CN114315832B - 一种全共轭桥联配体及其制备方法以及一种全共轭双核钌配合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肿瘤光动力学疗法光敏剂及光热试剂研发技术领域，提供了一种全共轭桥联配体及其制备方法以及一种全共轭双核钌配合物及其制备方法和应用。本发明以全新设计的全共轭桥联配体pppp为基础，设计发明了一种全共轭双核钌配合物，该全共轭双核钌配合物具有极高的稳定性和优异的双光子吸收特性，在红外激发光作用下，能够产生大量的单线态氧，有效提高杀灭癌细胞的效率，且该配合物还具有光热转化特性，能够进一步提高癌细胞的杀灭效率。本发明提供的全共轭双核钌配合物是一种潜在的新型双光子红外光动力学光敏剂和红外光热试剂，在肿瘤的光动力治疗和光热治疗中具有广阔的应用前景。

Description

一种全共轭桥联配体及其制备方法以及一种全共轭双核钌配 合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及肿瘤光动力学疗法光敏剂及光热试剂研发技术领域，尤其涉及一种全共轭桥联配体及其制备方法以及一种全共轭双核钌配合物及其制备方法和应用。

背景技术

恶性肿瘤(癌症)具有极高的致死率，已经成为了世界最危险且最难治愈的疾病之一。化学疗法是传统癌症治疗中最常用的手段，通常是采用药物分子抑制癌细胞分裂进而对其生长进行阻碍。目前，研发出的用于抗肿瘤的金属配合物已经取得了显著成效。其中，顺铂及其衍生物卡铂、奥沙利铂等铂类药物因具有高效的抗肿瘤活性而被广泛研究，但是，该类药物存在耐药性和毒副作用等问题，为解决这些问题，研究人员开始将目标从金属铂转移到到其他过渡金属上，致力于研究出新型的抗肿瘤药物。

光动力疗法(PDT)是将小分子光敏剂(PS)和特定波长激光照射肿瘤部位相结合的一种治疗肿瘤的新方法。在新一代光动力疗法中，光敏药物会将能量传递给周围的氧，生成活性很强的单线态氧(¹O₂)，单线态氧再与附近的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性进而杀伤肿瘤细胞。与传统的化学疗法相比，PDT的优势在于能够进行精确且有效的治疗，且治疗的副作用很小，这对铂类药物治疗肿瘤的局限性有了很大的改进。但是，由于波长较短的可见光不能有效地穿透生物组织，使得PDT被限制于治疗浅表病变。而700～1000nm范围内的近红外光(NIR)对健康细胞的光损伤极小，且受生理组织的散射作用小，因此，人们希望能够将光敏剂的吸收波长转移到近红外区域，以提升PDT的治疗深度。

最近，具有双光子(TP)吸收特性的光敏剂在PDT中引起了广泛的关注。双光子PDT光敏剂分子通过同时吸收两个较低能量的近红外光子，而到达与吸收一个较高能量的光子相同的激发态。双光子吸收性质可以使过渡金属配合物原本400nm左右的吸收波长倍增到800nm以上，达到理想的光动力学治疗波长，在提供了更高的光剂量给药的可能性的同时，还使副作用降到最小。因此，进一步设计新的过渡金属配合物，充分发挥其优异的双光子吸收性质，对探索近红外光激发的肿瘤光动力学药物，具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种全共轭桥联配体及其制备方法以及一种全共轭双核钌配合物及其制备方法和应用。本发明提供了一种全新的全共轭桥联配体，并以该配体为基础发明了一种全共轭双核钌配合物，该配合物具有优秀的双光子吸收性质，在红外激发光下单线态氧生成速率高，且具有优异的光热转换效率，在制备肿瘤红外光动力学疗法光敏剂和光热试剂中具有广阔的应用前景。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种全共轭桥联配体，结构式如式I所示：

本发明还提供了上述方案所述全共轭桥联配体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将具有式a所示结构的化合物、盐酸甲胺和有机溶剂混合进行Gabriel合成胺反应，得到具有式b所示结构的化合物；

(2)将所述具有式b所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第一缩合反应，得到具有式d所示结构的化合物；

(3)将所述具有式d所示结构的化合物和氨水混合进行还原脱硫反应，得到具有式e所示结构的化合物；

(4)将所述具有式e所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第二缩合反应，得到具有式I所示结构的全共轭桥联配体。

优选的，所述步骤(1)中Gabriel合成胺反应的温度为100～140℃，时间为1～4h；

所述步骤(2)中第一缩合反应的温度为80～120℃，时间为1～8h；

所述步骤(3)中还原脱硫反应的温度为室温，时间为0.5～4h；

所述步骤(4)中第二缩合反应的温度为80～120℃，时间为1～8h。

本发明还提供了一种全共轭双核钌配合物，由阴离子和阳离子组成，所述阳离子的结构式如式II所示：

式II中，

表示辅助配体L，所述辅助配体L为以下结构的配体中的任意一种：

本发明还提供了上述方案所述全共轭双核钌配合物的制备方法，包括以下步骤：

(i)将辅助配体L、三氯化钌、氯化锂和有机溶剂混合进行第一配位反应，得到具有式f所示结构的前体化合物；

(ii)将所述具有式f所示结构的前体化合物、上述方案所述的具有式I所示结构的全共轭桥联配体和溶剂混合进行第二配位反应，得到阴离子为Cl^-的全共轭双核钌配合物，所述全共轭双核钌配合物的阳离子结构如式II所示。

