所述式I化合物具有下式II或III所示的结构：
式中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；
m为1－4的整数；
R3选自H和C1-4烷基；或者R2和R3与它们所连接的N和C一起形成含N的五或六元杂环；和
R4、R5和R6各自独立选自H、OH、C1-4烷基、-NRR、或-N(R7)-N＝O基团，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基。
3.如权利要求2所述的化合物，其特征在于，
(1)式II化合物中，
R1为C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；和/或
R2为C3-C8环烷基或任选地被1－2个选自C1-4烷氧基和羟基的取代基取代的C1-6烷基；和/或
n为1或2；和/或
m为1或2；
(2)式III化合物中，
R2为任选地被1个-S(O)2-OH取代的C1-6烷基；和/或
R3为H或C1-4烷基；和/或
R4为H；和/或
R5为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和/或
R6优选为H或C1-4烷基；或
(3)式III化合物中，
R2和R3与它们所连接的N和C一起形成哌啶环；和/或
R4为H；和/或
R5为-NRR或-N(R7)-N＝O，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基；和/或
R6为H或C1-4烷基。
4.如权利要求2所述的化合物，其特征在于，所述化合物具有下式IIIA所示的结构：
式中，R4、R5和R6各自独立选自H、OH、C1-4烷基、-NRR、或-N(R7)-N＝O基团，其中，R7为H或C1-4烷基，各R基团独立为C1-4烷基。
5.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物选自：
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸)；
N-丁基-N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-异丙基亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-环己基亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-甲氧基乙基)亚硝酸；
N-(2-丁基-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-(2-羟乙基)亚硝酸；
N-(2-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-1,3-二氧-2,3-二氢-1H-苯并[de]异喹啉-6-基)-N-甲基亚硝酸；
N,N'-(2',7'-二甲基-3-氧-3H-螺[异苯并呋喃-1,9'-占吨]-3',6'-二基)二(N-乙基亚硝酸)；
9-(二乙基氨基)-8-甲基-1-亚硝基-1,2,3,4-四氢-3'H-螺[苯并吡喃[3,2-g]喹啉-6,1'-异苯并呋喃]-3'-酮；
3-((3'-(二乙基氨基)-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-6'-基)(亚硝基)氨基)丙烷-1-磺酸；和
N-(6'-(二乙基氨基)-2'-甲基-3-氧-3H-螺[异苯并吡喃-1,9'-呫吨]-3'-基)-N-乙亚硝基氨。
6.一种制备下式II所示的化合物的方法：
式中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；和
m为1－4的整数；
所述方法包括：
(1)使下式1化合物与R1NH2反应，获得式2化合物：
其中，R1NH2中R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
(2)使式2化合物与R2NH2反应，获得式3化合物：
其中，R2NH2中R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；和
(3)使式3化合物在酸和二氯甲烷的存在下与亚硝酸钠反应，从而获得式II化合物；或使式3化合物在氢化钠和四氢呋喃的存在下通入NO反应，获得式II化合物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
步骤(1)的反应在醇类溶剂存在下进行，优选地，所述醇类溶剂为乙醇；
步骤(2)在碳酸氢钠和乙二醇单甲醚的存在下进行；
步骤(2)中，将反应液加热到100～120℃，反应6～10小时；和
步骤(3)在盐酸、醋酸和二氯甲烷的存在下进行，先将反应液冷却至0℃以下，在剧烈搅拌的条件下缓慢加入亚硝酸钠固体，之后缓慢恢复至室温并反应1～3小时，优选地，盐酸、醋酸和二氯甲烷的体积比为1～3：8～12：1～3；或步骤(3)包括在干燥四氢呋喃中溶解式3化合物和氢化钠后加入NO，室温下反应18～30小时，然后淬灭过量的氢化钠。
8.选自下式3、4、5、6或7的化合物：
式3中，
R1选自H、C1-6烷基和-[(CH2)nO]m-H；
R2选自H、C3-C8环烷基、和任选地被1－2个选自C1-4烷氧基、-S(O)2-OH、和羟基的取代基取代的C1-6烷基；
n为1－4的整数；和
m为1－4的整数。
9.一种组合物，该组合物含有权利要求1－5和8中任一项所述的化合物。
10.权利要求1－5中任一项所述的化合物作为一氧化氮供体的用途，所述用途包括：
在研究一氧化氮在生理病理过程中的参与机制中的用途，以及
在制备在有需要的对象中预防或治疗受益于NO释放的疾病的药物中的用途；
优选地，所述受益于NO释放的疾病选自高血压相关疾病，如心绞痛、心肌梗塞动脉粥样硬化、心脏病和卒中；癌症；糖尿病；关节炎；心血管疾病和阳痿。
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