CN107641203A - 一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 - Google Patents
一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107641203A CN107641203A CN201711114219.4A CN201711114219A CN107641203A CN 107641203 A CN107641203 A CN 107641203A CN 201711114219 A CN201711114219 A CN 201711114219A CN 107641203 A CN107641203 A CN 107641203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- uio
- tclpp
- porphyrin
- solid product
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- GCQDTIYEGXLAPF-ILEDYXEPSA-N O=C(c(cc1)ccc1/C(/C(C=C1)=N/C1=C(\c1ccc(/C(/c(cc2)ccc2Cl)=C2\N=C3C=C2)[nH]1)/c(cc1)ccc1Cl)=C(\C=C1)/N/C1=C3/c(cc1)ccc1Cl)SCCS Chemical compound O=C(c(cc1)ccc1/C(/C(C=C1)=N/C1=C(\c1ccc(/C(/c(cc2)ccc2Cl)=C2\N=C3C=C2)[nH]1)/c(cc1)ccc1Cl)=C(\C=C1)/N/C1=C3/c(cc1)ccc1Cl)SCCS GCQDTIYEGXLAPF-ILEDYXEPSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及功能配合物领域，具体涉及一种A3B型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途，本发明方法制备的单巯基卟啉具有强力配位能力，通过后修饰合成方法将该化合物与UiO‑66相结制备单巯基卟啉修饰的框架纳米材料，即UiO‑66‑H2TClPP‑(SH)1，本发明制备的UiO‑66‑H2TClPP‑(SH)1能够很好地克服现有技术中卟啉分子化合物存在的难溶于水、易团聚、稳定性差的问题，使卟啉及其衍生物的单线态氧的量子产率、荧光寿命、光敏特性得到了大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及功能配合物领域，具体涉及一种A3B型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途。
背景技术
卟啉化合物是自然界广泛存在的一类具有特殊生理活性的大环共轭分子，叶绿素和血红素是典型代表，它们在生物体内分别都起到了重要的作用。人工合成的卟啉分子主要meso-位(中位)被各类型功能基团取代，取代基团的数目和排列方式多样，可以简单分为对称性卟啉化合物和非对称性卟啉化合物。目前，已经报道的有关不对称型卟啉化合物的meso-位主要由两种不同的取代基团(用A和B表示)，分为AABB、ABAB和A3B型，其中A3B型的报道最多。由于卟啉化合物具有特殊的共轭π电子结构、较高的光和热稳定性、多样的分子结构等特性，其种类繁多且各具特色，在医学领域常被作为光动力治疗法(photodynamictherapy，PDT)的抗癌光敏剂。但是由于卟啉及其衍生物自身的结构特点——大平面π共轭体系，该大环卟啉化合物在水溶液中溶解度极低并以聚集体形式存在，这大大降低了单线态氧的量子产率和荧光寿命，降低其光敏特性。
综上，目前的卟啉及其衍生物仍然存在不易溶于水、易团聚、稳定性差等问题这些问题会严重影响卟啉及其衍生物的化学和光学性能，因此，亟需一种能够克服上述问题的一种A3B型单巯基卟啉化合物及其制备方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种A3B型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途，本发明方法制备的单巯基卟啉具有强力配位能力，通过后修饰合成方法将该化合物与UiO-66相结制备单巯基卟啉修饰的框架纳米材料，即UiO-66-H2TClPP-(SH)1，本发明制备的UiO-66-H2TClPP-(SH)1能够很好地克服现有技术中卟啉分子化合物存在的难溶于水、易团聚、稳定性差的问题，使卟啉及其衍生物的单线态氧的量子产率、荧光寿命、光敏特性得到了大幅度提高。
本发明目的之一是提供一种A3B型单巯基卟啉。
本发明目的之二是提供一种A3B型单巯基卟啉的制备方法。
本发明目的之三是提供一种金属有机框架材料(UiO-66)的制备方法。
本发明目的之四是提供一种A3B型单巯基卟啉修饰UiO-66制备UiO-66-H2TClPP-(SH)1的方法。
本发明目的之五是提供上述UiO-66-H2TClPP-(SH)1的应用。
为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：
首先，本发明公开了一种A3B型单巯基卟啉化合物，所述A3B型单巯基卟啉化合物的结构式为：
所述分子式为：H2TClPP-(COSC2H4SH)1，命名为：5-(4-(S-乙基硫醇酯)硫代羰基苯基)10,15,20-三(4-氯苯基)卟啉，简称单巯基卟啉：H2TClPP-(SH)1，其中H2TClPP为四氯苯基卟啉。
其次，本发明公开了一种A3B型单巯基卟啉的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将H2TClPP-(COOH)1溶于有机溶剂中，然后加入二氯亚砜进行反应、回流，回流结束后，蒸干溶剂，加入干燥的四氢呋喃，得第一反应溶液；
(2)将1,2-二巯基乙烷和三乙胺溶于四氢呋喃，得第二反应溶液；
(3)将第二反应溶液滴加到第一反应溶液中，室温下搅拌反应1.5～2h；