优选的，所述辅助配体L和三氯化钌的摩尔比为2:1；所述具有式f所示结构的前体化合物和具有式I所示结构的全共轭桥联配体的摩尔比为2:1。

优选的，所述步骤(ii)中的溶剂为乙二醇或乙二醇-水混合溶剂。

优选的，所述步骤(ii)中第二配位反应的温度为80～180℃，时间为2～72h。

优选的，所述步骤(ii)中，第二配位反应完成后，还包括向所得反应液中加入含阴离子化合物的水溶液，将全共轭双核钌配合物中的Cl^-进行替换。

本发明还提供了上述方案所述的全共轭双核钌配合物在制备肿瘤红外光动力学疗法光敏剂和光热试剂中的应用。

本发明提供了一种全共轭桥联配体，具有式I所示结构。本发明提供的全共轭桥联配体具有全共轭结构，与钌配合后能够形成双核钌配合物，使得两个钌中心离子激发态产生协同作用。

本发明还提供了上述方案所述全共轭桥联配体的制备方法，本发明提供的制备方法步骤简单，容易操作。

本发明还提供了一种全共轭双核钌配合物，由阴离子和阳离子组成，所述阳离子具有式II所示结构。本发明以具有式I所示结构的全共轭桥联配体为基础，设计发明了阳离子具有式II所示结构全共轭双核钌配合物，该全共轭双核钌配合物具有以下优势：(1)具有极高的稳定性；(2)具有优秀的双光子吸收性质，在红外激发光作用下，能够产生大量的单线态氧，有效提高杀灭癌细胞的效率；(3)在红外激发光照射下具有较强的热效应，能够进一步提升杀灭肿瘤细胞的效果；(4)对人恶性黑色素瘤细胞株(A375)在体外和小鼠体内的生长产生明显的抑制，具有高的光毒性及光治疗指数。本发明提供的全共轭双核钌配合物兼具双光子吸收特性和光热转化特性，是一种潜在的新型双光子红外光动力学光敏剂和红外光热试剂，在肿瘤的光动力治疗和光热治疗中具有广阔的应用前景。

本发明还提供了上述方案所述全共轭双核钌配合物的制备方法，本发明提供的制备方法步骤简单，容易进行工业化生产。

附图说明

图1为全共轭桥联配体pppp的合成路线图；

图2为合成前体化合物[Ru(L)₂Cl₂]的反应式；

图3为合成全共轭双核钌配合物的反应式；

图4为本发明制备的双核钌配合物Ru1-Ru4在水溶剂中的紫外吸收光谱和荧光发射光谱；

图5为本发明制备的双核钌配合物Ru5-Ru8在水溶剂中的紫外吸收光谱和荧光发射光谱；

图6为在钌配合物Ru1存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图7为在钌配合物Ru2存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图8为在钌配合物Ru3存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图9为在钌配合物Ru4存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图10为在钌配合物Ru5存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图11为在钌配合物Ru6存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图12为在钌配合物Ru7存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图13为在钌配合物Ru8存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化图；

图14为本发明制备的双核钌配合物Ru1-Ru8和对照组PBS在808nm红外光照不同时间下的光热转换图；

图15为双核钌配合物Ru3对黑色素瘤小鼠体内光动力治疗中，肿瘤体积(a)、小鼠体重(b)的变化图以及肿瘤的照片(c)；

图16为双核钌配合物Ru3对黑色素瘤小鼠体内光动力治疗中，小鼠体表热成像图。

具体实施方式

本发明提供了一种全共轭桥联配体，结构式如式I所示：

本发明还提供了上述方案所述全共轭桥联配体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将具有式a所示结构的化合物、盐酸甲胺和有机溶剂混合进行Gabriel合成胺反应，得到具有式b所示结构的化合物；

(2)将所述具有式b所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第一缩合反应，得到具有式d所示结构的化合物；

(3)将所述具有式d所示结构的化合物和氨水混合进行还原脱硫反应，得到具有式e所示结构的化合物；

(4)将所述具有式e所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第二缩合反应，得到具有式I所示结构的全共轭桥联配体。

在本发明中，所述具有式I所示结构的全共轭桥联配体的合成路线如图1所示，下面结图1进行详细说明。

本发明将具有式a所示结构的化合物、盐酸甲胺和有机溶剂混合进行Gabriel合成胺反应，得到具有式b所示结构的化合物。在本发明中，所述具有式a所示结构的化合物的化学名称为2,2-(1,2,5-噻二唑-3,4-二基)双(异吲哚啉-1,3-二酮)。

