CN115385968B - 一种高荧光量子产率的半三明治结构铱(iii)吡啶配合物及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高荧光量子产率的半三明治结构铱(iii)吡啶配合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三苯胺修饰的高荧光量子产率的半三明治结构铱(III)吡啶配合物及其制备方法和应用。其结构式如式（I）所示，R1为氢、苯基；R2为氢、甲基、甲氧基；吡啶配体与三苯胺衍生物之间的连接方式为单键、碳碳双键、碳氮双键。三苯胺衍生物的引入赋予配合物优异的荧光特性，在溶液中的绝对荧光量子产率高达77.75%。目标配合物均表现出潜在的抗肿瘤活性。配合物可以在A549肺癌细胞的线粒体内积累，通过下调Bcl‑2和PARP蛋白，上调Bax和Cyt‑c蛋白表达，证实了线粒体凋亡通道的存在。
Description
技术领域：
本发明涉及有机金属配合物，具体为一种高荧光量子产率的半三明治结构铱(III)吡啶配合物及其制备方法和应用，属于化学制药领域。
背景技术：
线粒体被称为“动力车间”，是一种双层膜包裹的细胞器。除了通过有氧呼吸给细胞提供能量外，线粒体还可以调节膜电位、控制细胞的凋亡。在缺乏能量的情况下，线粒体会通过改变自身结构将细胞色素C（Cyt-C）从线粒体释放到细胞质，从而打开线粒体介导的细胞凋亡途径。文献表明，线粒体靶向型药物通常表现出两个特征：正电性和较强的亲脂性。由于表现出无限增殖和旺盛的代谢，癌细胞拥有比正常细胞更多的线粒体，又因线粒体代谢和功能在肿瘤发生和癌症进展中不可或缺，这使得线粒体和线粒体功能成为抗癌治疗的理想靶点。半三明治结构金属铱(III)配合物具有潜在抗癌活性且不同于顺铂（传统化疗药物）的抗肿瘤机制，包括参与细胞的氧化还原过程（催化烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的氧化，诱导细胞内活性氧的过量积累）和抑制Bcl-2蛋白的抗凋亡功能，形成跨线粒体外膜通道，导致线粒体膜电位降低，最终导致细胞凋亡。但是，半三明治结构铱(III)配合物很难形成有效的共轭结构，所以发光性能较差，不便于研究其抗癌机制。本发明选择将三苯胺及其衍生物荧光基团引入到半三明治结构铱(III)吡啶配合物中，通过简单的配位反应制备了十种高荧光量子产率的半三明治结构铱(III)配合物。三苯胺的引入导致有效改善配合物的脂溶性，方便于目标配合物靶向肿瘤细胞中的线粒体。
发明内容：
一种半三明治结构金属铱(III)化合物，其特征在于，三苯胺-吡啶单齿配体与金属铱(III)配位，其结构式如式（I）所示：
；其中，R1为氢、苯，R2为氢、甲基、甲氧基，吡啶与三苯胺之间的连接方式为单键、碳碳双键、碳氮双键。
进一步的，本发明所有目标配合物的化学结构式如下：
。
本发明提供了上述化合物的制备方法：三苯胺-吡啶单齿配体（III）与基础金属铱二聚体（II）反应得到式（I）所示目标化合物，具体反应路线如下：
。
进一步的，所述化合物为式1时，通过以下方法制备而成：
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），61.15 mg三苯胺吡啶前配体（L1），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物1。
进一步的，所述化合物为式2时，通过以下方法制备而成：
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），61.15 mg三苯胺吡啶前配体（L1），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物2。
进一步的，所述化合物为式3时，通过以下方法制备而成：
63.68 mg基础铱二聚体（II, R1=氢），51.54 mg三苯胺吡啶前配体（L2），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物3。
进一步的，所述化合物为式4时，通过以下方法制备而成：
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），51.54 mg三苯胺吡啶前配体（L2），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物4。
进一步的，所述化合物为式5时，通过以下方法制备而成：
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），60.19 mg三苯胺吡啶前配体（L3），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物5。
进一步的，所述化合物为式6时，通过以下方法制备而成：
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），60.19 mg三苯胺吡啶前配体（L3），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物6。
进一步的，所述化合物为式7时，通过以下方法制备而成：
