RU2665471C1 - Cyanoporphyrin free base and its use - Google Patents
Cyanoporphyrin free base and its use Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665471C1 RU2665471C1 RU2017142701A RU2017142701A RU2665471C1 RU 2665471 C1 RU2665471 C1 RU 2665471C1 RU 2017142701 A RU2017142701 A RU 2017142701A RU 2017142701 A RU2017142701 A RU 2017142701A RU 2665471 C1 RU2665471 C1 RU 2665471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyanoporphyrazine
- free base
- tetra
- tetracyanoporphyrazine
- meoph
- Prior art date
Links
- 239000012458 free base Substances 0.000 title claims abstract description 72
- WHGQAKJTBXKRSB-UHFFFAOYSA-N [N]1C2=CC=C1C=C(N1)C=C(C#N)C1=CC([N]1)=CC=C1C=C(N1)C=CC1=C2 Chemical compound [N]1C2=CC=C1C=C(N1)C=C(C#N)C1=CC([N]1)=CC=C1C=C(N1)C=CC1=C2 WHGQAKJTBXKRSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- -1 3-methoxy-4-ethoxyphenyl Chemical group 0.000 claims description 89
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 claims description 19
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 9
- 125000004204 2-methoxyphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C(OC([H])([H])[H])C([H])=C1[H] 0.000 claims description 7
- 125000004172 4-methoxyphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(OC([H])([H])[H])=C([H])C([H])=C1* 0.000 claims description 7
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 claims description 7
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 125000006281 4-bromobenzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1Br)C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 abstract description 2
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 abstract description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 125000001255 4-fluorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C([H])=C1F 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 5
- 231100001274 therapeutic index Toxicity 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 4
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 3
- 230000034994 death Effects 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 3
- JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N N-chlorosuccinimide Chemical compound ClN1C(=O)CCC1=O JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000011287 therapeutic dose Methods 0.000 description 2
- 231100000816 toxic dose Toxicity 0.000 description 2
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOUDGKCAYZSDQC-UHFFFAOYSA-N [9-(dimethylamino)-10-methylbenzo[a]phenoxazin-5-ylidene]azanium;perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O.O1C2=CC(=[NH2+])C3=CC=CC=C3C2=NC2=C1C=C(N(C)C)C(C)=C2 WOUDGKCAYZSDQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 1
- 150000003934 aromatic aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004611 cancer cell death Effects 0.000 description 1
- 230000007541 cellular toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004035 chlorins Chemical class 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 125000001664 diethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000235 effect on cancer Effects 0.000 description 1
- 238000002265 electronic spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- BDWFYHUDXIDTIU-UHFFFAOYSA-N ethanol;propane-1,2,3-triol Chemical compound CCO.OCC(O)CO BDWFYHUDXIDTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 239000012216 imaging agent Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 1
- CUONGYYJJVDODC-UHFFFAOYSA-N malononitrile Chemical compound N#CCC#N CUONGYYJJVDODC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000036326 tumor accumulation Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- SVJLBBSKJLMTRQ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(2+) Chemical compound [Yb+2] SVJLBBSKJLMTRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
- A61K31/409—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil having four such rings, e.g. porphine derivatives, bilirubin, biliverdine
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая группа изобретений относится к области биомедицины, к мультимодальным противораковым препаратам для персонализированной медицины, касается в частности цианопорфиразинового свободного основания и его применения в качестве мультимодального агента фотодинамической терапии злокачественных новообразований, а именно в качестве фотосенсибилизатора и одновременно в качестве оптического сенсора внутриклеточной вязкости.The proposed group of inventions relates to the field of biomedicine, to multimodal anti-cancer drugs for personalized medicine, in particular to the cyanoporphyrazine free base and its use as a multimodal agent for the photodynamic therapy of malignant neoplasms, namely as a photosensitizer and simultaneously as an optical sensor for intracellular viscosity.
Флуоресцентные тетрапиррольные макроциклы, к которым относится заявляемое соединение, занимают центральное место в современной биоорганической химии, поскольку эти красители обладают свойством вначале избирательно накапливаться в ткани опухоли, а затем под действием света с подходящей длиной волны продуцировать активные формы кислорода, в частности, синглетный кислород, которые вызывают гибель клеток. Эта концепция лежит в основе фотодинамической терапии (ФДТ) онкологических заболеваний.Fluorescent tetrapyrrole macrocycles, to which the claimed compound belongs, occupy a central place in modern bioorganic chemistry, since these dyes have the property of first selectively accumulating in the tumor tissue, and then under the action of light with a suitable wavelength produce active forms of oxygen, in particular, singlet oxygen, which cause cell death. This concept underlies the photodynamic therapy (PDT) of cancer.
К настоящему времени описан обширный ряд тетрапиррольных фотосенсибилизаторов (ФС) для фотодинамической терапии (ФДТ) на основе хлоринов, порфиринов, фталоцианинов и некоторых других тетрапирролов. В последнее время показано, что порфиразины также перспективны в качестве агентов ФДТ, так как хорошо накапливаются в клетках и обладают высокой фотоцитотоксичностью [Е.R. Trivedi, A.S. Harney, М.В. Olive, I. Podgorski, K. Moin, В.F. Sloane, A. G.M. Barrett, Т.J. Meade, and В.M. Hoffman. Chiral porphyrazine near-IR optical imaging agent exhibiting preferential tumor accumulation // PNAS. - 2010. - V. 107. - №4. - Р 1284-1288].To date, an extensive series of tetrapyrrole photosensitizers (PS) for photodynamic therapy (PDT) based on chlorins, porphyrins, phthalocyanines and some other tetrapyrroles has been described. Recently, it has been shown that porphyrazines are also promising as PDT agents, since they accumulate well in cells and have high photocytotoxicity [E.R. Trivedi, A.S. Harney, M.V. Olive, I. Podgorski, K. Moin, B.F. Sloane, A. G.M. Barrett, T.J. Meade, and B.M. Hoffman. Chiral porphyrazine near-IR optical imaging agent exhibiting preferential tumor accumulation // PNAS. - 2010. - V. 107. - No. 4. - P 1284-1288].