在本发明中，所述具有式a所示结构的化合物的合成方法优选包括以下步骤：将邻苯二甲酰亚胺钾盐(结构式见图1)、3,4-二氯-1,2,5-噻二唑(结构式见图1)和有机溶剂混合进行反应，得到具有式a所示结构的化合物。在本发明中，所述有机溶剂优选为N,N'-二甲基甲酰胺；所述邻苯二甲酰亚胺钾盐和3,4-二氯-1,2,5-噻二唑的摩尔比优选为2:1；所述反应优选在回流条件下进行，所述反应的时间优选为0.5～4h；所述反应优选在氩气保护条件下进行；在本发明的具体实施例中，优选先将邻苯二甲酰亚胺钾盐加入N,N'-二甲基甲酰胺中，然后在氩气保护条件下回流1h，使邻苯二甲酰亚胺钾盐完全溶解，之后将3,4-二氯-1,2,5-噻二唑滴加到所得溶液中，之后继续在回流条件下进行反应；所述反应的时间自3,4-二氯-1,2,5-噻二唑滴加完毕开始计。反应完成后，反应液由白色变为棕黑色，本发明优选将反应液冷却至室温，然后倒入水中依次进行静置、抽滤、水洗、乙醇洗、乙醚洗和干燥，得到粗产物，将所述粗产物进行重结晶，得到具有式a所示结构的化合物。在本发明中，所述重结晶用溶剂优选为三氯甲烷-丙酮混合溶剂，所述三氯甲烷化-丙酮混合溶剂中三氯甲烷和丙酮的体积比优选为3:8。

得到具有式a所示结构的化合物后，本发明将所述具有式a所示结构的化合物、盐酸甲胺和有机溶剂混合进行Gabriel合成胺反应，得到具有式b所示结构的化合物。在本发明中，所述Gabriel合成胺反应用有机溶剂优选为N,N'-二甲基甲酰胺；所述具有式a所示结构的化合物和盐酸甲胺的用量比优选为0.8mmol:0.5～5g；所述Gabriel合成胺反应的温度优选为100～140℃，时间优选为1～4h；在本发明的具体实施例中，所述Gabriel合成胺反应优选在回流条件下进行。

在本发明的具体实施例中，优选先将具有式a所示结构的化合物和盐酸甲胺溶解在N,N'-二甲基甲酰胺中，然后升温至回流温度进行反应。反应完成后，本发明优选将所得反应液减压蒸干，所得粗产物无需进一步处理，直接进行下一步反应。

得到具有式b所示结构的化合物后，本发明将所述具有式b所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物(化学名称为1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮)和有机溶剂混合进行第一缩合反应，得到具有式d所示结构的化合物。在本发明中，所述缩合反应用有机溶剂优选为无水乙醇；所述具有式c所示结构的化合物和具有式a所示结构的化合物的摩尔比优选为1:1。

本发明对所述具有式c所示结构的化合物的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。在本发明的具体实施例中，所述具有式c所示结构的化合物得制备方法优选包括以下步骤：将1,10-邻菲咯啉、溴化钾、浓硝酸和浓硫酸混合进行氧化反应，得到1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮；在本发明中，所述1,10-邻菲咯啉、溴化钾、浓硝酸和浓硫酸的用量比优选为22.2mmol:33.6mmol:20mL:40mL；所述氧化反应的温度优选为80℃，时间优选为6～7h；本发明优选先将1,10-邻菲咯啉和溴化钾加入反应用容器中，然后在冰浴条件下缓慢滴加浓硝酸和浓硫酸的混合液，滴加完毕后在油浴条件下升温进行反应。反应完成后，将所得反应液冷却、放溴气后倒入冰水浴中，然后调节所得溶液的pH值至7.0，使固体产物析出，然后使用三氯甲烷萃取，收集有机相后用无水硫酸钠干燥，之后依次进行过滤、减压蒸干和重结晶，得到1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮，所述重结晶用溶剂为无水乙醇。

在本发明中，所述第一缩合反应的温度优选为80～120℃，时间优选为1～8h，更优选为4～5h；在本发明的具体实施例中，优选在回流条件下进行第一缩合反应。

在本发明的具体实施例中，优选将上一步骤减压蒸干后所得固体产物和具有式c所示结构的化合物以及有机溶剂混合，然后在搅拌回流条件下进行缩合反应。缩合反应完成后，优选将所得反应液冷却至室温，析出沉淀后进行减压蒸干，所得粗产物无需进行进一步处理，直接进行下一步反应即可。

得到具有式d所示结构的化合物后，本发明将所述具有式d所示结构的化合物和氨水混合进行还原脱硫反应，得到具有式e所示结构的化合物(化学名称为吡嗪并[2,3-f][1,10]邻菲咯啉-2,3-二胺)。在本发明中，所述氨水的浓度优选为1～25wt％，所述具有式d所示结构的化合物和氨水的用量比优选为0.1～1g:5～50mL；所述还原脱硫反应的温度优选为室温，时间优选为0.5～4h。

在本发明的具体实施例中，优选在上一步减压蒸干得到的固体产物中直接加入氨水并搅拌30min，反应完成后，将所得反应液依次进行抽滤、水洗、乙醇洗、乙醚洗和干燥，得到具有式e所示结构的化合物。