(4)步骤(3)反应所得溶液进行后处理得到单巯基卟啉：H2TClPP-(SH)1。
步骤(1)中，H2TClPP-(COOH)1、有机溶剂、二氯亚砜的质量体积比(mg/mL)为(6～16)：1：1。
优选地，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、或甲苯等。
步骤(1)中，所述反应的条件为：温度为40～45℃，回流时间为4～5h。
步骤(1)中，所述H2TClPP-(COOH)1与四氢呋喃的质量体积比(mg/mL)为(3～6)：1。
步骤(2)中，所述1,2-二巯基乙烷与三乙胺的体积比为(3～5)：1。
步骤(2)中，所述1,2-二巯基乙烷与四氢呋喃的体积比为(0.008～0.016)：1。
步骤(1)中H2TClPP-(COOH)1与步骤(2)中1,2-二巯基乙烷的物质的量比为1：(10～20)。
步骤(3)中，所述滴加的速度为2～3秒/滴，滴加过程在常温、避光条件下进行。
步骤(4)中，所述后处理为：柱层析和重结晶。
优选地，柱层析采用硅胶柱层析，以二氯甲烷为淋洗剂；重结晶采用二氯甲烷和甲醇溶剂中进行，二氯甲烷与甲醇的体积比为1：(100～120)。
再次，本发明公开了一种金属有机框架材料UiO-66的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将ZrCl4加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，再加入乙酸，最后加入对苯二甲酸，超声分散均匀后，溶剂热法合成UiO-66纳米材料，高速离心分离得到固体产物A；
(2)用DMF洗涤步骤(1)中的固体产物A，得到固体产物B，对固体产物B进行活化，得到白色粉末UiO-66。
步骤(1)中，所述ZrCl4与对苯二甲酸的物质的量比为1：1。
步骤(1)中，所述ZrCl4与DMF的质量体积比(mg/mL)为(4～6)：1。
步骤(1)中，所述乙酸与DMF的体积比为(0.035～0.075)：1。
步骤(1)中，所述溶剂热法合成UiO-66纳米材料的条件为：温度为90～120℃，保温时间为15～48h，优选地，所述保温时间为24h。
步骤(2)中，所述活化是指：①将固体产物A浸没到DMF溶剂中，60～85℃条件下搅拌浸泡6～10h，②高速离心分离，得到固体产物B；③继续将固体产物B浸没入无水乙醇中，50～75℃条件下搅拌浸泡7～12h，高速离心分离，得到固体产物C；将步骤③重复3次，得到固体产物D，并用乙醚浸没并洗涤固体D，自然条件下晾干，得到固体产物E，即得本发明所述的金属有机框架材料UiO-66。
最后，以本发明所制备的A3B型单巯基卟啉作和UiO-66分别作为为光敏剂、金属有机框架材料，用所述的A3B型单巯基卟啉对金属有机框架材料UiO-66进行修饰，得到A3B型单巯基卟啉修饰的UiO-66，即UiO-66-H2TClPP-(SH)1，所述UiO-66与A3B型单巯基卟啉的质量比为15～17。具体的，所述采用A3B型单巯基卟啉修饰UiO-66制备UiO-66-H2TClPP-(SH)1的方法包括以下步骤：
(a)将A3B型单巯基卟啉加入有机溶剂中溶解，制得A3B型单巯基卟啉溶液；
(b)将UiO-66加入步骤(a)中的A3B型单巯基卟啉溶液中，超声分散，搅拌；
(c)将步骤(b)得到的混合物，离心分离得到固体产物，用有机溶剂洗涤所得固体产物，并对固体产物活化后干燥，最后得到A3B型单巯基卟啉修饰的UiO-66，即UiO-66-H2TClPP-(SH)1。
步骤(a)中，所述有机溶剂为干燥的二氯甲烷。
步骤(a)中，所述A3B型单巯基卟啉溶液的物质的量浓度为1mmol·L-1。
步骤(b)中，所述UiO-66与A3B型单巯基卟啉溶液的质量体积比(mg/mL)为：(2.5～3.5)：1。
步骤(b)中，所述超声分散时间为20～25min。
步骤(c)中，所述离心速度为12000～13000转/分。
步骤(c)中，所述活化是指将固体产物浸没到二氯甲烷中，常温下边浸泡边搅拌5～7小时。
另外，本发明还提供了本发明制备的UiO-66-H2TClPP-(SH)1的应用，所述应用包括用于光动力治疗法(PDT)中，具体的，可作为一种抗癌光敏剂。
本发明采用UiO-66克服现有技术中卟啉分子存在的不易溶与水、易团聚、稳定性差的问题，其原理是：人工合成的卟啉分子常为四苯基取代卟啉，该类卟啉化合物是刚性共轭大分子，易溶于有机溶剂难溶于水，且在溶液中常以聚集体的形式存在；若是将卟啉分子单分散地与其他能在水溶液中稳定存在的物质结合，则能克服卟啉分子难溶于水且易聚集的问题；本发明合成了具有强配位能力的二巯基乙烷基团卟啉化合物H2TClPP-(SH)1，将其与在水溶液中非常稳定且生物低毒性的金属有机框架纳米材料UiO-66结合，这是利用UiO-66的表面空间缺陷以及二巯基乙烷基团的强配位能力，通过后修饰合成法将H2TClPP-(SH)1修饰到UiO-66的表面上，得到纳米材料UiO-66-H2TClPP-(SH)1。采用本发明的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1后修饰合成的UiO-66-H2TClPP-(SH)1既保持了UiO-66的内部框架结构，且在水溶液中具有良好的分散性和稳定性，还保留了卟啉的光敏特性，从而可作为一种新型的抗癌光敏材料用于PDT中。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
(1)由测试结果可知，本发明得到的A3B型单巯基卟啉化合物是一种优异的光敏剂，而且该卟啉分子含有一个强配位能力的二巯基乙烷基团。
(2)由测试结果可知，用本发明得到的A3B型单巯基卟啉化合物后修饰到UiO-66的表面得到纳米材料UiO-66-H2TClPP-(SH)1，它既保持了UiO-66在水溶液中良好的分散性和稳定性，还保留了卟啉的光敏特性，克服了卟啉分子难溶于水、易团聚、稳定性差等问题，是一种优异的抗癌光敏纳米材料。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例1中合成的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的高分辨质谱图。