Известно, что в процессе фотоиндуцированной гибели клетки [M. Kuimova, S. Butchway, A. Parker, H. Anderson, P. Ogiby Nature Chemistry, 1, 2009, 69-73] наблюдается значительное увеличение внутриклеточной вязкости. Вязкость является важным параметром, определяющим скорость диффузии и, следовательно, скорость бимолекулярных реакций, протекающих в живой клетке. Изменение локальной вязкости в биологических системах может привести к серьезным дисфункциям в поведении живых клеток и даже их смерти. Таким образом, разработка препаратов, обладающих свойствами высокочувствительных неинвазивных сенсоров внутриклеточной вязкости, является актуальной проблемой. Для агента ФДТ наличие таких свойств означает важную дополнительную модальность, открывающую новый персонализированный терапевтический подход к лечению онкологических заболеваний. Такой подход позволяет осуществлять мониторинг функционального состояния клеток опухоли по изменению внутриклеточной вязкости в реальном времени в процессе фотодинамического воздействия [Izquierdo М.А., 
Известно, что для некоторых флуоресцентных красителей наблюдается различная степень свободы внутримолекулярного движения фрагментов светоизлучающей молекулы в зависимости от вязкости окружающей среды [М.A. Haidekker, Е.A. Theodorakis. J. of Biol. Eng. - 2010 - V. 4. - P. 1-14.; T. 
Высоковязкие среды затрудняют внутримолекулярное движение (вращение или скручивание вокруг отдельных химических связей) и связанную с этим диссипацию энергии возбужденного состояния. Это приводит к сильному возрастанию интенсивности флуоресценции. Поскольку зависимость параметров флуоресценции (квантового выхода и времени жизни) от вязкости среды может быть описана простыми математическими уравнениями (1, 2) такие соединения могут быть использованы в качестве зондов локальной вязкости.Highly viscous media impede intramolecular motion (rotation or twisting around individual chemical bonds) and the associated energy dissipation of the excited state. This leads to a strong increase in fluorescence intensity. Since the dependence of the fluorescence parameters (quantum yield and lifetime) on the viscosity of the medium can be described by simple mathematical equations (1, 2), such compounds can be used as probes of local viscosity.
где φ - квантовый выход, η - вязкость, z и α - константы, kr - константа скорости излучательного перехода.where φ is the quantum yield, η is the viscosity, z and α are constants, k r is the radiative transition rate constant.
Такие красители обозначаются в научной литературе термином «флуоресцентные молекулярные роторы» [Т.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является порфиразин, а именно тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразин, защищенный патентом RU 2621710 С1, кл. C07D 487/22, C07D F5/00, опубл. 07.06.2017 г., принятый за ближайший аналог (прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is porphyrazine, namely tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine, protected by patent RU 2621710 C1, cl. C07D 487/22, C07D F5 / 00, publ. 06/07/2017, adopted for the closest analogue (prototype).
Тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразин по прототипу является не только сенсибилизатором фотодинамического воздействия на раковые клетки, но и высокочувствительным оптическим сенсором внутриклеточной вязкости, позволяющим проводить ее количественную оценку в различные моменты процесса фотодинамической терапии. Возможность осуществления контроля функционального состояния опухолевой ткани в режиме реального времени открывает новые возможности для персонализированной противораковой медицины.The prototype tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine is not only a sensitizer of the photodynamic effect on cancer cells, but also a highly sensitive optical sensor for intracellular viscosity, allowing its quantitative assessment at various points in the process of photodynamic therapy. The ability to monitor the functional state of tumor tissue in real time opens up new possibilities for personalized anti-cancer medicine.
Однако, прототип не лишен недостатков. В частности, для него существует проблема повышения фотоцитотоксичности и понижения темновой цитотоксичности. Этим недостатком обусловлено низкое значение потенциального терапевтического индекса данного препарата для ФДТ, который показывает широту безопасного использования лекарственного средства и представляет собой отношение токсичной дозы в темновых условиях к эффективной лечебной дозе при облучении.However, the prototype is not without flaws. In particular, for him there is the problem of increasing photocytotoxicity and lowering dark cytotoxicity. This disadvantage is due to the low value of the potential therapeutic index of this drug for PDT, which shows the breadth of safe use of the drug and represents the ratio of the toxic dose in the dark to the effective therapeutic dose when irradiated.
В задачу группы изобретений положено создание цианопорфиразинового свободного основания с разнообразными арильными заместителями в периферийном обрамлении макроцикла для его применения в качестве мультимодального агента фотодинамической терапии злокачественных новообразований, а именно в качестве фотосенсибилизатора и одновременно в качестве оптического сенсора внутриклеточной вязкости.The task of the group of inventions is to create a cyanoporphyrazine free base with a variety of aryl substituents in the peripheral frame of the macrocycle for its use as a multimodal agent for the photodynamic therapy of malignant neoplasms, namely as a photosensitizer and simultaneously as an optical sensor for intracellular viscosity.
Техническим результатом от использования группы изобретений является суммарное повышение фотодинамической активности макроциклов при сохранении высокой вязкостной чувствительности параметров их флуоресценции, необходимой для использования их в качестве потенциального неинвазивного оптического сенсора внутриклеточной вязкости.The technical result from the use of the group of inventions is the total increase in the photodynamic activity of macrocycles while maintaining the high viscosity sensitivity of their fluorescence parameters, which is necessary for using them as a potential non-invasive optical sensor for intracellular viscosity.
Поставленная задача была достигнута тем, что инструментом химического дизайна структуры молекулярных роторов на основе цианопорфиразинового свободного основания и тонкой настройки его фотофизических и цитотоксических свойств явилось варьирование ароматических групп, обрамляющих макроцикл.The task was achieved in that the chemical design of the molecular rotor structure based on the cyanoporphyrazine free base and fine-tuning of its photophysical and cytotoxic properties was the variation of aromatic groups framing the macrocycle.