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），65.31 mg三苯胺吡啶前配体（L4），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物7。
进一步的，所述化合物为式8时，通过以下方法制备而成：
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），65.31 mg三苯胺吡啶前配体（L4），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物8。
进一步的，所述化合物为式9时，通过以下方法制备而成：
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），55.87 mg三苯胺吡啶前配体（L5），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物9。
进一步的，所述化合物为式10时，通过以下方法制备而成：
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），55.87 mg三苯胺吡啶前配体（L5），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物10。
本发明提供了一种通过上述方法制备的半三明治结构金属铱吡啶配合物在抗肿瘤药物中的应用。富含电子的芳香配体（环戊二烯基及衍生物）与铱(III)配位，可以稳定铱(III)的高氧化态。三苯胺及其衍生物可以调控配合物的亲脂性，促进配合物与酶的受体或特定靶向位点之间的相互作用，进而调节细胞的组织靶向，影响抗肿瘤活性；另外，可以调控配合物的电子特性，赋予配合物优异的荧光特性。
本发明的有益效果为：
（1）本发明合成的半三明治结构铱(III)配合物表现出潜在的抗癌活性；
（2）本发明合成的配合物具有高的绝对荧光量子产率，可作为线粒体荧光探针。
附图内容：
图1为本发明配合物1的核磁共振氢谱；
图2为本发明配合物1的核磁共振碳谱；
图3为本发明配合物1的质谱；
图4为本发明配合物1的x-衍射单晶结构图；
图5为本发明配合物2的核磁共振氢谱；
图6为本发明配合物2的核磁共振碳谱；
图7为本发明配合物2的质谱；
图8为本发明配合物3的核磁共振氢谱；
图9为本发明配合物3的核磁共振碳谱；
图10为本发明配合物3的质谱；
图11为本发明配合物3的x-衍射单晶结构图；
图12为本发明配合物4的核磁共振氢谱；
图13为本发明配合物4的核磁共振碳谱；
图14为本发明配合物4的质谱；
图15为本发明配合物5的核磁共振氢谱；
图16为本发明配合物5的核磁共振碳谱；
图17为本发明配合物5的质谱；
图18为本发明配合物6的核磁共振氢谱；
图19为本发明配合物6的核磁共振碳谱；
图20为本发明配合物6的质谱；
图21为本发明配合物7的核磁共振氢谱；
图22为本发明配合物7的核磁共振碳谱；
图23为本发明配合物7的质谱；
图24为本发明配合物8的核磁共振氢谱；
图25为本发明配合物8的核磁共振碳谱；
图26为本发明配合物8的质谱；
图27为本发明配合物9的核磁共振氢谱；
图28为本发明配合物9的核磁共振碳谱；
图29为本发明配合物9的质谱；
图30为本发明配合物10的核磁共振氢谱；
图31为本发明配合物10的核磁共振碳谱；
图32为本发明配合物10的质谱；
图33为本发明配合物6的紫外-可见吸收光谱图（a）和荧光光谱图（b）；
图34为本发明配合物1-6的绝对荧光量子产率图；
图35为本发明配合物6的细胞组织靶向图；
图36为本发明配合物6与A549细胞作用24 h后，Western blot检测5种线粒体凋亡蛋白的表达水平图（a）和蛋白表达的直方图（b）。
具体实施方式：
本发明在下文描述的一些代表性化合物的实施方案上进一步阐述，但这些描述并不限制本发明。
在化合物中，起始化合物用于合成商业产品或可以通过已知的合成方法制备，所有有机化合物的制备都可以从文献中获得，而合成化学家的方法是一种基本而明显的方法。因此，以下对合成方法的描述可以视为详细和具体的。
实施例1
称取1.2 g三氯化铱水合物、1.8 mL 1,2,3,4,5-五甲基环戊二烯，然后将35 mL无水甲醇加入到混合体系中，超声5 min。加入氮气，放入微波消解仪中反应。倒出上清液，冰甲醇洗涤罐中固体，加入二氯甲烷溶解，过滤，滤液中加入20 mL无水乙醚，冷却结晶得到金属铱二聚体产物（II，R1=氢），1.98 g（产率：72.4%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 1.60 (s,J = 1.4 Hz, 30H)。
实施例 2
量取4.4 mL 2,3,4,5-四甲基-2-环戊烯酮，加入35 mL无水四氢呋喃，搅拌下加入12.8 mL苯基溴化镁。加热回流4 h后，倒入60 mL冰水中，缓慢加入40 mL浓盐酸，搅拌0.5h。无水乙醚萃取2次，无水碳酸钠干燥，真空浓缩得粗产物。柱层析提纯得二聚体前配体。取1.2 g三氯化铱水合物、2.1 g二聚体前配体依次加入微波消解罐中，然后加入35 mL无水甲醇，超声5 min。加入氮气保护，完成消解后取出，上清液倒出，冰甲醇洗涤罐中固体。加入二氯甲烷溶解剩余晶体，过滤，加入20 mL无水乙醚，冷藏后可得金属铱二聚体产物（II，R1=苯），2.02 g（产率：62.8%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.58 (m, 4H), 7.35 (m, 6H),1.72 (s, 12H), 1.63 (s, 12H)。
