CN112125924A - 一种螺旋寡聚物、仿生离子通道、制备方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医药技术领域，具体公开了一种螺旋寡聚物、仿生离子通道、制备方法、应用，所述螺旋寡聚物可以作为高效的离子传输通道，具体的结构如下式所示：

本发明通过π‑π堆积形成线性超分子通道，传输效率达到了和天然蛋白通道短杆菌肽A一个活性数量级，而且所述螺旋寡聚物在具有高效传输活性的同时还对K⁺选择性的传输，解决了现有人工离子通道存在难以实现在保证高效率传输的情况下对单一的金属离子进行选择性跨膜传输的问题；而本发明提供的制备方法可操作性好，制备得到的螺旋寡聚物在医药领域用于治疗通道类疾病中具有很高的潜在应用价值。

Description

一种螺旋寡聚物、仿生离子通道、制备方法、应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体是一种螺旋寡聚物、仿生离子通道、制备方法、应用。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对于身体健康的关注度也在不断提高。其中，生命体细胞膜上存在着多种多样的离子通道，其中特异性传输的钠钾离子通道参与诸如肌肉收缩、信号传导、维持渗透压平衡等生命活动，离子通道的不正常工作则会导致通道类疾病，具体表现在编码离子通道亚单位的基因发生突变或表达异常，或体内出现针对通道的病理性内源性物质时，离子通道的功能发生不同程度的减弱或增强，导致机体整体生理功能紊乱，形成某些先天性或后天获得性疾病。

目前，仿生人工合成离子通道则为治疗通道类疾病提供一种新的解决方法，替代细胞中不能正常工作的离子通道。现有的人工合成离子通道有很多种类，其中，以冠醚作为构筑基元的通道，因冠醚本身的性质对不同的碱金属离子有不同的结合能力及选择性，所以构筑的离子通道对某一金属离子有着一定的选择性传输的能力；芳香折叠分子因其结构具有高度的可预测性及稳定性，所以被用来深入设计研究具有特定结构分子的功能；而具有螺旋结构的芳香折叠分子，其自身能够折叠形成带有负电的极性空腔并且通过π-π堆积成线性的超分子结构，从而实现嵌入磷脂双分子层膜并传输金属离子。

但是，以上的技术方案在实际使用时存在以下不足：现有的各种人工离子通道很难实现保证高效率传输的情况下对单一的金属离子进行选择性跨膜传输。比如，冠醚体系的离子通道可以实现对K⁺的选择性传输，但是其传输活性跟短杆菌肽A相比还有一定差距；部分大环类和螺旋类超分子通道可以实现对K⁺的选择性传输，但是其通道传输活性和自然界的短杆菌肽A相比还有一定差距；也有单分子的离子通道可以实现较高的传输活性，但是其对单一离子的选择性传输要差一些；有一部分人工合成的离子通道其自身长度足够跨越磷脂双分子层的疏水区域，这种单分子通道与超分子通道相比，虽然其传输活性有了显著的提高，但是单分子通道往往都是有一定分布的聚合物，其结构不像寡聚物或小分子一样清晰明确。作为治疗离子通道类疾病的潜在药物分子，不具有高效的传输活性和高传输特异性，那么很难应用到生物及临床试验中去。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋寡聚物，以解决上述背景技术中提出的现有人工离子通道存在难以实现在保证高效率传输的情况下对单一的金属离子进行选择性跨膜传输的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺旋寡聚物，其结构如式1所示：

其中

iPr是异丙基，Me是甲基。

本发明实施例的另一目的在于提供一种所述螺旋寡聚物的制备方法，具体包括以下步骤：

将具有式6所示结构的含氮化合物溶解在有机溶剂中，然后加入反应物PPh₃(三苯基膦)、TEA(三乙胺)和CCl₄(四氯化碳)进行混合均匀，再在保护气体的保护下于70-90℃进行回流反应(回流至原料点消失)，反应产物除去有机溶剂后进行提纯，得到所述螺旋寡聚物；