图2为实施例1中合成的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的核磁谱图。
图3为实施例1中合成的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的红外光谱图。
图4为实施例1中合成的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的紫外吸收光谱图。
图5为实施例4中UiO-66的扫描电子显微镜(SEM)图。
图6为实施例4中UiO-66-H2TClPP-(SH)1的扫描电子显微镜(SEM)图。
图7为实施例4中UiO-66-H2TClPP-(SH)1的透射电子显微镜(TEM)图。
图8为实施例4中UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的粉末衍射图(PXRD)。
图9为实施例4中UiO-66-H2TClPP-(SH)1浸泡在磷酸盐缓冲溶液前后的粉末衍射图(PXRD)。
图10为实施例4中UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的热重分析(TGA)。
图11为实施例4中UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的吸附脱附曲线。
图12为实施例4中UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的孔径大小的分布图。
图13为实施例7中UiO-66、H2TClPP-(SH)1和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的紫外吸收光谱(UV-vis)。
图14为实施例7中1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)在660nm光照下415nm峰值变化情况。
图15为实施例7中A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的单线态氧的产生情况。
图16为实施例7中UiO-66-H2TClPP-(SH)1的单线态氧的产生情况。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，为了取得更好的技术效果，本发明中采用的H2TClPP-(COOH)1为自行制备，但现有的市售H2TClPP-(COOH)1成品也适用于本发明。
正如背景技术所介绍的，现有的卟啉及其衍生物仍然存在不易溶与水、易团聚、稳定性差等问题，为了解决上述问题，本发明提供了一种A3B型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途，下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
A3B型单巯基卟啉H2TCLPP-(SH)1的制备：
(1)H2TClPP-(COOH)1的制备：
将对氯苯甲醛(7.0g，0.050mol)、对甲酰基苯甲酸(1.5g，0.010mol)和200mL丙酸混合，搅拌溶解，加热至回流(145℃)后，将50mL丙酸和吡咯(4.5mL，0.065mol)滴加到混合液中，滴加完毕后继续回流0.5h。
然后，自然冷却至室温，加入200mL甲醇/水混合溶液(V甲醇：V水＝95:5)，放置于冰箱中静止过夜。
最后，抽滤，用水和甲醇洗涤滤饼至滤液为浅红色，自然干燥。产物先以二氯甲烷为淋洗剂，硅胶柱层析分离，收集第一带产品即为四氯苯基卟啉H2TClPP。然后改用二氯甲烷：无水甲醇＝10:1为淋洗剂，硅胶柱层析分离，收集第二带产品，旋转蒸干溶剂，在二氯甲烷/甲醇中重结晶，即得到目标产物H2TClPP-(COOH)1。
2、H2TClPP-(SH)1的制备
将H2TClPP-(COOH)1(76mg，0.10mmol)溶解于5mL干燥的二氯甲烷中，然后在避光条件下将SOCl2(5mL，0.069mol)缓慢滴加到混合溶液中，回流(40℃)4h后，常压下蒸掉多余的SOCl2和二氯甲烷，得到黑绿色固态的卟啉酰氯H2TClPP-(COCl)1。将75mg上述H2TClPP-(COCl)1溶于15mL干燥过的四氢呋喃(THF)中，得到第一反应溶液。
将1,2-二巯基乙烷(168μL，2.0mmol)和三乙胺(40μL，0.29mmol)的15mL干燥的THF中，得到第二反应溶液。
在常温且避光的条件下将第一反应溶液滴加到第二反应溶液中，滴加速度为2秒/滴，滴加完毕后搅拌反应1.5h；然后，旋蒸蒸干溶剂，以二氯甲烷为淋洗剂，硅胶柱层析分离并提纯目标产物。
最后，在二氯甲烷和甲醇中重结晶，二氯甲烷与甲醇的体积比为1：100，得到紫色固体产物H2TClPP-(SH)1，其质量为44mg，物质的量为0.053mmol，收率为53％。反应过程为：
将本实施例中制得的H2TClPP-(SH)1进行质谱、核磁、红外光谱及紫外光谱的检测，结果如图1至图4所示。其中图1为飞行时间高分辨质谱图，MALDI-TOF/MS:m/z计算：C47H31Cl3N4OS2[M]+838.1，与图1的测试结果的838.5峰相对应。
图2为H2TClPP-(SH)1的核磁氢谱，1HNMR(300MHz，CDCl3)ppm:δ＝8.85(s,4H,β-pyrrole),8.52-8.57(s,4H,β-pyrrole),8.32-8.37(d,2H,phenyl),8.12-8.15(d,2H,phenyl),8.01-8.03(d,6H,phenyl),7.74-7.77(d,6H,phenyl),3.49(q,2H,-CH2CH2-),2.97(q,2H,-CH2CH2-),1.81(s,H，-SH)，-2.86(s,2H,NH)。