实施例 3
称取2.16 g 4-[(双（4-甲氧基苯基）]苯基硼酸，或称取1.72 g 4-[（二苯基氨基）]苯基硼酸，0.64 g 4-溴代吡啶、0.48 g四（三苯基膦）钯三种试剂溶于水：甲苯体积比为1：5的混合溶剂中，氮气环境中加热回流15 h。反应完成后乙酸乙酯萃取三次，柱层析（乙酸乙酯：石油醚=15:1（v/v））提纯，分别得到L1和L2。L1：2.16 g（产率：77.0%）。1H NMR (500MHz, CDCl3) δ 8.58 (d, J = 5.2 Hz, 2H), 7.45 (dd, J = 10.0, 7.3 Hz, 4H), 7.10(d, J = 8.8 Hz, 4H), 6.97 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 6.86 (d, J = 8.8 Hz, 4H), 3.81(s, 6H)。ESI-MS (m/z): C25H22N2O2，计算值：383.17813 [M+H]+, 实测值：383.17470。L2：1.75 g（产率：74.2%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.61 (d, J = 5.6 Hz, 2H), 7.54-7.51 (m, 2H), 7.47 (dd, J = 4.6, 1.5 Hz, 2H), 7.32-7.27 (m, 5H), 7.16-7.12(m, 5H), 7.08 (t, J = 7.4 Hz, 2H)。ESI-MS (m/z): C23H18N2，计算值：323.15700；[M+H]+,实测值：323.15389。
实施例 4
称取1.51 g 4-[N，N’-二（对甲苯基）氨基]苯甲醛，或称取1.5 g 4-[双（4-甲氧基苯基）氨基]苯甲醛溶于无水甲醇：二氯甲烷体积比为1：2的混合溶剂中，称取0.81 g硼氢化钠分批加入上述溶液中，常温、氮气环境中搅拌24 h。减压除去溶剂后，加入二氯甲烷溶解，缓慢加水、搅拌，去离子水反复冲洗两到三次，取适量的无水硫酸镁进行干燥，得到4-[N，N-二（对甲苯基）氨基]苯甲醇，或得到4-[双（4-甲氧基苯基）氨基]苯甲醇。三苯基膦氢溴酸盐分别与上述产物在三氯甲烷中加热回流21 h后可以得到4-[N，N'-二-（对甲苯基）氨基]苄基（三苯基）溴化磷，或得到[4-（双（4-甲氧基苯基）氨基]苄基（三苯基）溴化磷，将其溶于30mL四氢呋喃中，0℃下搅拌，注入20 mL 2.12 g叔丁醇钾的四氢呋喃溶液，反应0.5 h。称取0.51g 4-吡啶甲醛，缓慢注入上述溶液中，室温下搅拌6 h。反应完成后乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，抽滤、旋干，再加入80 mL四氢呋喃和少许单质碘，加热回流10 h，加入100 mL的10%的氢氧化钠搅拌30 min，乙酸乙酯萃取三次，无水硫酸镁干燥，抽滤、旋干，得到配体L3和L4。L3：1.87 g（产率：56.7%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.80 (d, J = 5.5 Hz,2H), 7.34 (dd, J = 15.4, 7.0 Hz, 4H), 7.28-7.25 (d, 1H), 7.06 (dd, J = 37.9,7.8 Hz, 8H), 6.97 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.83 (d, J = 16.2 Hz, 1H), 2.33 (s,6H)。ESI-MS (m/z): C27H24N2，计算值：377.20395；[M+H]+，实测值：377.20089。L4：1.69 g（产率：53.5%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.52 (dd, J = 4.7, 1.4 Hz, 2H), 7.54(ddd, J = 5.5, 5.0, 1.4 Hz, 4H), 7.35-7.30 (m, 4H), 7.08 (d, J = 9.0 Hz, 4H),6.85 (d, J = 8.9 Hz, 4H), 3.80 (s, 6H)。ESI-MS (m/z): C27H24N2O2，计算值：409.1938；[M+H]+，实测值：409.1946。
实施例 5