其中，所述式6所示结构如下：

式中，iPr是异丙基，Me是甲基。

作为本发明进一步的方案：在所述的螺旋寡聚物的制备方法中，所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法具体包括以下步骤：

1)提供如下结构式(式2)表示的邻菲啰啉单体：

2)将步骤1)中提供的所述邻菲啰啉单体溶解在四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，然后在冰水浴条件下滴加氢氧化钾的甲醇溶液并搅拌反应20-48小时，反应完后进行减压旋转蒸发除去溶剂，再调节pH值至4-5之间，萃取并收集有机相，提纯，得到如下式3表示的化合物：

3)提供如式4表示的化合物：

4)将步骤3)中提供的如式4表示的化合物分散至甲醇中，然后加入水合肼进行反应，反应结束后减压旋蒸，静置，抽滤，得到如下式5表示的化合物：

5)在氮气环境下，将步骤2)中提供的如式3表示的化合物和步骤4)中提供的如式5表示的化合物共同溶解在干燥的DMF(二甲基甲酰胺)中，加入PyBOP(六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷)和TEA(三乙胺)混合均匀，然后在70-80℃进行搅拌反应并用薄层层析法监测至原料点消失，反应后减压旋转蒸发除去溶剂，将固体干燥后用层析柱(洗脱剂为二氯甲烷和甲醇)提纯得到所述具有式6所示结构的含氮化合物。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的螺旋寡聚物的制备方法制备得到的螺旋寡聚物。

本发明实施例的另一目的在于提供一种仿生离子通道，所述仿生离子通道部分或全部包含上述的螺旋寡聚物。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的仿生离子通道在制备用于治疗离子通道病的药物中的应用。

作为本发明再进一步的方案：在所述仿生离子通道在制备用于治疗离子通道病的药物中的应用中，所述离子通道病具体表现在编码离子通道亚单位的基因发生突变或表达异常，或体内出现针对通道的病理性内源性物质时，离子通道的功能发生不同程度的减弱或增强，导致机体整体生理功能紊乱，形成某些先天性或后天获得性疾病，主要累及神经、肌肉、心脏、肾脏等系统和器官，一般离子通道病主要包括涉及钾、钠、钙、氯通道领域的疾病。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的螺旋寡聚物属于一种新型的螺旋寡聚物通道分子，可以作为高效的离子传输通道，通过π-π堆积形成线性超分子通道，相比于现有的寡聚物通道其传输效率提高了两个数量级，传输效率达到了和天然蛋白通道短杆菌肽A一个活性数量级，而且所述螺旋寡聚物在具有高效传输活性的同时还对K⁺选择性的传输，解决了现有人工离子通道存在难以实现在保证高效率传输的情况下对单一的金属离子进行选择性跨膜传输的问题；而本发明提供的螺旋寡聚物的制备方法可操作性好，制备得到的螺旋寡聚物在医药领域用于治疗通道类疾病中具有很高的潜在应用价值，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明一实施例制备的含氮化合物的核磁共振氢谱图。

图2为本发明一实施例制备的含氮化合物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图。

图3为本发明一实施例制备的螺旋寡聚物的核磁共振氢谱图。

图4为本发明一实施例制备的螺旋寡聚物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图。

图5为本发明一实施例提供的离子传输实验原理图。

图6为本发明一实施例制备的螺旋寡聚物的离子传输实验结果图。

图7为本发明一实施例制备的螺旋寡聚物的离子传输过程的荧光强度检测结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护苑围。

本发明实施例提供的一种螺旋寡聚物，其结构如式1所示：

其中

iPr是异丙基，Me是甲基。

作为本发明的另一优选实施例，具体的，所述螺旋寡聚物的分子结构是由中间一个吡啶的两边通过噁二唑各连接一个带有异丙基侧链的邻菲啰啉单元构成。本发明通过利用邻菲啰啉和噁二唑上各自氮原子的静电排斥而设计并合成所述螺旋寡聚物，属于一个全新的通道小分子，在此之前并未有人报道其结构。