图3为H2TClPP-(SH)1的红外光谱图：IR:3313(w),3090(w),2917(w),1660(s),1602(w),1564(w),1477(m),1391(m),1352(vw),1208(m),1180(w),1093(m),968(m),911(m),796(s),728(m)。H2TClPP-(SH)1的紫外吸收光谱是在DMF中测定的，见图4，[λmax(nm)(log(ε),M-1cm-1)]:418(5.11),514(3.81),548(3.55),590(3.43),645(3.35)。H2TClPP-(SH)1化合物在418nm出现一个强的卟啉Soret带吸收，在514、548、590和645nm附近出现的四个典型自由卟啉的Q带吸收。
实施例2
A3B型单巯基卟啉H2TCLPP-(SH)1的制备：
(1)H2TClPP-(COOH)1的制备方法同实施例1。
(2)H2TClPP-(SH)1的制备：
将H2TClPP-(COOH)1(76mg，0.10mmol)溶解于10mL干燥的二氯甲烷中，然后在避光条件下将SOCl2(5mL，0.069mol)慢慢滴加到混合溶液中，回流(45℃)5h后，常压下蒸掉多余的SOCl2和二氯甲烷，得到黑绿色固态的卟啉酰氯H2TClPP-(COCl)1。将75mg H2TClPP-(COCl)1溶于15mL干燥过的THF中，得到第一反应溶液。
将1,2-二巯基乙烷(168μL，2.0mmol)和三乙胺(40μL，0.29mmol)的15mL干燥的THF中，得到第二反应溶液。
在常温和避光的条件下将第一反应溶液滴加到第二反应溶液中，滴加速度为3秒/滴，滴加完毕后搅拌反应1.5h。然后，旋蒸蒸掉溶剂，以二氯甲烷为淋洗剂，硅胶柱层析分离并提纯目标产物。
最后，在二氯甲烷和甲醇中重结晶，二氯甲烷与甲醇的体积比为1：120，得到紫色固体产物H2TClPP-(SH)1，其质量为46mg，物质的量为0.055mmol，收率为55％。
实施例3
A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1的制备：
(1)H2TPP-(COOH)4的制备方法同实施例1。
(2)H2TClPP-(SH)1的制备：
将H2TClPP-(COOH)1(96mg，0.13mmol)溶解于6mL干燥的二氯甲烷中，然后在避光条件下将SOCl2(6mL，0.083mol)慢慢滴加到混合溶液中，回流(40℃)4h后，常压下蒸掉多余的SOCl2和二氯甲烷，得到黑绿色固态的卟啉酰氯H2TClPP-(COCl)1。将100mg H2TClPP-(COCl)1溶于15mL干燥过的THF中，得到第一反应溶液。
将1,2-二巯基乙烷(126μL，1.5mmol)和三乙胺(40μL，0.29mmol)的12.5mL干燥的THF中，得到第二反应溶液。
在常温和避光的条件下将第一反应溶液滴加到第二反应溶液中，滴加速度为3秒/滴，滴加完毕后搅拌反应2h，然后，旋蒸蒸掉溶剂，以二氯甲烷为淋洗剂，硅胶柱层析分离并提纯目标产物。
最后，在二氯甲烷和甲醇中重结晶，二氯甲烷与甲醇的体积比为1：110，，得到紫色固体产物H2TClPP-(SH)1，其质量为57mg，物质的量为0.068mmol，收率为52％。
实施例4
UiO-66-H2TCLPP-(SH)1的制备：
(1)金属有机框架材料UiO-66的制备
称取ZrCl4(18.6mg，0.080mmol)，加入到3.2mL DMF，再加入240μL乙酸，加入对苯二甲酸(13.3mg，0.080mmol)，超声使其完全溶解，装入20mL反应釜中，在120℃的条件下恒温24h，经2h降至室温，高速离心分离得到固体产物A。将固体产物A浸没在DMF中，85℃条件下搅拌浸泡6h，高速离心分离得到固体产物B。然后将固体产物B浸没在无水乙醇中，75℃条件下搅拌浸泡12h，高速离心分离，得到的固体产物C。将固体产物C浸没入无水乙醇中，75℃条件下搅拌浸泡10h，高速离心分离，得到固体产物D。继续将固体产物D浸没入无水乙醇中，50℃条件下搅拌浸泡8h，高速离心分离，得到固体产物E，即为UiO-66，其质量为14mg，物质的量为0.0084mmol，收率为63％。。
(2)UiO-66-H2TClPP-(SH)1的制备
称取实施例1制得的H2TCLPP-(SH)1，配置1.0mmol·L-1H2TCLPP-(SH)1的二氯甲烷溶液，将20mg UiO-66超声分散于7.4mL上述二氯甲烷溶液中，在25℃的条件下搅拌24h。高速离心分离得到固体产物G，离心速度为12500转/分，离心后用二氯甲烷洗涤固体产物G；然后将固体产物G浸没在二氯甲烷中，常温下边浸泡边搅拌6h，高速离心分离得到棕红色固体产品UiO-66-H2TCLPP-(SH)1。
表征并分析本实施例得到的产品UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1，结果如图5至图12所示。
图5是UiO-66的扫描电子显微镜图(SEM)，从图中可看出UiO-66的平均粒径为200nm，表面较光滑，是规则有序的八面体形貌。
图6为UiO-66-H2TClPP-(SH)1的扫描电子显微镜图(SEM)，与UiO-66相比平均粒径仍为200nm，表面稍微变得粗糙，是规则的八面体形貌。这说明利用二巯基乙烷基团与锆簇间的配位作用，可通过后修饰合成的方法将巯基卟啉分子连接到UiO-66表面上。UiO-66的最大孔径为ca.0.7nm远小于卟啉分子的ca.1.8nm×1.8nm，可见，该后修饰合成的方法仅是将卟啉分子修饰到UiO-66框架材料表面而不是内部孔洞中，后面将进一步分析这一问题。由于一个A3B型单巯基取代卟啉分子含有一个二巯基乙烷基团，因此只修饰到一个UiO-66颗粒的表面，通过透射电子显微镜(TEM)(图7)，可以看出巯基卟啉分子修饰后的纳米材料是单分散的八面体颗粒。
图8为UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的粉末衍射图(PXRD)，从图中可以看出，A3B型单巯基卟啉修饰后的纳米材料仍保持与修饰前UiO-66金属有机框架材料的结构。
为进一步测试巯基卟啉修饰的UiO-66-H2TClPP-(SH)1在水溶液中的稳定性，将UiO-66-H2TClPP-(SH)1浸泡在pH＝7.4的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，搅拌浸泡24h后，高速离心分离，用大量的无水乙醇和乙醚洗涤固体，并测试浸泡后样品的粉末衍射图(PXRD)，如图9所示。从图9可以看出，浸泡前后PXRD数据保持一致，说明巯基卟啉修饰的UiO-66-H2TClPP-(SH)1在PBS具有良好的稳定性。
