CN114249754B - 基于内过氧结构的分子氧输送剂及应用 - Google Patents

Abstract

基于内过氧结构的分子氧输送剂及应用，属于生物医药领域。设计的分子氧输送剂由内过氧分子和DABCO（1,4‑二氮杂二环[2.2.2]辛烷）组成。内过氧结构作为氧载体可释放分子氧和单线态氧，通过DABCO将单线态氧转化为分子氧，使整个体系高效的释放分子氧。分子氧的释放速度通过不同的内过氧结构进行调控，DABCO在转换单线态氧为分子氧的同时又可提高体系的水溶性。这种分子氧输送体系可为低氧组织输送氧气，缓解低氧带来的组织及器官损伤，具有广泛的应用前景。

Description

基于内过氧结构的分子氧输送剂及应用

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，特别涉及基于内过氧结构的分子氧输送剂及应用。

背景技术

氧气的缺失可使健康组织处于危险的状态，尤其是对氧气比较敏感的器官如心脏等影响更大。在再生医学及组织工程中，由低氧导致的工程组织及移植细胞的坏死一直是个科学难题。此外，由细胞坏死，蛋白聚集等导致的低氧同样给组织的正常功能造成了一定的影响。为了解决低氧问题，开发氧载体具有重要的意义。例如富氧液体全氟碳化合物、硅酮油，以及可生物降解的聚合物均在一定程度缓解了低氧问题。但是，上述体系的氧气释放往往需要较长的时间，难以有效缓解低氧带来的细胞和组织危害。开发一种高效的、可控的分子氧输送剂具有重要的理论和现实意义。

发明内容

本发明的目的是开发高效的，可控的分子氧输送剂。开发的分子氧输送体系将内过氧分子和DABCO（1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷）分子进行结合。内过氧分子作为氧载体可释放分子氧和单线态氧，但是单线态氧具有一定的细胞毒性，直接释放会损害细胞及组织。而体系中的DABCO可将有毒的单线态氧高效的转化为分子氧进行释放，既提高分子氧产率的同时又消除了单线态氧对细胞的伤害。此外，DABCO的引入很大程度的提高了体系的水溶性，具有广阔的应用前景。

基于内过氧结构的分子氧输送剂，该分子氧输送剂具有如下结构：

其中，

各自独立为

、

、

或者

；

R¹-R³，R⁵-R⁷，R⁹-R¹²，R¹⁴-R¹⁶各自独立的为氢、羟基、三甲基硅基、氨基、碳原子数为2-6的烯基、碳原子数为2-6的炔基、碳原子数为1-2的烷氧基、碳原子数为1-6的烷胺基、碳原子数为2-6的烷氧基烷基、碳原子数为1-6的烷基、三氟甲基、卤素、碳原子数为2-6的烷氧基羰基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-10的杂环烷基或者

；

其中，x为1-2000的整数；

R⁴，R⁸，R¹³，R¹⁷各自独立的为

，其中，m为0-10的整数，n₁与n₂的和各自独立的为0-6的整数，n₃与n₄的和各自独立的为0-8的整数，n₅与n₆的和为0-7的整数，n₇与n₈的和为0-10的整数，n₉与n₁₀的和为0-4的整数，n为0-6的整数。

优选的，R¹-R³，R⁵-R⁷，R⁹-R¹²，R¹⁴-R¹⁶各自独立的为氢、羟基、三甲基硅基、氨基、碳原子数为1-6的烷基、碳原子数为6-20的芳基或者

；

其中，x为5-200的整数；

R⁴，R⁸，R¹³，R¹⁷各自独立的为

或者

，其中，n₁与n₂的和各自独立的为0-6的整数，m为0-10的整数，n为0-6的整数。

所述的一类分子氧输送剂作为分子氧载体输送分子氧的应用。

所述的一类分子氧输送剂用于制备为细胞、组织或器官输送氧气的药物。

本发明的有益效果：这类分子氧输送剂将内过氧分子与DABCO同时引入分子氧输送体系中，通过DABCO将内过氧分子释放的单线态氧高效的转化为分子氧进行释放，提高分子氧产率的同时消除了对细胞的伤害。分子氧的释放速度可通过设计不同的内过氧结构进行调控，此外，DABCO的引入很大程度的提高了体系的水溶性，使得该内过氧体系表现出较好的水溶性以及在缺氧条件下对NIH/3T3（小鼠胚胎成纤维细胞）增殖的促进作用。本发明涉及的氧载体及其还原产物均表现出良好的生物相容性和低细胞毒性，具有广泛的应用前景。