本发明实施例还提供一种所述螺旋寡聚物的制备方法，具体包括以下步骤：

将具有式6所示结构的含氮化合物溶解在有机溶剂中，然后加入反应物PPh₃(三苯基膦)、TEA(三乙胺)和CCl₄(四氯化碳)进行混合均匀，再在保护气体的保护下于70-90℃进行回流反应(回流至原料点消失)，反应产物除去有机溶剂后进行提纯，得到所述螺旋寡聚物；

其中，所述式6所示结构如下：

式中，iPr是异丙基，Me是甲基。

优选的，在所述螺旋寡聚物的制备方法中，所述回流反应的温度是80℃。

作为本发明的另一优选实施例，在所述螺旋寡聚物的制备方法中，所述具有式6所示结构的含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.2-0.8：0.8-2：1.5-3：0.8-2的比例进行混合均匀。

优选的，所述具有式6所示结构的含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.5：1.2：2：1.2的比例进行混合均匀。

作为本发明的另一优选实施例，所述有机溶剂可以是氯仿，也可以是其他的有机溶剂，例如：乙腈、吡啶、苯酚、芳香烃类(苯、甲苯、二甲苯等)、脂肪烃类(戊烷、己烷、辛烷等)、脂环烃类(环己烷、环己酮、甲苯环己酮等)、卤化烃类(氯苯、二氯苯等)、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇等)、醚类(乙醚、环氧丙烷等)、酯类(醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等)、酮类(丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮等)、二醇衍生物(乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等)等，还可以是以上有机溶剂的混合使用。优选的，所述有机溶剂是干燥的氯仿。

作为本发明的另一优选实施例，所述保护气体可以是惰性气体(例如氦气、氩气等)或活性气体(例如二氧化碳、氮气、氢气等)，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。

优选的，所述保护气体是氮气。

作为本发明的另一优选实施例，在所述的螺旋寡聚物的制备方法中，所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法具体包括以下步骤：

1)提供如下结构式(式2)表示的邻菲啰啉单体：

2)将步骤1)中提供的所述邻菲啰啉单体溶解在四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，然后在冰水浴条件下滴加氢氧化钾的甲醇溶液并搅拌反应20-48小时，反应完后进行减压旋转蒸发除去溶剂，再调节pH值至4-5之间，萃取并收集有机相，提纯，得到如下式3表示的化合物：

3)提供如式4表示的化合物：

4)将步骤3)中提供的如式4表示的化合物分散至甲醇中，然后加入水合肼进行反应，反应结束后减压旋蒸，静置，抽滤，得到如下式5表示的化合物：

5)在氮气环境下，将步骤2)中提供的如式3表示的化合物和步骤4)中提供的如式5表示的化合物共同溶解在干燥的DMF(二甲基甲酰胺)中，加入PyBOP(六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷)和TEA(三乙胺)混合均匀，然后在70-80℃进行搅拌反应并用薄层层析法监测至原料点消失，反应后减压旋转蒸发除去溶剂，将固体干燥后用层析柱(洗脱剂为二氯甲烷和甲醇)提纯得到所述具有式6所示结构的含氮化合物。

优选的，在所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法中，所述搅拌反应的温度是75℃。

作为本发明的另一优选实施例，在所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法中，步骤2)中如式3表示的化合物、步骤4)中如式5表示的化合物、PyBOP与TEA是按照摩尔比为1-3：0.6-1.6：1.5-3：1.5-3的比例进行混合均匀。

优选的，在所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法中，步骤2)中如式3表示的化合物、步骤4)中如式5表示的化合物、PyBOP与TEA是按照摩尔比为2：1：2.2：2.2的比例进行混合均匀。

作为本发明的另一优选实施例，在所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法中，所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是1-3:1-10。优选的，所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是1:1。

作为本发明的另一优选实施例，在所述具有式6所示结构的含氮化合物的制备方法中，所述氢氧化钾的甲醇溶液中氢氧化钾的浓度是1-60wt％。优选的，所述氢氧化钾的甲醇溶液中氢氧化钾的浓度是45wt％，或者是氢氧化钾(0.3g，5.3mmol)溶于5mL甲醇中。