На фиг. 1 представлена общая формула полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV, где: R - заместитель,In FIG. 1 presents the General formula of the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV, where: R is a Deputy,
R=2-MeOPh (I, 2-метоксифенил),R = 2-MeOPh (I, 2-methoxyphenyl),
R=4-MeOPh (II, 4-метоксифенил),R = 4-MeOPh (II, 4-methoxyphenyl),
R=4-EtO-3-MeOPh (III, 3-метокси-4-этоксифенил),R = 4-EtO-3-MeOPh (III, 3-methoxy-4-ethoxyphenyl),
R=3-C2H3Ph (IV, 3-винилфенил),R = 3-C 2 H 3 Ph (IV, 3-vinylphenyl),
R=Phen (V, 9-фенантренил),R = Phen (V, 9-phenanthrenyl),
R=Et2NPh (VI, 4-диэтиламинофенил),R = Et 2 NPh (VI, 4-diethylaminophenyl),
R=4-C3H3OPh (VII, 4-(2-пропинилокси)фенил),R = 4-C 3 H 3 OPh (VII, 4- (2-propynyloxy) phenyl),
R=4-C3H3O-3-MeOPh (VIII, 3-метокси-4-(2-пропинилокси)фенил),R = 4-C 3 H 3 O-3-MeOPh (VIII, 3-methoxy-4- (2-propynyloxy) phenyl),
R=4-C3H3O-3-EtOPh (IX, 4-(2-пропинилокси)-3-этоксифенил),R = 4-C 3 H 3 O-3-EtOPh (IX, 4- (2-propynyloxy) -3-ethoxyphenyl),
R=4-BnO-3-MeOPh (X, 3-метокси-4-бензилоксифенил),R = 4-BnO-3-MeOPh (X, 3-methoxy-4-benzyloxyphenyl),
R=4-BnO-EtOPh (XI, 4-бензилокси-3-этоксифенил),R = 4-BnO-EtOPh (XI, 4-benzyloxy-3-ethoxyphenyl),
R=4-FBnO-3-MeOPh (XII, 3-метокси-4-(4-фторбензилокси)фенил),R = 4-FBnO-3-MeOPh (XII, 3-methoxy-4- (4-fluorobenzyloxy) phenyl),
R=4-FBnO-3-EtOPh (XIII, 4-(4-фторбензилокси))-3-этоксифенил),R = 4-FBnO-3-EtOPh (XIII, 4- (4-fluorobenzyloxy)) -3-ethoxyphenyl),
R=4-BrBnOPh (XIV, 4-(4-бромбензилокси)фенил),R = 4-BrBnOPh (XIV, 4- (4-bromobenzyloxy) phenyl),
R- 4-BrBnO-3-MeOPh (XV, 4-(4-бромбензилокси)-3-метоксифенил).R-4-BrBnO-3-MeOPh (XV, 4- (4-bromobenzyloxy) -3-methoxyphenyl).
На фиг. 2 представлена схема синтеза цианопорфиразинового свободного основания I-XV в виде свободных оснований.In FIG. 2 shows a synthesis scheme for cyanoporphyrazine free base I-XV in the form of free bases.
На фиг. 3 представлены графики зависимости квантового выхода флюоресценции цианопорфиразинового свободного основания I-XV от вязкости растворителя (спиртово-глицериновые смеси), где:In FIG. 3 shows graphs of the dependence of the quantum yield of fluorescence of cyanoporphyrazine free base I-XV on the viscosity of the solvent (alcohol-glycerin mixture), where:
А: 
Б: 
В: 
На фиг. 4 представлен график зависимости жизнеспособности клеток А431 от концентрации в среде цианопорфиразинового свободного основания pzVI.In FIG. 4 is a graph of A431 cell viability versus pzVI cyanoporphyrazine free base concentration in the medium.
На фиг. 5 представлен график зависимости жизнеспособности клеток А431 от концентрации в среде цианопорфиразинового свободного основания pzV.In FIG. 5 is a graph of A431 cell viability versus pzV cyanoporphyrazine free base concentration in the medium.
В таблице 1 представлены результаты анализа полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV.Table 1 presents the results of the analysis of the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV.
В таблице 2 представлены характеристики тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразина и полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV в виде свободных оснований как потенциальных фотосенсибилизаторов ФДТ.Table 2 presents the characteristics of tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine and the resulting cyanoporphyrazine free base I-XV in the form of free bases as potential PDT photosensitizers.
В таблице 3 представлены значения коэффициента α в уравнении Фёрстера-Хоффмана, характеризующего чувствительность квантового выхода красной флуоресценции, тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразина и полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV от вязкости среды.Table 3 presents the values of the coefficient α in the Förster-Hoffman equation, which characterizes the sensitivity of the quantum yield of red fluorescence, tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine and the resulting cyanoporphyrazine free base I-XV from the viscosity of the medium.
Полученное цианопорфиразиновое свободное основание имеет общую формулу:The obtained cyanoporphyrazine free base has the general formula:
где R - заместитель,where R is a substituent,
R=2-MeOPh (2-метоксифенил), или 4-MeOPh (4-метоксифенил), или 4-EtO-3-MeOPh (3-метокси-4-этоксифенил), или 3-C2H23Ph (3-винилфенил), или Phen (9-фенантренил), или Et2NPh (4-диэтиламинофенил), или 4-C3H3OPh (4-(2-пропинилокси)фенил), или 4-C3H3O-3-MeOPh(3-метокси-4-(2-пропинилокси)фенил), или 4-C3H3O-3-EtOPh (4-(2-пропинилокси)-3-этоксифенил), или 4-BnO-3-MeOPh (3-метокси-4-бензилоксифенил), или 4-BnO-EtOPh (4-бензилокси-3-этоксифенил), или 4-FBnO-3-MeOPh (3-метокси-4-(4-фторбензилокси)фенил), или 4-FBnO-3-EtOPh (4-(4-фторбензилокси-)3-этоксифенил), или 4-BrBnOPh (4-(4-бромбензилокси)фенил), или 4-BrBnО-3-MeOPh (4-(4-бромбензилокси)-3-метоксифенил).R = 2-MeOPh (2-methoxyphenyl), or 4-MeOPh (4-methoxyphenyl), or 4-EtO-3-MeOPh (3-methoxy-4-ethoxyphenyl), or 3-C 2 H2 3 Ph (3- vinylphenyl), or Phen (9-phenanthrenyl), or Et 2 NPh (4-diethylaminophenyl), or 4-C 3 H 3 OPh (4- (2-propynyloxy) phenyl), or 4-C 3 H 3 O-3 -MeOPh (3-methoxy-4- (2-propynyloxy) phenyl) or 4-C 3 H 3 O-3-EtOPh (4- (2-propynyloxy) -3-ethoxyphenyl) or 4-BnO-3- MeOPh (3-methoxy-4-benzyloxyphenyl), or 4-BnO-EtOPh (4-benzyloxy-3-ethoxyphenyl), or 4-FBnO-3-MeOPh (3-methoxy-4- (4-fluorobenzyloxy) phenyl), or 4-FBnO-3-EtOPh (4- (4-fluorobenzyloxy) 3-ethoxyphenyl), or 4-BrBnOPh (4- (4-bromobenzyloxy) phenyl), or 4-BrBnO-3-MeOPh (4- (4 β-bromobenzyloxy) -3-methoxyphenyl).