得到具有式e所示结构的化合物后，本发明将所述具有式e所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第二缩合反应，得到具有式I所示结构的全共轭桥联配体。在本发明中，所述第二缩合反应用有机溶剂优选为无水乙醇，所述具有式e所示结构的化合物和具有式c所示结构的化合物的摩尔比优选为1:1；所述第二缩合反应的温度优选为80～120℃，时间优选为1～8h，更优选为4～5h；在本发明的具体实施例中，优选在回流条件下进行缩合反应。反应完成后，本发明优选将所得反应液冷却至室温，然后依次进行抽滤、水洗、乙醇洗、乙醚洗和干燥，得到具有式I所示结构的全共轭桥联配体(记为pppp)。

本发明还提供了一种全共轭双核钌配合物，由阴离子和阳离子组成，所述阳离子的结构式如式II所示：

式II中，

表示辅助配体L，所述辅助配体L为以下结构的配体中的任意一种：

在本发明中，上述辅助配体的化学名称依次为：2,2'-联吡啶(bpy)、4,4'-二甲基联吡啶(dmb)、4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶(tBubpy)、5,5'-二[1-(三乙基氨基)甲基]-2,2'-联吡啶(teabpy)、1,10-邻菲咯啉(phen)、2,9-二甲基-1,10-邻菲咯啉(dmp)、3,4,7,8-四甲基-1,10-邻菲咯啉(tmp)和4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉(dip)；上述辅助配体teabpy中，还包括两个阴离子，具体优选为溴离子；本发明对上述辅助配体的来源没有特殊要求，采用市售的上述配体或采用本领域技术人员熟知的方法合成均可。

本发明对所述全共轭双核钌配合物中的阴离子没有特殊要求，本领域常规阴离子均能实现本发明目的，在本发明的具体实施例中，所述阴离子优选为无机盐阴离子，更优选为PF₆ ^-、ClO₄ ^-或Cl^-，最优选为PF₆ ^-。

本发明还提供了上述方案所述全共轭双核钌配合物的制备方法，包括以下步骤：

(i)将辅助配体L、三氯化钌、氯化锂和有机溶剂混合进行第一配位反应，得到具有式f所示结构的前体化合物；

(ii)将所述具有式f所示结构的前体化合物、具有式I所示结构的全共轭桥联配体和溶剂混合进行第二配位反应，得到阴离子为Cl^-的全共轭双核钌配合物，所述全共轭双核钌配合物的阳离子结构如式II所示。

本发明将辅助配体L、三氯化钌、氯化锂和有机溶剂混合进行第一配位反应，得到具有式f所示结构的前体化合物。在本发明中，所述辅助配体L和三氯化钌的摩尔比优选为2:1；所述氯化锂和三氯化钌的摩尔比优选为14:3；所述配位反应用有机溶剂优选为N,N'-二甲基甲酰胺；所述配位反应的温度优选为140℃，时间优选为8h；所述第一配位反应优选在氩气保护条件下进行。反应完成后，本发明将所得反应液冷却至室温后加入丙酮，然后冷冻过夜，之后依次进行抽滤、洗涤和真空干燥，得到具有式f所示结构的前体化合物[Ru(L)₂Cl₂]。

在本发明中，制备所述前体化合物[Ru(L)₂Cl₂]的化学反应式如图2所示。

得到具有式f所示结构的前体化合物后，本发明将所述具有式f所示结构的前体化合物、具有式I所示结构的全共轭桥联配体和溶剂混合进行第二配位反应，得到阴离子为Cl^-的全共轭双核钌配合物，所述全共轭双核钌配合物的阳离子结构如式II所示。在本发明中，所述具有式f所示结构的前体化合物和具有式I所示结构的全共轭桥联配体的摩尔比优选为2:1；所述溶剂优选为乙二醇或乙二醇-水混合溶剂；所述乙二醇-水混合溶剂中乙二醇和水的体积比优选为20:1；所述第二配位反应的温度优选为80～180℃，更优选为130～140℃，所述配位反应的时间优选为2～72h，更优选为12～24h；所述第二配位反应优选在氩气保护条件下进行。

在本发明中，制备所述全共轭双核钌配合物的反应式如图3所示。

配位反应完成后，直接进行后处理，可得到阴离子为Cl-的全共轭双核钌配合物；在本发明的具体实施例中，当目标产物为其他阴离子的全共轭双核钌配合物，还优选将向所得反应液中加入含阴离子化合物的水溶液，将全共轭双核钌配合物中的Cl^-进行替换，然后再进行后处理；所述含阴离子化合物的水溶液中的阴离子优选为PF₆ ^-或ClO₄ ^-，在本发明的具体实施例中，所述含阴离子化合物的水溶液优选为饱和六氟磷酸铵水溶液；加入含阴离子化合物的水溶液后，优选静置0.5h，然后再进行后处理。

在本发明中，所述后处理的方法优选为：将所得反应液依次进行抽滤、洗涤和真空干燥，得到粗产物，将所述粗产物进行氧化铝柱层析，得到全共轭双核钌配合物；在本发明中，当所述辅助配体L为teabpy时，所述氧化铝柱层析用洗脱剂优选为甲醇；当所述辅助配体L为其他配体时，所述氧化铝柱层析用洗脱剂优选为甲苯-乙腈混合溶剂，所述甲苯-乙腈混合溶剂中甲苯和乙腈的体积比优选为2～4:1。