作为本发明的另一优选实施例，所述邻菲啰啉单体是依次通过邻硝基苯胺与丁炔二酸二甲酯进行两次加成、然后用二苯醚进行两次关环、再用2-溴丙烷和碳酸钾反应上侧链获得，其各个合成过程是现有技术公开的技术内容，例如，可以参照公开发表的文献(参考文献1：Biomimetic Transmembrane Channels with High Stability andTransporting Efficiency from Helically Folded Macromolecules(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,9723–9727)。参考文献2：Highly Selective ArtificialPotassium Ion Channels Constructed from Pore-Containing Helical Oligomers(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,12668–12671)。参考文献3：Pyridine/Oxadiazole-BasedHelical Foldamer Ion Channels with Exceptionally High K⁺/Na⁺Selectivity(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,1440–1444))进行操作，这里并不作赘述。

本发明实施例还提供一种采用上述的螺旋寡聚物的制备方法制备得到的螺旋寡聚物。

需要说明的是，由于所述螺旋寡聚物的分子结构是由中间一个吡啶的两边通过噁二唑各连接一个带有异丙基侧链的邻菲啰啉单元构成，属于一种新型的螺旋寡聚物通道分子，其对离子的传输具有以下两个突出的特点：1)接近自然界通道短杆菌肽A的传输活性；2)对K⁺具有目前最高的选择性传输能力，它可作为治疗离子通道类疾病的潜在药物分子。

需要进一步说明的是，在本发明中，除另有说明外，所有结构式中的iPr是异丙基，Me是甲基，这里并不作赘述。

本发明实施例还提供一种仿生离子通道，所述仿生离子通道部分或全部包含上述的螺旋寡聚物。

本发明实施例还提供一种上述的仿生离子通道在制备用于治疗离子通道病的药物中的应用。

作为本发明的另一优选实施例，在所述仿生离子通道在制备用于治疗离子通道病的药物中的应用中，所述离子通道病具体表现在编码离子通道亚单位的基因发生突变或表达异常，或体内出现针对通道的病理性内源性物质时，离子通道的功能发生不同程度的减弱或增强，导致机体整体生理功能紊乱，形成某些先天性或后天获得性疾病，主要累及神经、肌肉、心脏、肾脏等系统和器官，一般离子通道病主要包括涉及钾、钠、钙、氯通道领域的疾病。

以下通过列举具体实施例对本发明的螺旋寡聚物的技术效果做进一步的说明。

实施例1

一种螺旋寡聚物的制备方法，所述螺旋寡聚物具体结构如式1所示：

其中

iPr是异丙基，Me是甲基；所述螺旋寡聚物对应的合成路线如下：

在本实施例中，所述螺旋寡聚物具体的制备方法包括以下步骤：

1)提供如下式2表示的邻菲啰啉单体：

2)将步骤1)中提供的所述邻菲啰啉单体(2g，4.9mmol)溶解在四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中(所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是1:1，混合溶剂用量30mL)，在冰水浴情况下将溶解了氢氧化钾(0.3g，5.3mmol)的甲醇溶液(5mL)逐滴的加入到邻菲啰啉单体的溶液中并搅拌24小时，整个实验过程用薄层层析法监测反应；原料反应完后先减压旋转蒸发除去溶剂，再用1mol/L的盐酸水溶液将产物pH值调至4-5之间，接着加二氯甲烷萃取并收集有机相，最后用层析柱提纯得到如下式3表示的化合物：

(式3表示的化合物共计0.87g，产率45％)；

3)提供如式4表示的化合物：

4)将步骤3)中提供的如式4表示的化合物(5g，19.8mmol)分散到40mL甲醇中，搅拌的同时将水合肼(4.9g，98.9mmol)逐滴加入，原料反应结束后减压蒸发出一半甲醇浓缩粗产品，放在4℃层析柜中静置2小时后抽滤并收集滤饼，得到如下式5表示的化合物：