称取4.2 g 4-硝基三苯胺溶于40 mL无水乙醇中，加入2.5 g钯碳催化剂，加热回流5 min，量取17 mL水合肼（80%）缓慢滴加到反应烧瓶中，回流反应8 h。趁热抽滤，将滤液冷却至室温，过滤，得粗产品4-氨基三苯胺溶于70 mL乙醇中，加热搅拌，待全部溶解之后，缓慢滴加1.2 g 4-吡啶甲醛，回流24 h。减压蒸馏，用二氯甲烷溶解，再加入约10 mL的石油醚，挥发结晶得到配体L5, 2.63 g（产率：53.1%）。1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.74 (d, J= 5.9 Hz, 2H), 8.49 (s, 1H), 7.74 (d, J = 5.9 Hz, 2H), 7.28 (d, J = 8.3 Hz,4H), 7.22 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.12 (dd, J = 8.2, 4.4 Hz, 6H), 7.05 (t, J =7.3 Hz, 2H)。ESI-MS (m/z): C24H19N3，计算值：350.16790；[M+H]+，实测值：350.16454。
实施例6
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），61.15 mg三苯胺吡啶前配体（L1），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物1。95.2 mg（产率：97.2%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱和x-射线衍射单晶结构分别如图1、2、3和4所示：1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.85 (d, J = 6.7 Hz, 2H), 7.45 (d, J= 7.1 Hz, 4H), 7.11 (d, J = 8.8 Hz, 4H), 6.95 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.87 (d, J= 8.9 Hz, 4H), 3.81 (s, 6H), 1.56 (s, 15H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ 156.72,153.03, 150.84, 149.32, 139.69, 127.69, 127.43, 126.06, 121.72, 119.09,114.95, 85.64, 55.54, 8.60。HRMS (m/z): C35H37Cl2N2O2Ir，计算值：745.2173；[M-Cl]+，实测值：745.2007。
实施例7
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），61.15 mg三苯胺吡啶前配体（L1），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物2。93.4 mg（产率：95.7%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图5、6和7所示：1H NMR(500 MHz, CDCl3) δ 8.81 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 7.73 (s, 2H), 7.38 (d, J = 11.5Hz, 7H), 7.09 (d, J = 7.6 Hz, 4H), 6.91 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 6.86 (d, J = 7.5Hz, 4H), 3.81 (s, 6H), 1.72 (s, 6H), 1.52 (s, 6H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ156.72, 153.15, 150.82, 149.30, 139.68, 130.93, 130.26, 128.75, 128.21,127.65, 127.43, 125.99, 121.66, 119.04, 114.94, 94.01, 83.84, 80.49, 55.52,9.69, 8.72。HRMS (m/z): C40H39Cl2N2O2Ir，计算值：807.2229；[M-Cl]+，实测值：807.2137。
实施例8
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），51.54 mg三苯胺吡啶前配体（L2），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物3。94.3 mg（产率：96.4%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、质谱和x-射线衍射单晶结构分别如图8、9、10和11所示：1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.90 (d, J = 6.7 Hz, 2H), 7.49 (dd,J = 9.5, 7.8 Hz, 4H), 7.31 (t, J = 7.8 Hz, 4H), 7.13 (dd, J = 16.3, 8.0 Hz,8H), 1.57 (s, 15H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ 153.18, 150.04, 148.28, 146.86,129.56, 128.15, 127.82, 125.42, 124.15, 122.14, 122.03, 85.67, 8.59。HRMS (m/ z): C33H33Cl2N2Ir，计算值：685.1962；[M-Cl]+, 实测值：685.1816。