本发明还提供了上述方案所述的全共轭双核钌配合物在制备肿瘤红外光动力学疗法光敏剂和光热试剂中的应用。在本发明中，所述肿瘤优选为黑色素瘤；本发明提供的全共轭双核钌配合物不仅具有优异的双光子吸收性质和优异的单线态氧产率，还对黑色素瘤细胞表现出高的光毒性以及低的暗毒性，是潜在的新型双光子红外光动力学光敏剂。同时，本发明提供的全共轭双核钌配合物在红外激发光下还还具有优异的光热转换效率，是潜在的新型红外光热试剂。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

全共轭桥联配体pppp的制备，具体步骤如下：

(1)取1,10-邻菲咯啉(4.0g，22.2mmol)和溴化钾(4.0g，33.6mol)于三颈烧瓶中，在冰浴的条件下缓慢滴加20mL浓硝酸和40mL浓硫酸的混合溶液，待混酸滴完之后改用油浴，在80℃下回流6～7小时。冷却、放溴气后，将黄色清液倒入400mL冰水浴中，并用10mol/L的氢氧化钠溶液调节pH到7.0，伴随大量黄色沉淀析出。三氯甲烷萃取(3×50mL)，收集有机相并用无水硫酸钠干燥，过滤、减压蒸干有机相后使用无水乙醇重结晶，得到1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮的黄色针状固体，产量2.8g，产率74％。

(2)称取邻苯二甲酰亚胺钾盐(2.47g，14mmol)于双颈烧瓶中，加入15mL N,N'-二甲基甲酰胺溶剂，在氩气保护下100℃回流1h后缓慢滴加3,4-二氯-1,2,5-噻二唑(1.1g，7mmol)，然后继续回流0.5h，反应液由白色变成棕黑色，冷却至室温。将反应液缓慢倒入水中并静置30min，然后依次进行抽滤、水洗、乙醇洗、乙醚洗和干燥。所得固体产物用三氯甲烷：丙酮(3:8，v:v)重结晶，得到2,2′-(1,2,5-噻二唑-3,4-二基)双(异吲哚啉-1,3-二酮)的淡黄色针状晶体，产量0.514g，产率23％。

(3)称取2,2′-(1,2,5-噻二唑-3,4-二基)双(异吲哚啉-1,3-二酮)(0.31g，0.8mmol)和1.50g盐酸甲胺溶解在10mL N,N'-二甲基甲酰胺中，140℃搅拌回流1h，冷却至室温。将得到的淡黄色清夜减压蒸干，加入1,10-邻菲咯啉-5,6-二酮(173mg，0.8mmol)和16mL无水乙醇，120℃搅拌回流4h，冷却至室温，析出沉淀。减压蒸干后加入75mL稀氨水并搅拌0.5h，抽滤，水洗、乙醇洗、乙醚洗，干燥，得到吡嗪并[2,3-f][1,10]邻菲咯啉-2,3-二胺的黄色固体，产量0.106g，产率50％。

(4)称取1,10-菲咯啉-5,6-二酮(210mg，1mmol)和吡嗪并[2,3-f][1,10]邻菲咯啉-2,3-二胺(266mg，1mmol)加入到15mL无水乙醇中，搅拌回流2h，冷却至室温，抽滤，水洗、乙醇洗、乙醚洗，干燥，得到的黄色固体即为配体pppp，产量0.128g，产率80％。

实施例2

前体化合物[Ru(bpy)₂Cl₂]的合成方法：

称取三氯化钌1.56g(6mmol)，辅助配体bpy(2,2'-联吡啶)1.87g(12mmol)，氯化锂1.68g(28mmol)加入到双口瓶中，加入20mL N,N'-二甲基甲酰胺，在氩气下140℃加热回流8h，放置到常温后，加入50mL丙酮，冷冻过夜，抽滤、洗涤、真空干燥，得到紫黑色固体，即为前体化合物[Ru(bpy)₂Cl₂]，产量1.12g，产率：39％。

将上述方案中的辅助配体bpy分别替换为dmb(4,4'-二甲基联吡啶)、tBubpy(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)、teabpy(5,5'-二[1-(三乙基氨基)甲基]-2,2'-联吡啶)、phen(1,10-邻菲咯啉)、dmp(2,9-二甲基-1,10-邻菲咯啉)、tmp(3,4,7,8-四甲基-1,10-邻菲咯啉)和dip(4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉)，其他条件和上述方案相同，分别得到前体化合物[Ru(dmb)₂Cl₂]、[Ru(tBubpy)₂Cl₂]、[Ru(teabpy)₂Cl₂]、[Ru(phen)₂Cl₂]、[Ru(dmp)₂Cl₂]、[Ru(tmp)₂Cl₂]、[Ru(dip)₂Cl₂]。