(式5表示的化合物共计4.5g，产率90％)；

5)在氮气环境下，将步骤2)中提供的如式3表示的化合物(800mg，2.0mmol)和步骤4)中提供的如式5表示的化合物(253mg，1.0mmol)共同溶解在10mL干燥的DMF(二甲基甲酰胺)中，加入PyBOP(1.2g，2.2mmol)和TEA(0.2g，2.2mmol)混合均匀，然后在75℃进行搅拌反应并用薄层层析法监测至原料点消失，反应后减压旋转蒸发除去溶剂，将固体干燥后用层析柱(洗脱剂为二氯甲烷和甲醇)提纯得到具有式6所示结构的含氮化合物：

(式6表示的化合物共计587.8mg，产率58％)；

6)将具有式6所示结构的含氮化合物(500mg，0.5mmol)溶解在10mL干燥的氯仿中，然后加入反应物PPh₃(314.4mg，1.2mmol)、TEA(202mg，2.0mmol)和四氯化碳(185mg，1.2mmol)进行混合均匀，混合的溶液在氮气环境保护下80℃回流至原料点消失，反应产物减压除去氯仿溶剂后，固体用二氯甲烷再次溶解，用层析柱初步提纯得到粗产品，将粗产品用尽可能少的甲醇加热溶解后放置在4℃层析柜中静置析出，抽滤并用冰甲醇洗涤收集的固体即为所述螺旋寡聚物(169mg，产率35％)。

实施例2

将实施例1中制备的具有式6所示结构的含氮化合物进行验证。具体是进行核磁共振(NMR)分析与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析，具体的检测方法参照现有设备的操作说明，这里并不作赘述，对应得到的核磁共振氢谱图与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图分别如图1与图2所示。

其中，图1是实施例1中制备的具有式6所示结构的含氮化合物的核磁共振氢谱图，从图1中的¹H NMR中显示，在化学位移8.60ppm、8.38ppm、8.14-7.96ppm，峰积分面积分别2、2、6，对应的是分子中苯环骨架上的氢；在化学位移5.39ppm、5.16ppm、4.94ppm，三个多重峰对应的是吡啶及邻菲啰啉骨架上侧链的次甲基氢，峰积分面积分别为2、2、1；分子上的两个酯基氢所对应的单峰在4.25ppm，峰积分面积为6；谱图上化学位移1.72ppm、1.59ppm、1.48ppm的三个双重峰对应的是侧链上甲基氢，峰面积积分分别为12、12、6。由于分子结构本身有酰肼及大量的苯环结构，所以其在一般的溶剂中容易堆积。为了得到清晰的¹H NMR谱图，氘代氯仿中加入了30μL氘代三氟乙酸助溶并且破坏堆积使分子在氘代氯仿里呈单分散状态，也正是氘代三氟乙酸的加入使得酰肼的氢在¹H NMR谱图上被取代消失。综上所述，¹H NMR有力的证明了实施例1中制备的是具有式6所示结构的含氮化合物。

图2是实施例1中制备的具有式6所示结构的含氮化合物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图。式6所示结构的含氮化合物的理论计算摩尔分子量为1013.39g/mol，如图2所示，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)中，得到了1013.96的化合物本身的分子量以及结合Na⁺的分子量1035.92。以上一维氢谱及质谱证明得到了具有式6所示结构的含氮化合物。

实施例3

将实施例1中制备的具有式1所示结构的螺旋寡聚物进行验证。具体是进行核磁共振(NMR)分析与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析，具体的检测方法参照现有设备的操作说明，这里并不作赘述，对应得到的核磁共振氢谱图与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图分别如图3与图4所示。