分子氧输送剂采用丁二酰亚胺酯化合物（化合物A）和连接有三乙烯二胺（DABCO）的氨基化合物（化合物B）反应制备，相应的丁二酰亚胺酯化合物、三乙烯二胺的氨基化合物均可采用常规化学合成方法得到，具体反应式如下：

附图说明

图1是内过氧化物7的单线态氧释放强度随时间的变化图。

图2是内过氧化物7a的体外单线态氧释放强度随时间的变化图。

图3是对照组的单线态氧释放强度随时间的变化图。

图4是内过氧化物7、7a以及对照组的单线态氧释放情况分析图。

图5是不同结构内过氧化物的分子氧释放情况图。

图6是低氧环境下内过氧化物7对细胞生长情况的影响图。

具体实施方式

本发明用以下实施例加以说明但不局限于此，其中除非另有说明，所有的份数和百分数均以重量计。

以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例：

实施例1

步骤a：化合物2的制备

先将3-(4-甲基萘-1-基)丙酸（1）（0.5 g，2.33 mmol）溶于8 mL二氯甲烷中溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72 g，3.78 mmol）并将混合物搅拌5小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（10:1，v/v）作为洗脱剂，得到白色粉末。¹H NMR(400 MHz, Chloroform-d) δ8.01 − 7.91 (m, 2H), 7.51 − 7.44 (m, 2H), 7.22 −7.17 (m, 2H), 3.42 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 2.96 (t, J = 8.0 Hz, 2H), 2.77 (s,4H), 2.60 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 168.1, 167.1, 132.7,132.2, 132.0, 130.4, 125.3, 125.0, 124.9, 124.6, 124.1, 122.6, 31.0, 26.7,24.6, 18.4; HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₁₈H₁₇NO₄ [M + Na]⁺ 334.1048, found334.1048.

步骤b：化合物4的制备

将哌嗪（3）（1.0 g，11.61 mmol）溶于50 mL甲苯，三乙胺（3.24 mL，23.22 mmol）和2,3-二溴丙酸乙酯（1.69 mL，11.61 mmol）随后加入反应体系。然后将混合物在80 ℃下加热并搅拌过夜。过滤所得黄色沉淀，浓缩滤液，得到油状物。通过硅胶柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中含5%-10%的甲醇）纯化粗产物以获得纯化合物。¹H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 4.25 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 3.47 (t, J = 8.4 Hz, 1H), 3.12 − 3.03 (m, 2H),2.97 − 2.87 (m, 3H), 2.83 − 2.67 (m, 5H), 1.31 (t, J = 7.1 Hz, 3H); ¹³C NMR(100 MHz, Chloroform-d)δ 171.8, 61.0, 57.2, 49.3, 48.7, 46.8, 46.2, 42,8,14.2.

步骤c：化合物5制备

1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-羧酸乙酯（4）（1.4g，溶解在1 mL甲苯中）在室温下在30分钟的时间内缓慢加入到20 mL乙二胺的溶液中。将所得溶液加热至反应温度50 ℃并搅拌过夜。在减压下蒸馏出过量的乙二胺，获得油状产物。¹H NMR (400 MHz,Chloroform-d) δ 7.11 (t, J = 5.6 Hz, 3H), 3.04 − 2.96 (m, 2H), 2.92 (t, J =8.7 Hz, 1H), 2.80 − 2.66 (m, 2H), 2.57 − 2.28 (m, 10H), 1.87 (s, 2H). ¹³C NMR(100 MHz, Chloroform-d) δ 171.6, 56.85, 48.4, 48.2, 46.4, 46.1, 42.7, 41.4,41.3.