При R=2-MeOPh (2-метоксифенил)цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(2-метоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 2-MeOPh (2-methoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (2-methoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-MeOPh (4-метоксифенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-метоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-MeOPh (4-methoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4-methoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-EtO-3-MeOPh (3-метокси-4-этоксифенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(3-метокси-4-этоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-EtO-3-MeOPh (3-methoxy-4-ethoxyphenyl) the cyanoporphyrazine free base is tetra (3-methoxy-4-ethoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=3-C2H3Ph (3-винилфенил)цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(3-винилфенил)тетрацианопорфиразин.At R = 3-C 2 H 3 Ph (3-vinylphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (3-vinylphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=Phen (9-фенантренил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(9-фенантренил)тетрацианопорфиразин.At R = Phen, the (9-phenanthrenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (9-phenanthrenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=Et2NPh (4-диэтиламинофенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-диэтиламинофенил)тетрацианопорфиразин.At R = Et 2, NPh (4-diethylaminophenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4-diethylaminophenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-C3H3OPh (4-(2-пропинилокси)фенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-(2-пропинилокси)фенил) тетрацианопорфиразин.At R = 4-C 3 H 3 OPh (4- (2-propynyloxy) phenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4- (2-propynyloxy) phenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-C3H3O-3-MeOPh (3-метокси-4-(2-пропинилокси)фенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(3-метокси-4-(2-пропинилокси)фенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-C 3 H 3 O-3-MeOPh (3-methoxy-4- (2-propynyloxy) phenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (3-methoxy-4- (2-propynyloxy) phenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-C3H3O-3-EtOPh (4-(2-пропинилокси)-3-этоксифенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-(2-пропинилокси)-3-этоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-C 3 H 3 O-3-EtOPh (4- (2-propynyloxy) -3-ethoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4- (2-propynyloxy) -3-ethoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-BnO-3-MeOPh (3-метокси-4-бензилоксифенил)At R = 4-BnO-3-MeOPh (3-methoxy-4-benzyloxyphenyl)
цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(3-метокси-4-бензилоксифенил)тетрацианопорфиразин.The cyanoporphyrazine free base is tetra (3-methoxy-4-benzyloxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-BnO-EtOPh (4-бензилокси-3-этоксифенил)цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-бензилокси-3-этоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-BnO-EtOPh (4-benzyloxy-3-ethoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4-benzyloxy-3-ethoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-FBnO-3-MeOPh (3-метокси-4-(4-фторбензилокси)фенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(3-метокси-(4-(4-фторбензилокси)фенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-FBnO-3-MeOPh (3-methoxy-4- (4-fluorobenzyloxy) phenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (3-methoxy- (4- (4-fluorobenzyloxy) phenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-FBnO-3-EtOPh (4-(4-фторбензилокси)-3-этоксифенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-(4-фторбензилокси)-3-этоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-FBnO-3-EtOPh (4- (4-fluorobenzyloxy) -3-ethoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4- (4-fluorobenzyloxy) -3-ethoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-BrBnOPh (4-(4-бромбензилокси)фенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-(4-бромбензилокси)фенил)-тетрацианопорфиразин.At R = 4-BrBnOPh (4- (4-bromobenzyloxy) phenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4- (4-bromobenzyloxy) phenyl) tetracyanoporphyrazine.
При R=4-BrBnO-3-MeOPh (4-(4-бромбензилокси)-3-метоксифенил) цианопорфиразиновое свободное основание представляет собой тетра(4-(4-бромбензилокси)-3-метоксифенил)тетрацианопорфиразин.At R = 4-BrBnO-3-MeOPh (4- (4-bromobenzyloxy) -3-methoxyphenyl) cyanoporphyrazine free base is tetra (4- (4-bromobenzyloxy) -3-methoxyphenyl) tetracyanoporphyrazine.
Синтез предлагаемого цианопорфиразинового свободного основания осуществляют следующим образом.The synthesis of the proposed cyanoporphyrazine free base is as follows.