实施例3

全共轭双核钌配合物Ru1的合成方法：

称取配体pppp 0.109g(0.25mmol)和前体[Ru(bpy)₂Cl₂]0.296g(0.52mmol)于双颈烧瓶中，加入6mL乙二醇和1mL水，在氩气下140搅拌回流24h以上，冷却到室温后加入12mL水以及饱和的六氟磷酸铵水溶液，静置0.5h，抽滤、洗涤、真空干燥，得到的黑色粗产品用氧化铝柱层析，以甲苯:乙腈(2.5:1，v:v)为洗脱剂，收集草绿色组分，即得全共轭双核钌配合物Ru1，产量0.282g，产率61％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):9.79(d,J＝8.2Hz,4H),8.91(t,J＝9.0Hz,8H),8.35(d,J＝5.0Hz,4H),8.25(t,J＝7.8Hz,4H),8.19(t,J＝7.6Hz,4H),8.11(t,J＝6.6Hz,4H),7.85(dd,J＝16.2,5.6Hz,8H),7.62(t,J＝6.4Hz,4H),7.43(t,J＝6.4Hz,4H).ESI-MS(MeOH,m/z):Calculated:(C₆₆H₄₄N₁₆Ru₂)(M-4PF₆)⁴⁺:316.55；Found:316.37.

全共轭双核钌配合物Ru2的合成方法：

制备步骤同Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替换为[Ru(dmb)₂Cl₂]0.300g(0.52mmol)，其余步骤及操作条件不变，Ru2产量为0.265g，产率70％。¹H NMR(400MHz,CD₃CN-d₃)δ(ppm):9.77(d,J＝8.0Hz,4H),8.43(d,J＝13.4Hz,8H),8.31(d,J＝4.8Hz,4H),8.02(td,J＝5.6,2.8Hz,4H),7.71(d,J＝6.0Hz,4H),7.62(d,J＝5.8Hz,4H),7.36(d,J＝5.0Hz,4H),7.15(d,J＝5.6,Hz,4H),2.62(s,12H),2.53(s,12H).ESI-MS(MeOH,m/z):Calculated:(C₇₄H₆₀N₁₆Ru₂)(M-4PF₆)⁴⁺:343.89；Found:343.71.

全共轭双核钌配合物Ru3的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(tBubpy)₂Cl₂]0.368g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru3的产量0.220g，产率38％。¹HNMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):9.75(d,J＝8.4Hz,4H),8.91(d,J＝9.4Hz,8H),8.31(dd,J＝5.6,0.8Hz,4H),8.14(dd,J＝8.4,5.8Hz,4H),7.68(d,J＝6.0Hz,8H),7.64(dd,J＝8.2,1.6Hz,4H)7.42(dd,J＝6.0,1.2Hz,4H),1.44(s,36H),1.36(s,36H).ESI-MS(MeOH,m/z):Calculated:(C₉₈H₁₀₈N₁₆Ru₂)(M-4PF₆)⁴⁺:428.18；Found:428.22.

全共轭双核钌配合物Ru4的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(teabpy)₂Cl₂]0.674g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru4的产量0.238g，产率28％。¹HNMR(500MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):9.82(t,J＝8.8Hz,4H),9.10(t,J＝8.1Hz,4H),8.99(t,J＝8.3Hz,4H),8.61(t,J＝8.4Hz,2H),8.42-8.27(m,8H),8.18(t,J＝8.0Hz,6H),7.87-7.55(m,8H),4.62-4.34(m,16H),3.26-2.74(m,48H),1.43-0.84(m,72H).

全共轭双核钌配合物Ru5的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(phen)₂Cl₂]0.296g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru5的产量0.172g，产率36％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):9.75(d,J＝8.2Hz,4H),8.84(t,J＝9.0Hz,8H),8.43(s,8H),8.31(t,J＝8.0Hz,8H),8.10(d,J＝5.0Hz,4H),8.02(t,J＝6.0Hz,4H),7.85(td,J＝5.4,2.4Hz,4H),7.82(td,J＝5.2,2.8Hz,4H).ESI-MS(MeOH,m/z):(M-4PF₆)⁴⁺,Calculated:(C₇₄H₄₄N₁₆Ru₂)339.85；Found:339.86.

全共轭双核钌配合物Ru6的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(dmp)₂Cl₂]0.325g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru6产量0.110g，产率21％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆,298K)δ(ppm):9.49(d,J＝7.8Hz,4H),8.94(d,J＝8.2Hz,4H),8.48(td,J＝9.0,3.2Hz,8H),8.26(d,J＝8.8Hz,4H),8.00(d,J＝8.2Hz,4H),7.65(t,J＝12.8,4H),7.61(d,J＝4.8Hz,4H),7.46(d,J＝8.4Hz,4H),1.94(s,12H),1.89(s,12H).ESI-MS(MeOH,m/z):(M-4PF₆)⁴⁺,Calculated:(C₈₂H₆₀N₁₆Ru₂)367.91；Found:367.66.

全共轭双核钌配合物Ru7的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，区别仅在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(tmp)₂Cl₂]0.354g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru7产量0.250g，产率46％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆,298K)δ(ppm):9.69(d,J＝8.0,4H),8.51(s,8H),8.24(d,J＝5.0,4H),7.98(t,J＝5.6,8H),7.73(s,4H),2.81(s,12H),2.80(s,12H),2.27(s,12H),2.25(s,12H).ESI-MS(MeOH,m/z):(M-4PF₆)⁴⁺,Calculated:(C₉₀H₇₆N₁₆Ru₂)395.96；Found:395.99.