此外，从图10热失重分析(TGA)可知，UiO-66-H2TClPP-(SH)1与UiO-66一样具有很好的热稳定性，其热稳定性达到400℃以上。
图11显示了UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1在77K下氮气吸附和脱附测试。由结果可知，UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1对氮气的吸附都属于经典的I型吸附，其氮气的吸附和脱附是可逆的，进一步证明了后修饰过程中配位反应没有破坏UiO-66的内部结构完整性。UiO-66-H2TClPP-(SH)1的BET比表面积为1260m2·g-1，与UiO-66的比表面积1361m2·g-1相比，略有微量降低，这说明H2TClPP-(SH)1成功通过化学键配位修饰到UiO-66的表面上。
图12为UiO-66和UiO-66-H2TClPP-(SH)1的孔径分布，可以看出巯基卟啉修饰的UiO-66-H2TClPP-(SH)1的孔径大小为与UiO-66的孔径一致，这进一步说明后修饰合成法仅是表面修饰而不是把H2TClPP-(SH)1封装到UiO-66的孔径内部。
自由卟啉分子在420nm左右出有较强的Soret带特征吸收特性，为测定卟啉分子H2TClPP-(SH)1已经成功修饰到UiO-66纳米材料上，以DMF为溶剂测定UiO-66、H2TClPP-(SH)1和UiO-66-H2TClPP-(SH)1紫外吸收光谱(UV-vis)。从图13可以看出，UiO-66的特征吸收峰为265nm，H2TClPP-(SH)1的Soret带特征吸收峰为418nm，而巯基卟啉修饰的UiO-66-H2TClPP-(SH)1不仅保留原有的UiO-66纳米材料在265nm的特征吸收峰外，还增加了418nm的自由巯基卟啉的特征吸收峰。由此可进一步说明H2TClPP-(SH)1已经被成功的修饰到UiO-66的纳米材料上。为确定A3B型单巯基卟啉的含量，我们测定了UiO-66-H2TClPP-(SH)1样品的C、H、N、S元素分析，见表1，可UiO-66-H2TClPP-(SH)1化合物的分子式可表示为[8.1·(C48H28O32Zr6)·(C47H30Cl3N4OS2)}。
表1UiO-66-H2TClPP-(SH)1元素分析数据结果
| N | C | H | S | |
| UiO-66-H2TClPP-(SH)1 | 0.41 | 31.19 | 2.478 | 0.857 |
综上分析可得，采用本发明实施例1制得的A3B型单巯基卟啉H2TClPP-(SH)1修饰UiO-66，可将单巯基卟啉分子连接到UiO-66表面上而不是内部孔洞中。且修饰后的纳米材料UiO-66-H2TClPP-(SH)1仍保持与修饰前UiO-66金属有机框架材料的内部结构，在水溶液中具有较好的分散性和稳定性，且具有较好的热稳定性。同时修饰后的纳米材料UiO-66-H2TClPP-(SH)1保留了卟啉的光敏特性，可作为一种新型的抗癌光敏材料用于PDT(光动力治疗法)中。
实施例5
(1)金属有机框架材料UiO-66的制备
称取ZrCl4(12.3mg，0.053mmol)，加入到3.2mL DMF，再加入120μL乙酸，加入对苯二甲酸(8.8mg，0.053mmol)，超声使其完全溶解，装入20mL反应釜中，在90℃的条件下恒温48h，经2h降至室温，高速离心分离得到固体产物A。将固体产物A浸没在DMF中，60℃条件下搅拌浸泡6h，高速离心分离得到固体产物B。然后将固体产物B浸没在无水乙醇中，50℃条件下搅拌浸泡12h，高速离心分离，得到的固体产物C。将固体产物C浸没入无水乙醇中，50℃条件下搅拌浸泡12h，高速离心分离，得到固体产物D。继续将固体产物D浸没入无水乙醇中，50℃条件下搅拌浸泡10h，高速离心分离，得到白色粉末E，即为UiO-66，其质量为9mg，物质的量为0.0055mmol，收率为62％。
(2)UiO-66-H2TCLPP-(SH)1的制备
称取实施例1制得的H2TCLPP-(SH)1，配置1.0mmol·L-1H2TCLPP-(SH)1的二氯甲烷溶液，将20mg UiO-66超声分散于8mL上述二氯甲烷溶液中，在25℃的条件下搅拌25min。高速离心分离得到固体产物G，离心速度为12000转/分，离心后用二氯甲烷洗涤固体产物G，然后将固体产物G浸没在二氯甲烷中，常温下边浸泡边搅拌5h，高速离心分离得到棕红色固体产品UiO-66-H2TCLPP-(SH)1。
实施例6
(1)金属有机框架材料UiO-66的制备
称取ZrCl4(18.6mg，0.080mmol)，加入到4.6mL DMF，再加入340μL乙酸，加入对苯二甲酸(13.3mg，0.080mmol)，超声使其完全溶解，装入20mL反应釜中，在120℃的条件下恒温15h，经2h降至室温，高速离心分离得到固体产物A。将固体产物A浸没在DMF中，80℃条件下搅拌浸泡6h，高速离心分离得到固体产物B。然后将固体产物B浸没在无水乙醇中，65℃条件下搅拌浸泡12h，高速离心分离，得到的固体产物C。将固体产物C浸没入无水乙醇中，65℃条件下搅拌浸泡10h，高速离心分离，得到固体产物D。继续将固体产物D浸没入无水乙醇中，65℃条件下搅拌浸泡8h，高速离心分离，得到白色粉末E，即为UiO-66，其质量为15mg，物质的量为0.0089mmol，收率为66％。
(2)UiO-66-H2TCLPP-(SH)1的制备
称取实施例1制得的H2TCLPP-(SH)1，配置1.0mmol·L-1H2TCLPP-(SH)1的二氯甲烷溶液，将30mg UiO-66超声分散于6mL该溶液中，在25℃的条件下搅拌20min。高速离心分离得到固体产物G，离心速度为13000转/分，离心后用二氯甲烷洗涤固体产物G。然后将固体产物G浸没在二氯甲烷中，常温下边浸泡边搅拌7h，高速离心分离得到棕红色固体产品UiO-66-H2TCLPP-(SH)1。
实施例7
单线态氧产生的测试