其中，图3是所述螺旋寡聚物的核磁共振氢谱图，从图3中的¹H NMR(一维氢谱核磁数据)中显示，化学位移在8.21-6.08ppm之间出现了2个双重峰3个单重峰，峰积分面积都是2，对应的是分子骨架上的氢；化合物分子的异丙基侧链上的次甲基氢对应在图3上5.3ppm、5.02ppm、4.29ppm处，峰积分面积分别为2、2、1；3.29ppm处峰积分面积为6的单重峰对应的是分子末端的两个甲基；图3中¹H NMR在1.89-1.34ppm上的5个双重峰对应的则是分子侧链上的甲基；所以¹H NMR数据分析证明得到所述螺旋寡聚物。

图4是实施例1中制备的螺旋寡聚物的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图。从图中看到了1000.63的分子量，正好对应[M+Na]⁺的分子量(理论摩尔分子量为1000.37g/mol)。综上所述，¹H NMR和MALDI-TOF MS证明合成了所述螺旋寡聚物。

实施例4

本发明实施例1中设计并合成的螺旋寡聚物通道分子结构明确，分子内有邻菲啰啉单体所以更容易通过π-π堆积形成线性超分子通道。离子传输实验可以证明所合成的通道是否具有高效的传输活性以及是否能对某一离子的选择性传输。下面对本发明实施例1中制备的所述螺旋寡聚物进行离子传输实验，离子传输实验原理大致如图5所示：卵磷脂自发组装成的脂质体小球内部包裹的溶液成分为：100mM(即100mmol/L)的NaCl，1mM的HPTS(8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐，激发＝460nm，发射＝510nm)，10mM的pH＝7.0的HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)缓冲溶液。脂质体小球外的溶液是：100mM的NaCl或KCl，10mM的pH＝7.6的HEPES缓冲溶液。HPTS是一个对pH值敏感的荧光指示剂，当离子通道嵌入到脂质体上时，脂质体内外的pH梯度差会驱动外部的离子进入脂质体内同时H⁺流出脂质体，从而使HPTS的荧光强度发生变化。短杆菌肽A(记作gA)是一种自然界中存在的离子通道，具有很高的离子传输活性。用HPTS的方法将本发明实施例中制备的螺旋寡聚物(记作实施例1)和gA进行离子传输实验的对比。在相同的条件下分别对螺旋寡聚物和gA测试一系列不同浓度下的离子传输实验，具体的离子传输实验结果如图6所示：螺旋寡聚物和gA的传输活性均对着浓度的增高而提高，当达到一定浓度时离子传输活性都趋向于平衡。通过对数据进行拟合可以计算出螺旋寡聚物和gA的EC₅₀值，这个值是当传输活性达到50％时候所对应的通道的浓度，所以通过EC₅₀值可以对比螺旋通道和gA的离子传输活性。拟合后发现实施例1和gA的EC₅₀值分别为35nM和5nM，然而螺旋寡聚物大概要8个分子堆积才能跨膜形成传输通道，而gA则是通过二聚体的形式堆积形成通道，所以螺旋寡聚物和gA的作用浓度分别为4.4nM和2.5nM。通过和gA的离子传输实验对比，可以得出结论：本发明中的螺旋寡聚物具有与自然界中gA相当的离子传输活性，处于同一数量级。

实施例5

为了验证实施例1中制备的螺旋寡聚物的高效的选择性传输性能。将实施例1中制备的螺旋寡聚物进行离子传输过程的荧光强度检测。本发明中的螺旋寡聚物除了具有传输高效的特点外，还对K⁺具有高效的选择性传输的性质，高效的选择性传输这个特征对于螺旋寡聚物在医药领域的应用提供了很大的潜在可能性。同样通过离子传输实验进行验证，脂质体外部的金属离子分别用氯化钠和氯化钾做对比，具体的离子传输过程的荧光强度检测结果如图7所示，其中，如图7中(a)图所示，这是现有的一个人造特异性传输K⁺的通道离子传输实验图，从实验结果可以看出此通道在离子传输的300s内脂质体外部是K⁺的情况下荧光强度一直在缓慢上升，而外部是Na⁺的则荧光几乎没有变化。图7中(b)图是螺旋寡聚物的离子传输实验，当脂质体外部是Na⁺时，同样和已经发表的通道一样几乎没有荧光强度的变化；但是当外部换成K⁺时，其荧光强度则会在前50s的时间内迅速达到平衡点并不在变化。通过螺旋寡聚物(图7b)和已经发表的离子通道(图7a)离子传输实验进行对比可以发现螺旋寡聚物同样具有K⁺选择性传输的特性并且在很短的时间内达到平衡。除了明显荧光强度直观变化对比，用一级速率方程分别对图7(a)和图7(b)中的荧光强度变化进行拟合，图7(a)中K⁺和Na⁺的一级速率常数比值最大可以达到22.5，而图7(b)中K⁺和Na⁺的一级速率常数比值最大可以达到30.8。所以本发明中的螺旋寡聚物是一个对K⁺具有高效选择性传输的螺旋通道。