В качестве структурных единиц для темплатной сборки цианопорфиразинового свободного основания используют различные арилтрицианоэтилены, которые, в свою очередь, синтезируют в три стадии из ароматических альдегидов с разнообразными арильными группами (фиг. 2 стадия а-с). К арилбензальдегиду, растворенного этиловом спирте (100 мл), добавляют малонодинитрил в мольном соотношении 1:1 и 2 капли пиперидина (фиг. 2 стадия а). Реакционную смесь перемешивают в течение 24 часов при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой (4×80 мл) и высушивают при комнатной температуре и пониженном давлении. Полученный 2-(арил)-1,1-дицианэтилен растворяют в этиловом спирте (150 мл), добавляют KCN в двукратном мольном избытке, предварительно растворенного в 80 мл воды (фиг. 2 стадия b). Реакционную смесь перемешивают, охлаждая колбу ледяной баней. В реакционную смесь добавляют 240 мл воды и перемешивают в течение 45 мин. при комнатной температуре. Далее добавляют 6 мл 37% HCl. После этого реакционную смесь охлаждают. Выпавший осадок отфильтровывают, тщательно промывают водой и высушивают при комнатной температуре и пониженном давлении. К полученному 2-(арил)-1,1,2-трицианэтану, растворенному в диэтиловом эфире (100 мл) добавляют N-хлорсукцинимид в мольном соотношении 1:1,5 (фиг. 2 стадия с). Через час добавляют воду (150 мл), отделяют органический слой и промывают водой (3×150 мл). Растворитель удаляют при пониженном давлении. Продукт возгоняют при пониженном давлении.As the structural units for the template assembly of the cyanoporphyrazine free base, various aryl tricyanethylenes are used, which, in turn, are synthesized in three stages from aromatic aldehydes with various aryl groups (Fig. 2 stage ac). To arylbenzaldehyde dissolved in ethyl alcohol (100 ml), malonodinitrile is added in a 1: 1 molar ratio and 2 drops of piperidine (Fig. 2 stage a). The reaction mixture was stirred for 24 hours at room temperature. The precipitate formed is filtered off, washed with water (4 × 80 ml) and dried at room temperature under reduced pressure. The obtained 2- (aryl) -1,1-dicyanethylene was dissolved in ethanol (150 ml), KCN was added in a twofold molar excess, previously dissolved in 80 ml of water (Fig. 2 stage b). The reaction mixture was stirred while cooling the flask in an ice bath. 240 ml of water was added to the reaction mixture and stirred for 45 minutes. at room temperature. Then add 6 ml of 37% HCl. After that, the reaction mixture is cooled. The precipitate formed is filtered off, washed thoroughly with water and dried at room temperature and under reduced pressure. To the obtained 2- (aryl) -1,1,2-tricyanethane dissolved in diethyl ether (100 ml) was added N-chlorosuccinimide in a molar ratio of 1: 1.5 (Fig. 2 stage c). After an hour, water (150 ml) was added, the organic layer was separated and washed with water (3 × 150 ml). The solvent is removed under reduced pressure. The product is sublimated under reduced pressure.
Тетра(арил)тетрацианопорфиразинат иттербия (фиг. 2 стадия d). В вакууме растворяют арилтрицианоэтилен (ArTCE) в предварительно дегазированном THF. Далее небольшими порциями добавляют полученный раствор к бис-инденильному π-комплексу иттербия (II) [(С9Н7)2Yb(ТГФ)2)] в THF (ArTCE:(С9Н7)2Yb(ТГФ)2) в мольном соотношении 1:5). Через 1 сутки раствор фильтровают в вакууме. Для удаления из смеси не вступившего в реакцию соединения и его комплекса полученный раствор промывают предварительно дегазированным толуолом до исчезновения окраски. Выделенный продукт кипятят в толуоле на воздухе в течение 24 ч. Нерастворившийся осадок отделяют и сушат при пониженном давлении.Ytterbium tetra (aryl) tetracyanoporphyrazinate (Fig. 2 stage d). Aryl tricyanoethylene (ArTCE) is dissolved in vacuum in pre-degassed THF. Next, the resulting solution is added in small portions to the ytterbium (II) bis-indenyl π-complex [(C 9 H 7 ) 2 Yb (THF) 2 )] in THF (ArTCE: (C 9 H 7 ) 2 Yb (THF) 2 ) in a molar ratio of 1: 5). After 1 day, the solution was filtered in vacuo. To remove the unreacted compound and its complex from the mixture, the resulting solution is washed with previously degassed toluene until the color disappears. The isolated product is boiled in toluene in air for 24 hours. The insoluble precipitate is separated and dried under reduced pressure.
Тетра(арил)тетрацианопорфиразинат иттербия растворяют в 2 мл трифторуксусной кислоте и перемешивают при комнатной температуре в течение 30 мин. для удаления металла (фиг. 2 стадия е). Далее добавляют воду ~ 30 мл, наблюдают выпадение темно-синего осадка, центрифугируют, тщательно промывают водой до нейтральной среды. Очистку продукта проводят с помощью колоночной хроматографии (силикагель 60, 40-60 μm, элюент THF).Ytterbium tetra (aryl) tetracyanoporphyrazinate is dissolved in 2 ml of trifluoroacetic acid and stirred at room temperature for 30 minutes. to remove the metal (Fig. 2 stage e). Then ~ 30 ml of water is added, a dark blue precipitate is observed, centrifuged, washed thoroughly with water until neutral. Purification of the product is carried out using column chromatography (silica gel 60, 40-60 μm, eluent THF).
ИК спектры полученных соединений в виде суспензий в вазелиновом масле регистрируют на ИК Фурье-спектрометре ФСМ 1201. Спектры поглощения в УФ и видимой области снимают на спектрометре Perkin Elmer Lambda 25. Спектры ЯМР 1H записывают на приборе Bruker Avance II+[400 (1Н), 100 (13С), 375 МГц (19F)] при 25°С. Исследования флуоресценции в стационарном режиме проводят на спектрометре Perkin Elmer LS 55 в диапазоне длин волн 300-800 нм. Масс-спектры (MALDI TOF) снимают на масс-спектрометре Bruker Microflex LT.IR spectra of the obtained compounds in the form of suspensions in liquid paraffin are recorded on a FSM 1201 Fourier transform IR spectrometer. UV and visible absorption spectra were recorded on a Perkin Elmer Lambda 25 spectrometer. 1H NMR spectra were recorded on a Bruker Avance II + [400 (1Н), 100 (13C), 375 MHz (19F)] at 25 ° C. Stationary fluorescence studies are carried out on a Perkin Elmer LS 55 spectrometer in the wavelength range of 300-800 nm. Mass spectra (MALDI TOF) were recorded on a Bruker Microflex LT mass spectrometer.
Пример 1.Example 1
Фотоиндуцированная и темновая цитотоксичности цианопорфиразинового свободного основания I-XV в системе in vitro.Photoinduced and dark cytotoxicity of cyanoporphyrazine free base I-XV in an in vitro system.
Полученное цианопорфиразиновое свободное основание I-XV демонстрирует отчетливо выраженную фотоцитотоксичность в отношении опухолевых клеток А431 на длине волны облучения 635 нм.The obtained cyanoporphyrazine free base I-XV shows a pronounced photocytotoxicity against A431 tumor cells at an irradiation wavelength of 635 nm.