在体外单线态氧产生的测试中，以DMF为溶剂，1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)作为单线态氧的捕捉剂，取浓度为60μmol·L-1的DPBF和5μmol·L-1的样品H2TClPP-(SH)1混合溶液放置在石英比色皿中，采用波长为660nm、光强密度为20mW/cm2的激光器进行照射，每20s为一个时间间隔测量DPBF在415nm的特征吸收峰的吸光度的变化。由于DPBF捕捉单线态氧后415nm处的吸收峰消失，因此可根据DPBF在415nm峰强度的变化分析检测溶液中单线态氧的含量。另外，取60μmol·L-1的DPBF放置在石英比色皿中，在相同的条件下用激光器进行照射，观察其特征吸收峰的吸光度的变化，作为参比。在测含有卟啉的样品的紫外吸收光谱检测前，用相同浓度的样品作为背景，扣除卟啉的紫外吸收的影响。图14显示DPBF在相同测试条件的光照下，415nm处的峰强度变化很小，说明在该测试条件下DPBF稳定性良好。图15显示，加入H2TClPP-(SH)1后DPBF在415nm处的峰强度降低地非常明显，说明该单巯基卟啉化合物是一种优异的光敏剂。
同样地，取浓度为60μmol·L-1的DPBF和5μmol·L-1(根据UiO-66-H2TClPP-(SH)1的分子式计算得卟啉分子的物质量浓度)的样品UiO-66-H2TClPP-(SH)1放置在石英比色皿中，在相同的条件下用激光器进行照射，观察其特征吸收峰的吸光度的变化，作为参比。在测含有卟啉的样品的紫外吸收光谱检测前，用相同浓度的样品作为背景，扣除卟啉的紫外吸收的影响。结果如图16所示，从图中可知，加入UiO-66-H2TClPP-(SH)1后DPBF在415nm处的峰强度降低地非常快，说明UiO-66-H2TClPP-(SH)1与单巯基卟啉一样具有光敏特性。而且该材料克服了卟啉分子难溶于水、易团聚、稳定性差等问题，是一种优异的抗癌光敏纳米材料。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采用A3B型单巯基卟啉修饰UiO-66制备UiO-66-H2TClPP-(SH)1的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)将A3B型单巯基卟啉加入有机溶剂中溶解，制得A3B型单巯基卟啉溶液；
(b)将UiO-66加入步骤(a)中的A3B型单巯基卟啉溶液中，超声分散，搅拌；
(c)将步骤(b)得到的混合物，离心分离得到固体产物，用有机溶剂洗涤所得固体产物，并对固体产物活化后干燥，最后得到A3B型单巯基卟啉修饰的UiO-66，即UiO-66-H2TClPP-(SH)1。
步骤(c)中，所述活化是指将固体产物浸没到二氯甲烷中，常温下边浸泡边搅拌5～7小时。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯；
步骤(a)中，所述A3B型单巯基卟啉溶液的物质的量浓度为1mmol·L-1；
步骤(b)中，所述UiO-66与A3B型单巯基卟啉溶液的质量体积比(mg/mL)为(2.5～3.5)：1；
步骤(b)中，所述超声分散时间为20～25min；
步骤(c)中，所述离心速度为12000～13000转/分。
3.一种如权利要求1或2所述的A3B型单巯基卟啉的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将H2TClPP-(COOH)1溶于有机溶剂中，然后加入二氯亚砜进行反应、回流，回流结束后，蒸干溶剂，加入干燥的四氢呋喃，得第一反应溶液；
(2)将1,2-二巯基乙烷和三乙胺溶于四氢呋喃，得第二反应溶液；
(3)将第二反应溶液滴加到第一反应溶液中，室温下搅拌反应1.5～2h；
(4)步骤(3)反应所得溶液进行后处理得到单巯基卟啉：H2TClPP-(SH)1。
4.如权利要求3所述的A3B型单巯基卟啉的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，H2TClPP-(COOH)1、有机溶剂、二氯亚砜的质量体积比(mg/mL)为(6～16)：1：1；
步骤(1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷；
步骤(1)中，所述反应的条件为：温度为40～45℃，回流时间为4～5h；
步骤(1)中，所述H2TClPP-(COOH)1与四氢呋喃的质量体积比(mg/mL)为(3～6)：1；
步骤(2)中，所述1,2-二巯基乙烷与三乙胺的体积比为(3～5)：1；
步骤(2)中，所述1,2-二巯基乙烷与四氢呋喃的体积比为(0.008～0.016)：1；
步骤(1)中H2TClPP-(COOH)1与步骤(2)中1,2-二巯基乙烷的物质的量比为1：(10～20)；
步骤(3)中，所述滴加的速度为2～3秒/滴，滴加过程在常温、避光条件下进行；
步骤(4)中，所述后处理为：柱层析和重结晶。
5.如权利要求4所述的A3B型单巯基卟啉的方法，其特征在于：所述柱层析采用硅胶柱层析，以二氯甲烷为淋洗剂；重结晶采用二氯甲烷和甲醇溶剂中进行，二氯甲烷与甲醇的体积比为1：(100～120)。
6.一种如权利要求1所述的金属有机框架材料UiO-66的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将ZrCl4加入到N,N-二甲基甲酰胺中，再加入乙酸，最后加入对苯二甲酸，超声分散均匀后，溶剂热法合成UiO-66纳米材料，高速离心分离得到固体产物A；
(2)用DMF洗涤步骤(1)中的固体产物A，得到固体产物B，对固体产物B进行活化，得到白色粉末UiO-66。
7.如权利要求6所述的金属有机框架材料UiO-66的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述活化是指：①将固体产物A浸没到DMF溶剂中，60～85℃条件下搅拌浸泡6～10h，②高速离心分离，得到固体产物B；③继续将固体产物B浸没入无水乙醇中，50～75℃条件下搅拌浸泡7～12h，高速离心分离，得到固体产物C；将步骤③重复3次，得到固体产物D，并用乙醚浸没并洗涤固体D，自然条件下晾干，得到固体产物E，即为金属有机框架材料UiO-66。