实施例9
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），51.54 mg三苯胺吡啶前配体（L2），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物4。95.4 mg（产率：97.6%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图12、13和14所示：1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.86 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 7.74 (dd, J = 7.2, 2.1 Hz,2H), 7.45 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 7.41 – 7.39 (m, 5H), 7.30 (t, J = 7.9 Hz, 4H),7.15 – 7.07 (m, 8H), 1.73 (s, 6H), 1.52 (s, 6H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ153.30, 150.00, 149.22, 146.84, 130.89, 130.25, 129.55, 128.77, 128.24,128.06, 127.80, 125.40, 124.14, 122.08, 121.98, 94.07, 83.88, 80.52, 9.70,8.73。HRMS (m/z): C38H35Cl2N2Ir，计算值：747.1818；[M-Cl]+，实测值：747.1935。
实施例10
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），60.19 mg三苯胺吡啶前配体（L3），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物5。92.3 mg（产率：93.4%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图15、16和17所示：1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.80 (d, J = 5.5 Hz, 2H), 7.34 (dd, J = 15.4, 7.0 Hz,4H), 7.13 – 6.95 (m, 12H), 2.33 (s, 6H), 1.55 (s, 15H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ 152.95, 149.57, 147.06, 144.48, 135.63, 133.66, 130.09, 128.39,127.77, 125.42, 121.90, 121.04, 120.96, 85.65, 20.89, 8.58。HRMS (m/z):C37H39Cl2N2Ir，计算值：739.2431；[M-Cl]+，实测值：739.2419。
实施例11
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），60.19 mg三苯胺吡啶前配体（L3），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物6。96.7 mg（产率：98.0%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图18、19和20所示：1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.76 (d, J = 5.8 Hz, 2H), 7.84 – 7.65 (m, 2H), 7.39(d, J = 5.1 Hz, 3H), 7.32 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.23 (dd, J = 20.9, 14.9 Hz,2H), 7.05 (dd, J = 39.4, 7.9 Hz, 8H), 6.95 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 6.77 (d, J =16.2 Hz, 1H), 2.33 (s, 6H), 1.72 (s, 6H), 1.51 (s, 6H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ 153.06, 149.57, 147.04, 144.47, 135.66, 133.66, 130.91, 130.24,130.09, 128.76, 128.36, 128.22, 127.73, 125.42, 121.85, 120.96, 120.93,94.06, 83.83, 80.45, 20.89, 9.68, 8.70。HRMS (m/z): C42H41Cl2N2Ir，计算值：801.2588；[M-Cl]+，实测值：801.2565。