Концентрации раствора цианопорфиразинового свободного основания I-XV варьировались от 0,1 до 100 мкМ. Время инкубации до светового воздействия составляло 4 часа. Исследование световой активности проводилось с использованием светодиодного излучателя для получения равномерного светового потока в стандартных 96-луночных планшетах. Доза облучения составляла 20 Дж/см2 при плотности мощности 20 мВт/см2 [Н.Ю. Шилягина, В.И. Плеханов, И.В. Шкунов, П.А. Шилягин, Л.В. Дубасова, А.А. Брилкина, Е.А. Соколова, И.В. Турчин, И.В. Балалаева. Современные технологии медицине. 2014, Т. 6, №2, С. 15-24].The concentration of the solution of cyanoporphyrazine free base I-XV ranged from 0.1 to 100 μm. The incubation time before exposure to light was 4 hours. The study of light activity was carried out using an LED emitter to obtain a uniform light flux in standard 96-well plates. The radiation dose was 20 J / cm 2 at a power density of 20 mW / cm 2 [N.Yu. Shilyagina, V.I. Plekhanov, I.V. Shkunov, P.A. Shilyagin, L.V. Dubasova, A.A. Brilkina, E.A. Sokolova, I.V. Turchin, I.V. Balalaeva. Modern technology medicine. 2014, T. 6, No. 2, S. 15-24].
Жизнеспособность клеточной культуры оценивали через 24 часа после облучения с помощью микротитрационного теста для анализа метаболической активности (МТТ-тест), позволяющего определить ингибирующую концентрацию IC50, т.е. концентрацию соединения, вызывающую снижение роста культуры клеток на 50% (или их гибель). Величины IC50 приведены в таблице 2.Cell culture viability was evaluated 24 hours after irradiation using a microtiter test for metabolic activity analysis (MTT test), which allows to determine the inhibitory concentration of IC 50 , i.e. the concentration of the compound, causing a decrease in cell culture growth by 50% (or their death). IC 50 values are shown in table 2.
Как показывают данные исследования фотоиндуцированной и темновой цитоксичности (таблица 2) все полученные порфиразиновые свободные основания являются потенциальными сенсибилизаторами ФДТ, поскольку их фотоцитоксичность существенно превышает их цитоксичность в отсутствие облучения светом. При этом, как видно из данных таблицы 2, весь ряд полученных порфиразинов показал улучшение свойств новых соединений как потенциальных фотосенсибилизаторов процесса ФДТ по сравнению с выбранным прототипом (тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразином, pzXVI), по крайней мере, по одному критерию из указанных выше.As the data of the study of photoinduced and dark cytoxicity show (Table 2), all the porphyrazine free bases obtained are potential PDT sensitizers, since their photocytotoxicity significantly exceeds their cytotoxicity in the absence of light irradiation. Moreover, as can be seen from the data in Table 2, the entire series of obtained porphyrazines showed an improvement in the properties of new compounds as potential photosensitizers of the PDT process compared to the selected prototype (tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine, pzXVI), according to at least one of the criteria above.
Так цианопорфиразиновое свободное основание pzI, pzII, pzIII, pzVII и pzVIII показывает значительно более высокое значение IC50 dark, т.е. допустимую концентрацию красителя в клетках, не приводящую к их гибели в темновых условиях (критерий 2).So the cyanoporphyrazine free base pzI, pzII, pzIII, pzVII and pzVIII shows a significantly higher IC 50 dark value, i.e. permissible concentration of dye in cells that does not lead to their death in dark conditions (criterion 2).
Цианопорфиразиновое свободное основание pzII и pzXIV также превосходит прототип по этому критерию, в то же время, первый демонстрирует увеличение потенциального терапевтического индекса (критерий 3), а второй - заметный сдвиг максимума поглощения в электронном спектре в длинноволновую область (критерий 4). Цианопорфиразиновое свободное основание pzIV, pzV, pzXII, pzXIII и pzXV превосходят прототип по 2-му, 3-му и 4-му критериям.The cyanoporphyrazine free base pzII and pzXIV also surpasses the prototype in this criterion, at the same time, the first shows an increase in the potential therapeutic index (criterion 3), and the second shows a noticeable shift of the absorption maximum in the electronic spectrum to the long-wavelength region (criterion 4). The cyanoporphyrazine free base pzIV, pzV, pzXII, pzXIII and pzXV surpass the prototype in terms of the 2nd, 3rd and 4th criteria.
Наилучший результат получен для цианопорфиразинового свободного основания pzVI, pzX и pzXI, которые заметно опережают прототип по всем 4-м критериям (примеры 3 и 4).The best result was obtained for the cyanoporphyrazine free base pzVI, pzX and pzXI, which are noticeably ahead of the prototype in all 4 criteria (examples 3 and 4).
Таким образом, продемонстрирована эффективность варьирования ароматических групп в обрамлении цианопорфиразинового свободного основания для улучшения свойств порфиразиновых красителей как потенциальных фотосенсибилизаторов процесса ФДТ по сравнению с прототипом.Thus, the effectiveness of varying aromatic groups in the frame of the cyanoporphyrazine free base has been demonstrated to improve the properties of porphyrazine dyes as potential photosensitizers of the PDT process compared to the prototype.
Пример 2.Example 2
Цианопорфиразиновое свободное основание I-XV как флуоресцентный молекулярный ротор: зависимости квантового выхода красной флуоресценции цианопорфиразинового свободного основания I-XV от вязкости среды в этанольно-глицериновых смесях.Cyanoporphyrazine free base I-XV as a fluorescent molecular rotor: dependences of the quantum yield of red fluorescence of cyanoporphyrazine free base I-XV on the viscosity of the medium in ethanol-glycerin mixtures.
Цианопорфиразиновое свободное основание растворяли в 3 мл смеси этанол/глицерин (концентрация порфиразина 1*10-5 моль/л). Состав смесей с известной вязкостью [Abdullah S. Alkindi, Yahya М. Al-Wahaibi, and Ann H. Muggeridge. Journal of Chemical & Engineering Data, Vol. 53, No. 12, 2008] варьировался от 40 до 100% глицерина. Интенсивность красной флуоресценции измеряли с помощью спектрофлуориметра (Perkin Elmer LS 55) при температуре 23°С.The cyanoporphyrazine free base was dissolved in 3 ml of a mixture of ethanol / glycerin (concentration of
Квантовый выход определяли относительно перхлората крезила фиолетового.The quantum yield was determined relative to cresyl violet perchlorate.