全共轭双核钌配合物Ru8的合成方法：

制备步骤同配合物Ru1，不同点在于将其中的前体[Ru(bpy)₂Cl₂]替代为[Ru(dip)₂Cl₂]0.454g(0.52mmol)，其余步骤及操作不变，Ru8产量0.452g，产率71％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ(ppm):9.85(d,J＝8.3Hz,1H),8.49(d,J＝5.0Hz,1H),8.46(d,J＝5.1Hz,1H),8.39(d,J＝5.3Hz,1H),8.34(s,2H),8.18–8.10(m,1H),7.89(d,J＝5.3Hz,2H),7.73(s,3H),7.68(s,6H).ESI-MS(MeOH,m/z):(M-4PF₆)⁴⁺,Calculated:(C₁₂₂H₇₆N₁₆Ru₂)492.86；Found:492.65.

实施例4

钌配合物Ru1-Ru8的紫外吸收光谱和荧光发射光谱性质：

溶液的配置均采用称量法，以纯水为溶剂，对浓度为10μM的钌配合物Ru1-Ru8进行紫外吸收光谱和荧光发射光谱的测定，波长范围分别为250～1100nm和550～900nm。结果如图4～5及表1所示。

表1双核钌配合物Ru1-Ru8在纯水溶剂中的紫外吸收光谱和荧光发射光谱数据

根据图4～5和表1中的数据可以看出，配合物Ru1-Ru8在250～700nm范围内有良好的光吸收性质，可见光区的450～465nm左右的吸收带归属为钌配合物特征的金属到配体的电荷转移跃迁，该跃迁对应的发射在594～653nm范围内，也与该类配合物特征一致。配合物Ru6由于辅助配体上甲基位阻，没有有效辐射跃迁，因此没有荧光信号。

实施例5

钌配合物Ru1-Ru8的红外光激发单线态氧生成性能：

以ABDA(9,10-蒽二基-双(亚甲基)二丙二酸)作为单线态氧(¹O₂)捕捉剂，配制含有钌配合物Ru1-Ru8的ABDA溶液，溶液用纯水为溶剂进行配制，其中配合物浓度为10μM，ABDA浓度为100μM。

采用紫外/可见光分光光度计测量含有钌配合物Ru1-Ru8的ABDA溶液的吸收光谱变化来研究配合物的单线态氧生成效率。在钌配合物Ru1-Ru8存在的条件下，经808nm的激光照射后溶液中单线态氧捕捉剂ABDA的紫外吸收变化光谱图如图6～13所示。

采用本领域技术人员熟知的[Ru(bpy)₃]²⁺作为对比，经线性拟合，在808nm红外光激发下，Ru1-Ru8的单线态氧生成速率分别为[Ru(bpy)₃]²⁺的10.2、7.7、6.7、39.1、13.0、10.7、4.9、3.4倍，表明本发明提供的双核钌配合物在红外光激发下，具有极强的诱导单线态氧产生的能力。

实施例6

双核钌配合物Ru1-Ru8的红外光热转换能力：

以含有10％DMSO的PBS缓冲液为对照，用808nm红外光对浓度为10μM的钌配合物Ru1-Ru8的溶液(溶剂均为10％DMSO的PBS缓冲液)进行光照，在0分钟、1分钟、2分钟、5分钟及10分钟时对溶液进行热成像。结果如图14和表2所示。

表2钌配合物Ru1-8在808nm不同照射时间下的温度及产生的热量

根据图14和表2可以看出，与对照组PBS相比，本发明的钌配合物Ru1-Ru8在808nm光照条件下产生了明显的热量。其中，Ru2-Ru4产生的热量达到了PBS组的3.7倍以上，而Ru7和Ru8产生的热量达到了PBS组的5倍以上；以上结果表明，本发明提供的双核钌配合物具有优异的红外光热转换能力。

实施例7

双核钌配合物Ru1-Ru8体外抑制黑色素瘤活性：

将本发明的双核钌配合物及溶于0.9％的DMSO-PBS缓冲溶液中。用含有10％血清培养液将测试的配合物配成所需浓度，应用CCK-8(2-(2-甲氧基-4-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺酸苯)-2H-四唑单钠盐)法检测目标配合物对人恶性黑色素瘤细胞株(A375)增殖生长的抑制作用，采用顺铂作为阳性对照。

CCK-8法：接种对数生长期细胞与96孔培养板中，在37℃、5％CO₂条件下孵育24h后加入不同浓度的药物，每个浓度设置3组重复实验，同时设置相应浓度的溶剂对照。将细胞和药物一起孵育15h后，更换新培养基，并用808nm红外光照5分钟。继续孵育48h，用CCK-8对细胞进行染色，用酶标仪测定450nm波长下OD值，以下列公式计算细胞生长抑制率，根据各浓度抑制率，按照非线性回归方法计算半数抑制浓度IC₅₀，并根据黑暗条件和光照条件下的IC₅₀值计算光照下的光毒性指数PI，具体计算公式如下：

抑制率＝(OD值_对照孔-OD值_给药孔)/OD值_对照孔×100％

光毒性指数PI＝IC_50Dark/IC_50Light

所得结果见表3：

表3钌配合物Ru1-Ru8对A375细胞的IC₅₀值(μM)