实施例12
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），65.31 mg三苯胺吡啶前配体（L4），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物7。95.5 mg（产率：97.4%）。核磁氢谱、核磁碳谱和质谱分别如图21、22和23所示：1H NMR (500MHz, CDCl3) δ 8.79 (s, 2H), 7.32 (s, 5H), 7.13–7.03 (m, 4H), 6.83 (dd, J =29.6, 12.5 Hz, 7H), 3.81 (d, J = 3.1 Hz, 6H), 1.55 (s, 15H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ 156.53, 152.91, 150.06, 147.15, 139.97, 135.71, 128.42, 127.25,126.85, 121.83, 120.54, 119.17, 114.86, 85.64, 55.51, 8.57。 HRMS (m/z):C37H39Cl2N2O2Ir，计算值：771.2329；[M-Cl]+，实测值：771.2313。
实施例13
73.60 mg基础铱二聚体（II，R1=苯），65.31mg三苯胺吡啶前配体（L4），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物8。91.9 mg（产率：92.8%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图24、25和26所示：1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 8.75 (d, J = 6.6 Hz, 2H), 7.72 (dd, J = 6.6, 2.5 Hz,2H), 7.39 (dd, J = 5.1, 1.6 Hz, 3H), 7.30 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.21 (dd, J =14.4, 11.5 Hz, 3H), 7.08 (d, J = 8.9 Hz, 4H), 6.88 – 6.83 (m, 6H), 6.74 (d, J= 16.2 Hz, 1H), 3.80 (s, 6H), 1.71 (s, 6H), 1.51 (s, 6H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ 156.52, 153.01, 150.04, 147.13, 139.95, 135.74, 130.92, 130.25,128.75, 128.41, 128.21, 127.24, 126.83, 121.80, 120.47, 119.15, 114.86,94.06, 83.81, 80.44, 55.52, 9.68, 8.70。HRMS (m/z): C42H41Cl2N2O2Ir，计算值：833.2486；[M-Cl]+，实测值：833.2487。
实施例14
63.68 mg基础铱二聚体（II，R1=氢），55.87 mg三苯胺吡啶前配体（L5），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物9。94.5 mg（产率：96.7%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图27、28和29所示： 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.06 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 8.52 (s, 1H, CH=N), 7.77 (d,J = 6.5 Hz, 2H), 7.30 (d, J = 8.1 Hz, 3H), 7.27 (s, 1H), 7.25 (s, 1H), 7.12(m, 5H), 7.08 (dd, J = 12.4, 4.9 Hz, 3H), 1.56 (s, 15H)。13C NMR (126 MHz,CDCl3) δ 153.8, 152.49, 148.20, 147.29, 144.76, 143.48, 129.43, 124.86,123.56, 123.43, 123.30, 122.83, 85.93, 8.58。HRMS (m/z): C34H34Cl2N3Ir，计算值：712.2070；[M-Cl]+，实测值：712.2057。
实施例15