步骤d：化合物6制备

向圆底烧瓶中加入2,5-二氧代吡咯烷-1-基3-(4-甲基萘-1-基)丙-庚酸酯（2）（0.68 g，2.18 mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（5）（1.3 g，6.54 mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54 mmol）在二甲基甲酰胺（6 mL）中的溶液在室温下搅拌5小时。通过TLC监测反应。然后用盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比9：1）纯化粗产物以获得纯化合物6。¹H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.01 − 7.93 (m, 2H), 7.49 − 7.44 (m, 2H),7.16 (s, 2H), 3.36 − 3.26 (m, 6H), 3.23 − 3.17 (m, 2H), 3.12 − 3.03 (m, 1H),2.96 − 2.88 (m, 3H), 2.82 − 2.67 (m, 5H), 2.59 (s, 3H), 2.54 (t, J = 7.7 Hz,2H). ¹³C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 171.9, 171.8, 133.9, 131.95, 131.9,130.6, 125.3, 124.67, 124.66, 124.4, 123.9, 123.0, 56.0, 47.7, 47.4, 45.6,45.3, 41.9, 39.2, 37.9, 36.5, 27.7, 18.4; HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₃H₃₀N₄O₂[M + H]⁺ 395.2442, found 395.2440.

步骤e：化合物7制备

先将N-(2-(3-(4-甲基萘-1-基)丙酰胺基)乙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-碳酰胺（6）（50 mg，0.13 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛围下搅拌18小时。反应过程中使用18 W，630 nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（50:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物。¹H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.36 − 7.30 (m,2H), 7.28 − 7.23 (m, 2H), 6.78 − 6.69 (m, 2H), 3.64 (t, J = 8.9 Hz, 1H), 3.51− 3.34 (m, 6H), 3.14 − 2.88 (m, 8H), 2.75 − 2.66 (m, 2H), 2.57 − 2.48 (m,2H), 1.86 (s, 3H).

实施例2

步骤a：化合物9的制备

先将化合物8（0.67 g，2.33 mmol）溶于10 mL二氯甲烷溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72g，3.78 mmol）并将混合物搅拌6小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（10:1，v/v）作为洗脱剂，得到白色粉末。HRMS-ESI(+) m/z calcd forC₂₁H₂₅NO₄Si [M + Na]⁺ 406.1553, found 406.6580.

步骤d：化合物10制备

向圆底烧瓶中加入化合物9（0.83 g，2.18 mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（5）（1.3 g，6.54 mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54mmol），在二甲基甲酰胺（6 mL）的溶液在室温下搅拌6小时。通过TLC监测反应。然后用盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比9：1）纯化粗产物以获得纯化合物10。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₆H₃₈N₄O₂Si [M +H]⁺ 467.2764, found 467.3582.

步骤e：化合物11制备

先将化合物10（61 mg，0.13 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛围下搅拌18小时。反应过程中使用18 W，630nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（50:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₆H₃₈N₄O₄Si [M+ H]⁺ 499.2662, found 499.3682.

实施例3

步骤a：化合物13的制备

在氩气氛围和避光条件下，将1，4-二甲基萘（12）（1.56 g，10.0 mmol）溶解在15mL氯仿中。在0 ℃ 冰浴条件下将溴溶液（0.54 mL，10.5 mmol）加入到反应混合物中。反应体系在室温下搅拌3个小时，通过TLC监测反应。然后，将反应混合物用20 mL氯仿稀释并用35 mL饱和Na₂S₂O₃溶液、35 mL水和35 mL饱和NaCl洗涤，合并有机层并用无水Na₂SO₄干燥。通过硅胶柱色谱法提纯，正己烷为洗脱剂，得到无色油状产物。

步骤b：化合物14的制备

将化合物2-溴-1，4-二甲基萘（13）（800 mg，3.418 mmol）、(4-(2-乙氧基-2-氧代乙氧基)苯基)硼酸（1.07 g，4.786 mmol）和K₂CO₃（756 mg，2 mmol）溶解在甲醇（6 mL）和水（3 mL）。将Pd(PPh₃)₄（197 mg，0.1709 mmol）加入溶液中，将所得混合物在氩气氛围中在80℃下搅拌8小时。反应完成后，调pH为酸性，混合物用二氯甲烷稀释，用水洗涤，并用Na₂SO₄干燥。减压旋蒸除去溶剂，粗产物通过柱色谱纯化，以二氯甲烷为洗脱剂。

步骤c：化合物15的制备

先将2-(4-(1,4-二甲基萘-2-基)苯氧基)乙酸（14）（0.713 g，2.33 mmol）溶于8mL二氯甲烷中溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72 g，3.78 mmol）并将混合物搅拌8小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（20:1，v/v）作为洗脱剂，得到黄色粉末。

步骤d：化合物16的制备

向圆底烧瓶中加入2,5-二氧代吡咯烷-1-基2-(4-(1,4-二甲基萘-2-基)苯氧基)乙酸酯（15）（0.88 g，2.18 mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（1.3 g，6.54 mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54 mmol）在二甲基甲酰胺（6 mL）中的溶液在室温下搅拌6小时。通过TLC监测反应。然后用盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比10：1）纯化粗产物以获得纯化合物16。

步骤e：化合物17的制备

先将N-(2-(2-(4-(1,4-二甲基萘-2-基)苯氧基)乙酰胺)乙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲酰胺（16）（45 mg，0.09 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛围下搅拌18小时。反应过程中使用18 W，630nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（80:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₉H₃₄N₄O₅ [M +H]⁺ 519.2529, found 519.6251.