根据表3中的结果可以看出，和黑暗条件相比，本发明提供的双核钌配合物Ru3、Ru6、Ru7、Ru8在808nm光照条件下对人恶性黑色素瘤细胞株(A375)的生长都有明显的抑制作用。其中，Ru3的光细胞毒性IC₅₀值最低，为2.59μM。而顺铂在808nm光照下的活性远低于Ru3。

实施例8

双核钌配合物Ru3体内抑制黑色素瘤活性

所有动物实验均经云南大学机构动物护理和使用委员会(IACUC)审核和批准(批准号：YNU20210133)。BALB/c雌性裸小鼠购自Gem Pharmatech，年龄为6～8周，体重18～20g。

将小鼠饲养在恒定温度(20～26℃)和湿度(40～70％)的单独通风笼(IVC)系统中，每个笼内有5只小鼠。每只小鼠在右后侧皮下注射0.1ml的PBS(含有约5×10⁶个A375肿瘤细胞)。当肿瘤的平均大小达到63mm³时开始进行药物治疗。将小鼠随机分为4组(每组5只)：第1组，仅注射PBS；第2组，仅注射Ru3(20μL，10μM)；第3组，注射Ru3(20μL、10μM)，随后用450nm LED(50mW/cm²，光剂量为30.0J/cm²)照射；第4组，注射Ru3(20μL、10μM)，随后用808nm激光(0.1W/cm²，光剂量为30.0J/cm²)照射。

在治疗方案中，每2～3天记录一次体重和肿瘤体积数据。肿瘤体积用mm³表示，公式为：V＝0.5a×b²，其中a和b分别为肿瘤的长直径和短直径。在研究结束时测量肿瘤重量。整个给药以及测量肿瘤和体重的程序都在层流柜中进行。相对肿瘤体积由V/V₀计算(V为记录数据当天的肿瘤体积，V₀为治疗开始当天的肿瘤体积)。

所得结果如图15所示，图15中(a)为治疗过程中肿瘤体积的变化图，(b)为治疗过程中小鼠体重的变化图，(c)为研究结束时肿瘤大小的照片。

由图15可见，双核钌配合物Ru3在808nm红外光照下，能够有效抑制黑色素瘤在小鼠体内的生长，治疗效果远优于450nm可见光照和不使用光照的条件，同时小鼠体重等生理参数未见影响。

实施例9

双核钌配合物Ru3诱导体内光热转换

将实施例8中光动力治疗前后的小鼠进行实时热成像分析，结果如图16所示。在808nm红外光照下，Ru3明显升高小鼠肿瘤部位温度，而450nm可见光的升温作用相对较弱。表明本发明提供的双核钌配合物Ru3在肿瘤光动力学治疗中，同时也发挥着光热试剂的功能，能够进一步增强肿瘤治疗效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围_。

Claims (10)

1.一种全共轭桥联配体，其特征在于，结构式如式I所示：

2.权利要求1所述全共轭桥联配体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将具有式a所示结构的化合物、盐酸甲胺和有机溶剂混合进行Gabriel合成胺反应，得到具有式b所示结构的化合物；

(2)将所述具有式b所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第一缩合反应，得到具有式d所示结构的化合物；

(3)将所述具有式d所示结构的化合物和氨水混合进行还原脱硫反应，得到具有式e所示结构的化合物；

(4)将所述具有式e所示结构的化合物、具有式c所示结构的化合物和有机溶剂混合进行第二缩合反应，得到具有式I所示结构的全共轭桥联配体。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中Gabriel合成胺反应的温度为100～140℃，时间为1～4h；

所述步骤(2)中第一缩合反应的温度为80～120℃，时间为1～8h；

所述步骤(3)中还原脱硫反应的温度为室温，时间为0.5～4h；

所述步骤(4)中第二缩合反应的温度为80～120℃，时间为1～8h。

4.一种全共轭双核钌配合物，由阴离子和阳离子组成，其特征在于，所述阳离子的结构式如式II所示：

式II中，

表示辅助配体L，所述辅助配体L为以下结构的配体中的任意一种：

5.权利要求4所述全共轭双核钌配合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(i)将辅助配体L、三氯化钌、氯化锂和有机溶剂混合进行第一配位反应，得到具有式f所示结构的前体化合物；

(ii)将所述具有式f所示结构的前体化合物、权利要求1所述的具有式I所示结构的全共轭桥联配体和溶剂混合进行第二配位反应，得到阴离子为Cl^-的全共轭双核钌配合物，所述全共轭双核钌配合物的阳离子结构如式II所示。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述辅助配体L和三氯化钌的摩尔比为2:1；所述具有式f所示结构的前体化合物和具有式I所示结构的全共轭桥联配体的摩尔比为2:1。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(ii)中的溶剂为乙二醇或乙二醇-水混合溶剂。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(ii)中第二配位反应的温度为80～180℃，时间为2～72h。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(ii)中，第二配位反应完成后，还包括向所得反应液中加入含阴离子化合物的水溶液，将全共轭双核钌配合物中的Cl^-进行替换。

10.权利要求5所述的全共轭双核钌配合物在制备肿瘤红外光动力学疗法光敏剂和光热试剂中的应用。

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