73.60 mg基础铱二聚体（II, R1=苯），55.87 mg三苯胺吡啶前配体（L5），65.6 mg乙酸钠和甲醇（60.0 mL）在室温、氮气保护环境下搅拌过夜（TLC监测）。减压除去溶剂，然后加入二氯甲烷（5.0 mL），过滤除去沉淀物（醋酸钠），加入正己烷扩散得到最终的目标产物10。 96.1 mg（产率：97.4%）。核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱分别如图30、31和32所示：1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ 9.03 (d, J = 6.5 Hz, 2H), 8.49 (s, 1H), 7.77 – 7.69(m, 4H), 7.42 (dd, J = 5.1, 1.5 Hz, 3H), 7.33 – 7.27 (m, 3H), 7.24 (d, J =8.8 Hz, 2H), 7.17 – 7.08 (m, 8H), 1.74 (s, 6H), 1.53 (s, 6H)。 13C NMR (126MHz, CDCl3) δ 153.99, 152.36, 148.21, 147.27, 144.71, 143.41, 130.65, 130.17,129.43, 128.83, 128.35, 124.87, 123.57, 123.47, 123.25, 122.77, 94.40, 84.04,80.61, 9.69, 8.71。HRMS (m/z): C39H36Cl2N3Ir，计算值：774.2227；[M-Cl]+，实测值：774.2244。
实施例16
具有抗肿瘤活性的配合物1-10对A549和HeLa肿瘤细胞株的增殖抑制活性实验：
(1) 待测配合物原液的配制：将配合物溶解在二甲基亚砜中。用细胞培养液进一步稀释至工作浓度，孵育24 h；
(2) 细胞生长抑制实验（MTT法）：
1) 96孔板，每孔铺5000个肿瘤细胞，配制成细胞悬液；
2) 培养基预培养细胞（5% CO2，310 K，24 h），加入待测配合物原液，孵育24 h；
3) 加入MTT溶液（15 μL 5 mg mL-1），继续孵育4 h；
4) 终止培养。洗去孔内的培养液，加入二甲基亚砜（100 μL），振荡器混匀，使用酶标仪测定各孔的光密度值（激发波长570 nm）；
5) 每个实验至少重复三次。引用的IC50值为平均值±SEM。
目标化合物（I，1-10）、基础铱二聚体（II）、三苯胺-吡啶单齿配体（III，L1-L5）及顺铂对人类肺泡基底上皮肿瘤细胞（A549）和子宫颈肿瘤细胞（Hela）生长抑制率见表1。
表1
通过实施例11可以看出，相比于基础铱的二聚体（II）和配体L1-L5（IC50：>100 μM），目标配合物的抗肿瘤活性更占明显优势，这说明三苯胺-吡啶配体与铱(III)的结合具有良好的协同效果。其中，配合物6表现出对A549细胞最好的抗增殖活性，这几乎与顺铂的活性类似。本系列配合物中2、4、6、8、10比对应配体（L）的1、3、5、7、9显示出相对更高的抗肿瘤活性，这说明在五甲基环戊二烯上引入苯基可有助于提高此类配合物的抗肿瘤活性。但是，三苯胺基团上的取代基对此类配合物的抗肿瘤活性影响较小。
实施例17
用TU-1901紫外分光光度计在1 cm径程石英比色管（3.0 mL）上记录了配合物6的紫外-可见吸收光谱。用Origin软件对光谱进行处理。除非另有说明，实验是在298 K下进行的。从吸收曲线中可以看出6出现了两处主要的吸收峰，278 nm和402 nm（图33）。
实施例18
用FLS 1000-stm（Edinburgh Instruments, UK）瞬态荧光光度计对配合物的荧光强度和绝对荧光量子产率进行了测试，激发波长为440 nm。如图33所示，配合物6的最大发射峰在547 nm处。配合物1-6在溶液状态下（二甲亚砜作为溶剂）的绝对荧光量子产率分别为77.75%、44.45%、10.35%、39.85%、24.65%和42.99%（图34）。这说明了本发明配合物具备优异的荧光性能，这为探索药物的作用靶点和抗肿瘤机制提供了有利的条件。
实施例19
用双光子激光共聚焦扫描显微镜（*/LSM/880NLO）观察并记录了配合物6进入A549细胞后的靶向情况。Lyso Tracker Red DND-99（LTDR）和Mito Tracker Deep Red（MTDR）分别作为溶酶体和线粒体的荧光探针。A549细胞与配合物6（10 μM）在310 K下孵育1 h后加入LTDR（500 nM）和MTDR（500 nM）染色30 min，用磷酸盐生理盐水缓冲溶液（PBS）冲洗细胞板3次，激光共聚焦显微镜观察。目标化合物的激发波长为488 nm，收集波长为550±30 nm；LTRD的激发波长为630±30 nm，收集波长为493~630 nm；MTDR在644 nm处激发，发射波长为690±30 nm。如图35所示，配合物6在线粒体中的皮尔森共定位系数为0.95，而在溶酶体中的共定位系数为0.07，证实了配合物6可有效靶向于细胞内的线粒体。
实施例20
A549细胞在六孔板中培养，加入配合物6孵育48 h。收集细胞，PBS洗2次，用放射免疫沉淀测定缓冲液（RIPA）孵育，紫外-可见分光光度计（Meriton，SMA4000）测定蛋白浓度。等量的细胞总蛋白被sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离并转移到硝化纤维膜。用5%脱脂牛奶在室温下封闭膜7 h，然后在4 ℃下与一抗孵育过夜，然后在室温下与酶标二抗体孵育4 h。Western blotting抗体为：兔抗人Cathepsin B（CB）、兔抗人LAMP-1(溶酶体相关膜蛋白1)、兔抗人β-actin、鼠抗人Cyt-c和鼠抗人PARP（聚adp核糖聚合酶）蛋白。二抗包括山羊抗兔抗体β-肌动蛋白、山羊抗小鼠抗体β-肌动蛋白。采用增强型化学发光试剂盒，使用Image Lab软件（Bio-Rad Gel Doc XR+）进行检测。实验重复三次。蛋白表达水平如图36所示，随着配合物6浓度的升高，Bcl-2和PARP蛋白表达明显降低，Bax和Cyt-c蛋白表达增加。这些结果证实了配合物6的线粒体抗癌通道的存在，并与共定位实验结果是一致的（靶向线粒体）。