实施例4

合成方法参照实施例3，产物23（PEG₅为

）的结构经质谱鉴定，HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₅₅H₈₆N₄O₁₉ [M + H]⁺ 1107.5886, found 1107.6108.

实施例5

步骤a：化合物25的制备

将溶解在10 mL二甲醚中的6-甲基-2-吡啶酮（24）（50 mg，0.46 mmol）冷却至0℃，并加入NaH（60%油中悬浮液，19 mg，0.48 mmol）。将混合物搅拌10分钟后，加入LiBr（80mg，0.92 mmol），并将混合物搅拌20分钟。加入溴乙酸甲酯（84 mg，0.55 mmol）。将混合物加热至60 ℃保持4小时，冷却至室温并过滤。真空浓缩滤液。通过快速色谱法纯化得到呈无色油状产物。

步骤b：化合物26的制备

先将N-乙酸甲酯基-6-甲基-2-吡啶酮（25）（0.3 g，1.66 mmol）溶于5 mL甲醇的氢氧化钠溶液中，将混合物加热搅拌3小时。冷却至室温，调节pH到4。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：乙酸乙酯（2:1，v/v）作为洗脱剂，得到黄色粉末。

步骤c：化合物27的制备

先将N-乙酸基-6-甲基-2-吡啶酮（26）（0.389 g，2.33 mmol）溶于8 mL二氯甲烷中溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72 g，3.78 mmol）并将混合物搅拌8小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（20:1，v/v）作为洗脱剂，得到黄色粉末。

步骤d：化合物28的制备

向圆底烧瓶中加入N-乙酸琥珀酸亚胺酯基-6-甲基-2-吡啶酮（27）（0.58 g，2.18mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（1.3g，6.54 mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54 mmol）在二甲基甲酰胺（6 mL）中的溶液在室温下搅拌10小时。通过TLC监测反应。然后用饱和盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比9:1）纯化粗产物以获得纯化合物28。

步骤e：化合物29的制备

先将N-乙酸琥珀酸亚胺酯基-6-甲基-2-吡啶酮-乙基-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-碳酰胺（28）（50 mg，0.14 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛下搅拌18小时。反应过程中使用18 W，630 nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（50:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₁₇H₂₅N₅O₅ [M + H]⁺380.1856, found 380.3608.

实施例6

合成方法参照实施例5，化合物35的结构经质谱简单，HRMS-ESI(+) m/z calcdfor C₁₇H₂₅N₅O₅ [M + H]⁺ 380.1856, found 380.4230.

实施例7

步骤a：化合物37的制备

在氩气氛围和避光条件下，将9-甲基蒽（36）（1.92 g，10.0 mmol）溶解在15 mL氯仿中。在0 ℃ 冰浴条件下将溴溶液（0.54 mL，10.5 mmol）加入到反应混合物中。反应体系在室温下搅拌3个小时，通过TLC监测反应。然后，将反应混合物用20 mL氯仿稀释并用35 mL饱和Na₂S₂O₃溶液、35 mL水和35 mL饱和NaCl洗涤，合并有机层并用无水Na₂SO₄干燥。通过硅胶柱色谱法提纯，正己烷为洗脱剂，得到无色油状产物。

步骤b：化合物38的制备

将化合物9-溴-10-甲基蒽（37）（922 mg，3.418 mmol）、2-羧乙基硼酸频哪醇酯（584 mg，4.786 mmol）和K₂CO₃（756 mg，2 mmol）溶解在甲苯（6 mL）、乙醇（3 mL）和水（3mL）。将Pd(PPh₃)Cl₂（120 mg，0.1709 mmol）加入溶液中，将所得混合物在氩气氛围中在80℃下搅拌8小时。反应完成后，调pH为酸性，混合物用二氯甲烷稀释，用水洗涤，并用Na₂SO₄干燥。减压旋蒸除去溶剂，粗产物通过柱色谱纯化，以正己烷为洗脱剂。