8.如权利要求6所述的金属有机框架材料UiO-66的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述ZrCl4与对苯二甲酸的物质的量比为1：1；
步骤(1)中，所述ZrCl4与DMF的质量体积比(mg/mL)为(4～6)：1；
步骤(1)中，所述乙酸与DMF的体积比为(0.035～0.075)：1；
步骤(1)中，所述溶剂热法合成UiO-66纳米材料的条件为：温度为90～120℃，保温时间为15～48h；优选地所述保温时间为24h。
9.一种如权利要求3所述方法制备的A3B型单巯基卟啉，其特征在于：所述A3B型单巯基卟啉化合物的结构式为：
所述分子式为：H2TClPP-(COSC2H4SH)1，命名为：5-(4-(S-乙基硫醇酯)硫代羰基苯基)10,15,20-三(4-氯苯基)卟啉，简称单巯基卟啉：H2TClPP-(SH)1，其中H2TClPP为四氯苯基卟啉。
10.如权利要求1或2所述的方法及其制备的UiO-66-H2TClPP-(SH)1、如权利要求4-7任一所述的方法、如权利要求8所述A3B型单巯基卟啉在光动力治疗法中的应用；优选地，作为一种抗癌光敏剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711114219.4A CN107641203B (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711114219.4A CN107641203B (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107641203A true CN107641203A (zh) | 2018-01-30 |
| CN107641203B CN107641203B (zh) | 2020-09-29 |
Family
ID=61125681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711114219.4A Expired - Fee Related CN107641203B (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107641203B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109126877A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-04 | 西北师范大学 | 一种铁（iii）四羧基苯基卟啉植入金属有机框架的制备和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973999A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-02-16 | 西北师范大学 | 一种碳链长度为6的三甲氧基巯基卟啉 |
| US20110238001A1 (en) * | 2005-02-02 | 2011-09-29 | Wei Chen | Nanoparticle based photodynamic therapy and methods of making and using same |
| CN107001031A (zh) * | 2014-10-14 | 2017-08-01 | 芝加哥大学 | 用于光动力疗法、x射线诱导的光动力疗法、放射疗法、化学疗法、免疫疗法及其任意组合的纳米颗粒 |
-
2017
- 2017-11-13 CN CN201711114219.4A patent/CN107641203B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110238001A1 (en) * | 2005-02-02 | 2011-09-29 | Wei Chen | Nanoparticle based photodynamic therapy and methods of making and using same |
| CN101973999A (zh) * | 2010-09-10 | 2011-02-16 | 西北师范大学 | 一种碳链长度为6的三甲氧基巯基卟啉 |
| CN107001031A (zh) * | 2014-10-14 | 2017-08-01 | 芝加哥大学 | 用于光动力疗法、x射线诱导的光动力疗法、放射疗法、化学疗法、免疫疗法及其任意组合的纳米颗粒 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| YUJIA SUN ET AL: "An In Situ One-Pot Synthetic Approach towards Multivariate Zirconium MOFs", 《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》 * |
| 于璐洋等: "巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极测定水中痕量重金属镉", 《天津工业大学学报》 * |
| 杨建东: "卟啉自组装材料综述", 《首都师范大学学报（自然科学版）》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109126877A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-04 | 西北师范大学 | 一种铁（iii）四羧基苯基卟啉植入金属有机框架的制备和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107641203B (zh) | 2020-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107759803A (zh) | 一种四巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 | |