Claims (8)
1.一种半三明治结构金属铱(I)化合物，其特征在于，其结构式为：
2.一种权利要求1所述半三明治结构金属铱配合物(I)的制备方法，其特征在于，步骤如下：三苯胺吡啶单齿配体(III)与基础金属铱二聚体(II)反应得到式(I)所示目标配合物，具体反应路线如下：
3.根据权利要求2所述的半三明治结构金属铱配合物的制备方法，其特征在于，所述化合物为式1时，通过以下方法制备而成：
63.68mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为甲基，61.15mg式L1所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物1；所述化合物为式2时，通过以下方法制备而成：
73.60mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为苯基，61.15mg式L1所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物2。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物为式3时，通过以下方法制备而成：
63.68mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为甲基，51.54mg式L2所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物3；所述化合物为式4时，通过以下方法制备而成：
73.60mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为苯基，51.54mg式L2所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物4。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物为式5时，通过以下方法制备而成：
63.68mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为甲基，60.19mg式L3所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物5；
所述化合物为式6时，通过以下方法制备而成：
73.60mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为苯基，60.19mg式L3所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物6。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物为式7时，通过以下方法制备而成：
63.68mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为甲基，65.31mg式L4所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物7；
所述化合物为式8时，通过以下方法制备而成：
73.60mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为苯基，65.31mg式L4所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物8。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述化合物为式9时，通过以下方法制备而成：
63.68mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为甲基，55.87mg式L5所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物9；
所述化合物为式10时，通过以下方法制备而成：
73.60mg式(II)所示基础铱二聚体，其中R1为苯基，55.87mg式L5所示三苯胺吡啶前配体，65.6mg乙酸钠和60.0mL甲醇在室温、氮气保护环境下搅拌过夜；减压除去溶剂，然后加入5.0mL二氯甲烷，过滤除去沉淀物醋酸钠，加入正己烷扩散得到最终的目标产物10。
8.一种权利要求2-7任一项所述的制备方法制备的半三明治结构铱配合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
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