步骤c：化合物39的制备

先将3-(10-甲基蒽-9-基)丙酸（38）（0.62 g，2.33 mmol）溶于10 mL二氯甲烷中溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72 g，3.78 mmol）并将混合物搅拌6小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（8:1，v/v）作为洗脱剂，得到白色粉末。

步骤d：化合物40的制备

向圆底烧瓶中加入2,5-二氧代吡咯烷-1-基3-(10-甲基蒽-9-基)丙酸酯（39）（0.79 g，2.18 mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（1.3g，6.54mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54 mmol）在二甲基甲酰胺（6 mL）中的溶液在室温下搅拌10小时。通过TLC监测反应。然后用饱和盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比15:1）纯化粗产物以获得纯化合物40。

步骤e：化合物41的制备

先将N-(2-(3-(10-甲基蒽-9-基)丙酰胺基)乙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2-甲酰胺（40）（50 mg，0.11 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛下搅拌15小时。反应过程中使用18 W，630 nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（100:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₇H₃₂N₄O₄ [M + H]⁺477.2424, found 477.5091.

实施例8

合成方法参照实施例7，化合物45的结构经质谱鉴定，HRMS-ESI(+) m/z calcdfor C₃₆H₃₄N₄O₄ [M + H]⁺ 587.2580, found 587.6013.

实施例9

步骤a：化合物47的制备

在氩气氛围和避光条件下，将化合物46（2.09 g，10.0 mmol）溶解在15 mL氯仿中。在0 ℃ 冰浴条件下将溴溶液（0.54 mL，10.5 mmol）加入到反应混合物中。反应体系在室温下搅拌3个小时，通过TLC监测反应。然后，将反应混合物用20 mL氯仿稀释并用35 mL饱和Na₂S₂O₃溶液、35 mL水和35 mL饱和NaCl洗涤，合并有机层并用无水Na₂SO₄干燥。通过硅胶柱色谱法提纯，正己烷为洗脱剂，得到无色油状产物。

步骤b：化合物48的制备

将化合物47（981mg，3.418 mmol）、2-羧乙基硼酸频哪醇酯（584 mg，4.786 mmol）和K₂CO₃（756 mg，2 mmol）溶解在甲苯（6 mL）、乙醇（3 mL）和水（3 mL）。将Pd(PPh₃)Cl₂（120mg，0.1709 mmol）加入溶液中，将所得混合物在氩气氛围中在80 ℃下搅拌8小时。反应完成后，调pH为酸性，混合物用二氯甲烷稀释，用水洗涤，并用Na₂SO₄干燥。减压旋蒸除去溶剂，粗产物通过柱色谱纯化，以正己烷为洗脱剂。

步骤c：化合物49的制备

先将化合物48（0.65 g，2.33 mmol）溶于10 mL二氯甲烷中溶液中，再加入N-羟基琥珀酰亚胺（0.435 g，3.78 mmol）和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDCl）（0.72 g，3.78 mmol）并将混合物搅拌6小时。然后浓缩反应混合物，粗产物通过硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷：正己烷（8:1，v/v）作为洗脱剂，得到白色粉末。

步骤d：化合物50的制备

向圆底烧瓶中加入化合物49（0.82 g，2.18 mmol）、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-2甲酰胺（1.3g，6.54 mmol）和N，N-二异丙基乙胺（1.2 mL，6.54 mmol）在二甲基甲酰胺（6 mL）中的溶液在室温下搅拌10小时。通过TLC监测反应。然后用饱和盐水洗涤反应混合物，真空浓缩溶剂。通过氧化铝碱性柱色谱法（洗脱液：二氯甲烷中和甲醇体积比15:1）纯化粗产物以获得纯化合物50。

步骤e：化合物51的制备

先将化合物50（51mg，0.11 mmol）溶于2 mL二氯甲烷中，随后加入1-2滴三氟乙酸，然后加入催化量的亚甲蓝，在0 ℃氧气氛下搅拌15小时。反应过程中使用18 W，630 nm红光。然后浓缩反应混合物，粗产物通过氧化铝150碱性柱色谱纯化，用二氯甲烷：甲醇（100:1，v/v）作为洗脱剂，得到无色油状产物51。HRMS-ESI(+) m/z calcd for C₂₆H₃₁N₅O₅ [M +H]⁺ 494.2325, found 494.2085.