| Lu et al. | Carbon dot-decorated porous organic cage as fluorescent sensor for rapid discrimination of nitrophenol isomers and chiral alcohols | |
| Fu et al. | UiO-66 metal-organic frameworks/gold nanoparticles based substrates for SERS analysis of food samples | |
| Dolanský et al. | Antibacterial nitric oxide-and singlet oxygen-releasing polystyrene nanoparticles responsive to light and temperature triggers | |
| CN108727605B (zh) | 基于稠环配体构筑的氢键有机框架材料、其制备方法及应用 | |
| Sun et al. | Controlled transformation from nanorods to vesicles induced by cyclomaltoheptaoses (β-cyclodextrins) | |
| Mendoza et al. | Improving continuous flow singlet oxygen photooxygenation reactions with functionalized mesoporous silica nanoparticles | |
| CN103756667A (zh) | 具有上转换发光性质的硫氢根离子纳米传感材料及其制备方法 | |
| CN107828066B (zh) | 四巯基卟啉修饰的金属有机框架纳米材料及其制备方法和用途 | |
| CN106221693B (zh) | 一种可重复利用的亚硝酸根传感纳米材料的制备方法 | |
| CN107641203A (zh) | 一种a3b型单巯基卟啉化合物及其制备方法和用途 | |
| An et al. | Convenient ultrasonic preparation of a water stable cluster-based Cadmium (II) coordination material and highly sensitive fluorescent sensing for biomarkers DPA and 5-HT | |
| CN108176413B (zh) | 一种季铵盐型Mn(III)卟啉-SiO2催化剂的制备及应用 | |
| CN113045455B (zh) | 具有近红外发射、高单线态氧产率的聚集诱导发光型光敏剂及其制备方法、应用 | |
| Huang et al. | Fluorescence ‘‘turn-on’’probe for the selective detection of water in organic solvents based on functionalized mesoporous silica | |
| de Jesus Trindade et al. | Covalent attachment of 4-amino-1, 8-naphthalimides onto the walls of mesoporous molecular sieves MCM-41 and SBA-15 | |
| Mafukidze et al. | A comparative study of the singlet oxygen generation capability of a zinc phthalocyanine linked to graphene quantum dots through π-π stacking and covalent conjugation when embedded in asymmetric polymer membranes | |
| CN107652445A (zh) | 一种a3b型单巯基卟啉修饰的金属有机框架纳米材料及其制备方法和用途 | |
| CN110437239A (zh) | 装载四-(n-甲基烯丙基胺)酞菁化合物的金属有机框架材料及制备方法和应用 | |
| KR102094903B1 (ko) | 고분산성 아연프탈로시아닌-실리카나노튜브 및 이의 제조방법 | |
| Günsel et al. | Novel Graphene Oxide/Zinc Phthalocyanine Composites Bearing 3‐Chloro‐4‐Fluorophenoxy: Potential Usage for Sono/Photochemical Applications | |
| Zhang et al. | Unique Supramolecular Assembly of Wheel‐Shaped Nanoscale Polyanions with a Hydrophobic Core | |
| Shaikh et al. | Flower‐Like Morphology of Naphthalene Diimides Containing tetra‐L‐and D‐Alanine | |
| Hao et al. | Chlorin based metal-organic frameworks for highly selective and sensitive detection of phosphate | |
| CN110437466A (zh) | 一种主客体络合的超分子聚合物网状凝胶及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200929 Termination date: 20211113 |