По полученным данным в логарифмических координатах для полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV строили зависимость квантового выхода от вязкости среды. Данные измерений представлены на фиг. 3 и в таблице 3.According to the data obtained in logarithmic coordinates for the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV, the dependence of the quantum yield on the viscosity of the medium was constructed. The measurement data are presented in FIG. 3 and in table 3.
Характер зависимости квантового выхода от вязкости среды для всех полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV полностью соответствует уравнению (1) Фёрстера-Хоффмана, а значения α в этом уравнении находятся в интервале 0.46-0.64, что позволяет отнести полученный краситель к ряду флуоресцентных молекулярных роторов, т.е. потенциальных сенсоров локальной вязкости.The dependence of the quantum yield on the viscosity of the medium for all the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV fully corresponds to Förster-Hoffman equation (1), and the α values in this equation are in the range 0.46-0.64, which allows us to classify the dye obtained as a series of fluorescent molecular rotors, those. potential sensors of local viscosity.
Таким образом, предлагаемые в данной заявке фотосенсибилизаторы ФДТ на основе полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV сохраняют высокую вязкостную чувствительность красной флуоресценции, характерную для прототипа (pzXVI).Thus, the PDT photosensitizers proposed in this application based on the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV retain the high viscosity sensitivity of red fluorescence characteristic of the prototype (pzXVI).
Пример 3.Example 3
Оценка фотодинамической активности in vitro цианопорфиразинового свободного основания pzVI, содержащего диэтиламино-группу в арилъном заместителе.Assessment of the in vitro photodynamic activity of the cyanoporphyrazine free base pzVI containing a diethylamino group in an aryl substituent.
Измерения ингибирующих концентраций, характеризующих выживаемость клеток в условиях облучения (IC50(light)) и в темноте (IC50(dark)) для цианопорфиразинового свободного основания pzVI показали значительное усиление его фотодинамической активности по сравнению с прототипом pzXVI. Новое соединение показало величину IC50(light) в 2 раза меньше, чем для pzXVI, что свидетельствует о возрастании способности нового фотосенсибилизатора вызывать фотоиндуцированную гибель раковых клеток. В то же время собственная клеточная токсичность, не связанная с фотодинамическим процессом (IC50(dark)) почти в 25 раз ниже, чем для pzXVI (фиг. 4). Таким образом, гибель клеток, наблюдаемая при облучении раковых клеток, содержащих pzVI, обусловлена главным образом его фотоиндуцированной активностью, а не присущей препарату и нежелательной в данном случае собственной (темновой) токсичностью. В результате наблюдается сильное (более чем в 7 раз) возрастание терапевтического индекса, IC50(dark)/IC50(light). Это позволяет рассчитывать в перспективе на гораздо более высокую эффективность ФДТ при использовании pzVI в качестве фотосенсибилизатора.Measurement of inhibitory concentrations characterizing cell survival in irradiation conditions (IC 50 (light)) and in darkness (IC 50 (dark)) for free base tsianoporfirazinovogo pzVI showed a significant increase its photodynamic activity compared with the prototype pzXVI. The new compound showed an IC 50 (light) value of 2 times less than for pzXVI, which indicates an increase in the ability of the new photosensitizer to cause photo-induced cancer cell death. At the same time, intrinsic cellular toxicity unrelated to the photodynamic process (IC 50 (dark)) is almost 25 times lower than for pzXVI (Fig. 4). Thus, the cell death observed upon irradiation of cancer cells containing pzVI is mainly due to its photoinduced activity, and not inherent in the drug and in this case undesirable own (dark) toxicity. As a result, there is a strong (more than 7-fold) increase in the therapeutic index, IC 50 (dark) / IC 50 (light). This allows us to expect in the future a much higher PDT efficiency when using pzVI as a photosensitizer.
Пример 4.Example 4
Оценка фотодинамической активности in vitro цианопорфиразинового свободного основания pzV, содержащего фенантрилъные заместители в обрамлении макроцикла.Assessment of the in vitro photodynamic activity of the cyanoporphyrazine free base pzV containing phenanthryl substituents framed by a macrocycle.
Оценка эффективности фотодинамического воздействия полученного цианопорфиразинового свободного основания pzV на раковые клетки показала очень низкую темновую цитотоксичность (более 2⋅10-4 моль/л), показывающую, что в области концентраций, использующихся для ФДТ, данный препарат является практически нетоксичным для клеток в темноте (фиг. 5). С этим связан наблюдаемый высокий терапевтический индекс порфиразина pzV (>182).Evaluation of the effectiveness of the photodynamic effect of the obtained cyanoporphyrazine free base pzV on cancer cells showed a very low dark cytotoxicity (more than 2⋅10 -4 mol / L), showing that in the concentration range used for PDT, this drug is practically non-toxic for cells in the dark ( Fig. 5). Associated with this is the observed high therapeutic index of porphyrazine pzV (> 182).
Кроме того, для цианопорфиразинового свободного основания pzV наблюдается максимальный сдвиг максимума полосы поглощения в длинноволновую область спектра (609 нм), характеризующуюся большей прозрачностью биоткани.In addition, for the pzV cyanoporphyrazine free base, a maximum shift of the maximum of the absorption band to the long-wavelength region of the spectrum (609 nm) is observed, which is characterized by greater transparency of the biological tissue.
Таким образом, представленные примеры показывают эффективность подхода к химическому дизайну потенциальных сенсибилизаторов ФДТ на основе цианопорфиразинового свободного основания I-XV и получению потенциальных препаратов с улучшенными свойствами.Thus, the presented examples show the effectiveness of the approach to the chemical design of potential PDT sensitizers based on cyanoporphyrazine free base I-XV and the preparation of potential drugs with improved properties.
Полученные цианопорфиразиновые свободные основания демонстрировали заметное повышение эффективности в качестве потенциальных фотосенсибилизаторов ФДТ по сравнению с тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразином (pzXVI) и высокую чувствительность параметров флуоресценции к локальной вязкости область.The obtained cyanoporphyrazine free bases showed a marked increase in the effectiveness as potential PDT photosensitizers compared to tetra (4-fluorophenyl) tetracyanoporphyrazine (pzXVI) and a high sensitivity of the fluorescence parameters to the local viscosity region.