实施例10

合成方法参照实施例9，产物55的结构经质谱鉴定，HRMS-ESI(+) m/z calcd forC₁₇H₂₃N₅O₇ [M + H]⁺ 410.1597, found 410.5607.

实施例11

内过氧化物的体外单线态氧释放实验。使用SOSG作为单线态氧捕获试剂，将内过氧化物7（25

）与SOSG（25

）混合，使用激发光504 nm检测单线态氧的释放情况。如图1所示，横坐标为波长，纵坐标是单线态氧释放强度变化图。此外，采用同样的方法测定对照化合物7a的单线态氧释放情况（如图2所示），并使用SOSG作为对照组，对照组的的单线态氧释放情况如图3所示。此外，以504 nm吸收强度为纵坐标，对比7、7a以及对照实验的单线态氧释放情况随时间的变化情况（如图4所示）。通过对比发现，化合物7a在没有单线态氧淬灭基团的情况下可释放单线态氧，而引入淬灭基团的化合物7几乎检测不到单线态氧的释放。上述相关实验证明，设计的分子氧载体中，DABCO可将有毒的单线态氧高效的转化为分子氧进行释放，既提高分子氧产率的同时又消除了单线态氧对细胞的伤害。

实施例12

内过氧化物7、11、17、23、29、35、41、45的体外氧气释放实验。

分别将内过氧化合物7、11、17、23、29、35、41、45溶于PBS溶液中得到浓度为1 mM溶液，通过Thermo Scientific™ Orion Star™ A210 系列台式测量仪检测体系中溶氧含量的改变，探究内过氧化合物的氧释放速率。通过图5中曲线我们可以看出，所有内过氧化物均释放氧气。此外，不同类型的内过氧化物，以及同一类型不同取代基团取代的内过氧均显示出不同的氧气释放速度。

实施例13

低氧环境下内过氧化物7对细胞生长情况的影响。

将3T3成纤维细胞在37℃，5%的CO₂，21%的O₂细胞孵育箱中孵育24小时后，加入不同浓度的内过氧化物7、或原料化合物6后在37℃，5%的CO₂，1%的O₂细胞孵育箱中继续孵育48小时，使用MTT法测定细胞存活情况。从图6中可以看出，化合物7比化合物6对于细胞低氧条件下的增殖有着更积极的作用，证明本体系设计的氧输送剂具有较大的应用潜力。

Claims (4)

1.一类分子氧输送剂，其特征在于，该分子氧输送剂具有如下结构：

其中，

各自独立为

、

、

或者

；

R¹-R³，R⁵-R⁷，R⁹-R¹²，R¹⁴-R¹⁶各自独立的为氢、羟基、三甲基硅基、氨基、碳原子数为2-6的烯基、碳原子数为2-6的炔基、碳原子数为1-2的烷氧基、碳原子数为1-6的烷胺基、碳原子数为2-6的烷氧基烷基、碳原子数为1-6的烷基、三氟甲基、卤素、碳原子数为2-6的烷氧基羰基、碳原子数为6-20的芳基、碳原子数为3-10的杂环烷基或者

；

其中，x为1-2000的整数；

R⁴，R⁸，R¹³，R¹⁷各自独立的为

，其中，n₁与n₂的和为0-6的整数，n₃与n₄的和为0-8的整数，n₅与n₆的和为0-7的整数，n₇与n₈的和为0-10的整数，n₉与n₁₀的和为0-4的整数，n为0-6的整数， m为0-10的整数。

2.根据权利要求1所述的一类分子氧输送剂，其特征在于，R¹-R³，R⁵-R⁷，R⁹-R¹²，R¹⁴-R¹⁶各自独立的为氢、羟基、三甲基硅基、氨基、碳原子数为1-6的烷基、碳原子数为6-20的芳基或者

；

其中，x为5-200的整数；

R⁴，R⁸，R¹³，R¹⁷各自独立的为

或者

，其中，n₁与n₂的和为0-6的整数，n为0-6的整数。

3.根据权利要求1所述的一类分子氧输送剂在制备输送分子氧的分子氧载体中的应用。

4.根据权利要求1所述的一类分子氧输送剂在制备为细胞、组织或器官输送氧气的药物中的应用。

Images