实施例6

结合以上实施例1-5的结果，可以看出，本发明中的螺旋寡聚物是一个高效的离子传输通道，相比目前所拥有的寡聚物通道其传输效率提高了两个数量级，传输效率达到了和天然蛋白通道gA一个活性数量级。螺旋寡聚物在保证如此高的传输活性的同时，还对K⁺有着非常高的选择性传输能力，其K⁺/Na⁺选择比可以达到30.8。本发明中的螺旋寡聚物在具有高效传输活性的同时还对K⁺选择性的传输，所以这个结构将来在医药领域用于治疗通道类疾病具有很高的潜在应用价值。

实施例7

一种螺旋寡聚物，其结构如式1所示：

其中

iPr是异丙基，Me是甲基。

所述螺旋寡聚物对应的合成路线如下：

在本实施例中，所述螺旋寡聚物具体的制备方法包括以下步骤：

将具有式6所示结构的含氮化合物溶解在干燥的氯仿中，然后加入反应物PPh₃(三苯基膦)、TEA(三乙胺)和CCl₄(四氯化碳)进行混合均匀，再在氮气的保护下于80℃进行回流反应(回流至原料点消失)，反应产物除去有机溶剂后进行提纯，得到所述螺旋寡聚物；其中，所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.5：1.2：2：1.2的比例进行混合均匀。

实施例8

与实施例7相比，除了将氮气替换为氦气外，其他与实施例7相同。

实施例9

与实施例1相比，除了将氮气替换为氦气外，其他与实施例1相同。

实施例10

与实施例7相比，除了将氮气替换为氩气外，其他与实施例7相同。

实施例11

与实施例7相比，除了所述回流反应的温度是70℃外，其他与实施例7相同。

实施例12

与实施例7相比，除了所述回流反应的温度是90℃外，其他与实施例7相同。

实施例13

与实施例7相比，除了所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.2：0.8：1.5：0.8的比例进行混合均匀外，其他与实施例7相同。

实施例14

与实施例7相比，除了所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.8：2：3：2的比例进行混合均匀外，其他与实施例7相同。

实施例15

与实施例7相比，除了所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.2：2：3：2的比例进行混合均匀外，其他与实施例7相同。

实施例16

与实施例7相比，除了所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.8：0.8：1.5：0.8的比例进行混合均匀外，其他与实施例7相同。

实施例17

与实施例1相比，除了滴加氢氧化钾的甲醇溶液并搅拌反应的时间是20小时外，其他与实施例1相同。

实施例18

与实施例1相比，除了滴加氢氧化钾的甲醇溶液并搅拌反应的时间是48小时外，其他与实施例1相同。

实施例19

与实施例1相比，除了加入PyBOP和TEA混合均匀后进行搅拌反应的温度是70℃外，其他与实施例1相同。

实施例20

与实施例1相比，除了加入PyBOP和TEA混合均匀后进行搅拌反应的温度是80℃外，其他与实施例1相同。

实施例21

与实施例1相比，除了步骤2)中如式3表示的化合物、步骤4)中如式5表示的化合物、PyBOP与TEA是按照摩尔比为1：0.6：1.5：1.5的比例进行混合均匀外，其他与实施例1相同。