Критерием успешности достижения поставленной цели явилось улучшение, по крайней мере, одной из ниже перечисленных характеристик полученного цианопорфиразинового свободного основания I-XV по сравнению с прототипом:The success criterion for achieving this goal was the improvement of at least one of the following characteristics of the obtained cyanoporphyrazine free base I-XV compared with the prototype:
- существенное понижение выживаемости клеточных культур, инкубированных в присутствии цианопорфиразинового свободного основания, при облучении светом (уменьшение ингибирующей концентрации цианопорфиразинового свободного основания (IC50(light));- a significant decrease in the survival rate of cell cultures incubated in the presence of cyanoporphyrazine free base when exposed to light (decrease in inhibitory concentration of cyanoporphyrazine free base (IC 50 (light));
- рост выживаемости клеточных культур, инкубированных в присутствии цианопорфиразинового свободного основания в темновых условиях, (увеличение ингибирующей концентрации порфиразина IC50(dark);- increased survival of cell cultures incubated in the presence of cyanoporphyrazine free base in dark conditions (increase in inhibitory concentration of porphyrazine IC 50 (dark);
- возрастание отношения IC50(dark)/IC50(light), характеризующего потенциальный терапевтический индекс препарата для ФДТ, который показывает широту безопасного использования лекарственного средства и представляет собой отношение токсичной дозы в темновых условиях к эффективной лечебной дозе при облучении;- an increase in the ratio IC 50 (dark) / IC 50 (light), characterizing the potential therapeutic index of the drug for PDT, which shows the breadth of safe use of the drug and represents the ratio of the toxic dose in the dark to the effective therapeutic dose when irradiated;
- заметный сдвиг максимума поглощения в длинноволновую область.- a noticeable shift in the absorption maximum to the long-wavelength region.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142701A RU2665471C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Cyanoporphyrin free base and its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142701A RU2665471C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Cyanoporphyrin free base and its use |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2665471C1 true RU2665471C1 (en) | 2018-08-30 |
Family
ID=63460096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142701A RU2665471C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Cyanoporphyrin free base and its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2665471C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725641C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-07-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Tetra(pyren-1-yl)tetracyanoporphyrazine as a multifunctional agent for therapy of malignant growths |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621710C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-06-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Porphyrazine, gadolinius porphyrazine complex and their application |
-
2017
- 2017-12-07 RU RU2017142701A patent/RU2665471C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621710C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-06-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Porphyrazine, gadolinius porphyrazine complex and their application |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Lermontova, S. A. et al. "New porphyrazine macrocycles with high viscosity-sensitive fluorescence parameters." Russian Journal of General Chemistry, 2016, 86(6), 1330-1338. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725641C1 (en) * | 2019-12-11 | 2020-07-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Tetra(pyren-1-yl)tetracyanoporphyrazine as a multifunctional agent for therapy of malignant growths |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111978313B (en) | Multi-modal light diagnosis and treatment agent with aggregation-induced emission property and preparation and application thereof | |
| Çakır et al. | Synthesis and photophysicochemical properties of novel water soluble phthalocyanines | |
| Peng et al. | The synthesis and photophysical properties of zinc (II) phthalocyanine bearing poly (aryl benzyl ether) dendritic substituents | |
| Eçik et al. | BODIPY decorated dendrimeric cyclotriphosphazene photosensitizers: synthesis and efficient singlet oxygen generators | |
| Şenkuytu et al. | Cyclotriphosphazene-BODIPY Dyads: Synthesis, halogen atom effect on the photophysical and singlet oxygen generation properties | |
| Eçik et al. | Novel Bodipy-triazine conjugates: Synthesis and the generation of singlet oxygen | |
| JP2019533635A (en) | Novel dihydroporphine e6 derivative and pharmaceutically acceptable salt thereof, preparation method and use thereof | |
| CN111662333A (en) | Bis-terpyridyl iridium (III) complex and synthetic method thereof | |
| CN114045045B (en) | Single-photon up-conversion pentamethine cyanine photosensitive dye, and preparation method and application thereof | |
| RU2621710C1 (en) | Porphyrazine, gadolinius porphyrazine complex and their application | |
| RU2665471C1 (en) | Cyanoporphyrin free base and its use | |
| Gao et al. | Highly efficient singlet oxygen generation of AIE luminogens enable mitochondria-targeted photodynamic therapy | |
| CN110128844B (en) | Indole squarylium cyanine dye and preparation method and application thereof | |
| Kayir et al. | Synthesis, characterization, and investigation photophysicochemical properties of axially 2-hydroxymethyl-1, 4-benzodioxan di-substituted Silicon (IV) phthalocyanine | |
| CN108774249B (en) | Oxazine compound and application thereof | |
| CN108358972B (en) | Phenanthroline ruthenium complex photosensitive dye and preparation method and application thereof | |
| RU2725641C1 (en) | Tetra(pyren-1-yl)tetracyanoporphyrazine as a multifunctional agent for therapy of malignant growths | |
| RU2684623C1 (en) | Tetra(benzothiophen-2-yl)tetracyanoporphyrazine as multimodal photodynamic therapy agent | |
| Dixit et al. | Synthesis and photophysical properties of near infra-red absorbing BODIPy derivatives and their nanoaggregates | |
| CN113480528B (en) | Imidazole photosensitizer specifically targeting mitochondria and efficiently generating singlet oxygen and preparation method thereof | |
| CN113024586B (en) | Cell membrane targeted BODIPY type organic photosensitizer and application thereof | |
| Dilber et al. | Asymmetrically tetra-substituted phthalocyanine derivatives: synthesis, photophysical and photochemical properties | |
| CN105837583A (en) | Porphyrin- iridium metal complex and preparation method and application thereof | |
| CN111778016A (en) | Near-infrared fluorescent probe and preparation method and application thereof | |
| CN104761578A (en) | Rhodium tetraphenylporphyrin-aza-BODIPY-based near infrared absorption phosphorescence materials, and preparation method and application thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201208 |