实施例22

与实施例1相比，除了步骤2)中如式3表示的化合物、步骤4)中如式5表示的化合物、PyBOP与TEA是按照摩尔比为3：1.6：3：3的比例进行混合均匀外，其他与实施例1相同。

实施例23

与实施例1相比，除了所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是1:10外，其他与实施例1相同。

实施例24

与实施例1相比，除了所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是3:1外，其他与实施例1相同。

实施例25

与实施例1相比，除了所述氢氧化钾的甲醇溶液中氢氧化钾的浓度是1wt％外，其他与实施例1相同。

实施例26

与实施例1相比，除了所述氢氧化钾的甲醇溶液中氢氧化钾的浓度是60wt％外，其他与实施例1相同。

综上表明，本发明实施例中提供的螺旋寡聚物是一个高效的离子传输通道，相比目前所拥有的寡聚物通道其传输效率提高了两个数量级，传输效率达到了和天然蛋白通道gA一个活性数量级。本发明中的螺旋寡聚物在具有高效传输活性的同时还对K⁺选择性的传输，在医药领域用于治疗通道类疾病具有很高的潜在应用价值。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种螺旋寡聚物，其结构如下式所示：

其中

iPr是异丙基，Me是甲基。

2.一种如权利要求1所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将具有式6所示结构的含氮化合物溶解在有机溶剂中，然后加入三苯基膦、三乙胺和四氯化碳进行混合均匀，再在保护气体的保护下于70-90℃进行回流反应，反应产物除去有机溶剂后进行提纯，得到所述螺旋寡聚物；其中，式6所示结构如下：

式中，iPr是异丙基，Me是甲基。

3.根据权利要求2所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，在所述的螺旋寡聚物的制备方法中，所述含氮化合物与三苯基膦、三乙胺和四氯化碳是按照摩尔比为0.2-0.8：0.8-2：1.5-3：0.8-2的比例进行混合均匀。

4.根据权利要求2所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，所述含氮化合物的制备方法具体包括以下步骤：

1)提供如下结构式表示的邻菲啰啉单体：

2)将步骤1)中提供的所述邻菲啰啉单体溶解在四氢呋喃和甲醇的混合溶剂中，然后在冰水浴条件下滴加氢氧化钾的甲醇溶液并搅拌反应20-48小时，反应完后进行减压旋转蒸发，再调节pH值至4-5，萃取并收集有机相，提纯，得到如式3表示的化合物：

3)提供如式4表示的化合物：

4)将步骤3)中提供的如式4表示的化合物分散至甲醇中，然后加入水合肼进行反应，反应结束后减压旋蒸，静置，抽滤，得到如式5表示的化合物：

5)在氮气环境下，将步骤2)中如式3表示的化合物和步骤4)中如式5表示的化合物共同溶解在二甲基甲酰胺中，加入六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷和三乙胺混合均匀，然后在70-80℃进行搅拌反应，反应后进行减压旋转蒸发，干燥，提纯，得到所述含氮化合物。

5.根据权利要求4所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，在所述含氮化合物的制备方法中，步骤2)中如式3表示的化合物、步骤4)中如式5表示的化合物、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷与三乙胺是按照摩尔比为1-3：0.6-1.6：1.5-3：1.5-3的比例进行混合均匀。

6.根据权利要求4所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，在所述含氮化合物的制备方法中，所述混合溶剂中四氢呋喃与甲醇的体积比是1-3:1-10。

7.根据权利要求4所述的螺旋寡聚物的制备方法，其特征在于，在所述含氮化合物的制备方法中，所述氢氧化钾的甲醇溶液中氢氧化钾的浓度是1-60wt％。

8.一种采用权利要求2-7任一所述的螺旋寡聚物的制备方法制备得到的螺旋寡聚物。

9.一种仿生离子通道，其特征在于，部分或全部包含如权利要求1或8所述的螺旋寡聚物。

10.一种如权利要求9所述的仿生离子通道在制备用于治疗离子通道病的药物中的应用。

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