新型AIE分子及其合成步骤、制备产生活性氧的pH响应AIE纳米颗粒方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910697499.9 (22)申请日 2019.07.30 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南开区卫津路92号 (72)发明人 常津程国辉王汉杰 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代 理事务所 12201 代理人 程小艳 (51)Int.Cl. C07D 409/06(2006.01) C09K 11/06(2006.01) A61K 41/00(2006.01) A61P 35/00(2006.01) B82Y 5/00(2011.01) 。

2、(54)发明名称 新型AIE分子及其合成步骤、 制备产生活性 氧的pH响应AIE纳米颗粒方法 (57)摘要 本发明涉及新型AIE分子及其合成路线、 合 成步骤， 还涉及一种新型可产生活性氧(ROS)的 pH响应聚集诱导发光(AIE)纳米颗粒的制备方 法。 本发明在AIE分子中引入季铵盐和羧基， 通过 特定的组装条件得到纳米颗粒。 由于羧基在pH 7.4的环境中以带负电的羧酸盐的形式存在， 而 在pH6.5左右发生质子化， 以电中性的羧酸形式 存在， 与AIE分子中带正电的季铵盐保持电荷平 衡。 从而AIE纳米颗粒在pH7.4时保持电负性， 而 在pH6.5时变为正电性。 同时由AIE分子组装成。

3、 的纳米在100mW白光照射下可产生ROS。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 110372685 A 2019.10.25 CN 110372685 A 1.一种新型AIE分子， 结构式如下： 2.如权利要求1所述的一种新型AIE分子， 其合成路线如下： 3.如权利要求1所述的一种新型AIE分子， 其合成步骤如下： 1)化合物4-溴三苯基胺和5-醛基-2-噻吩硼酸溶于四氢呋喃溶剂中， 加入碳酸钾， 在双 三苯基膦二氯化钯催化下， 70反应12h， 后处理得到化合物a； 2)化合物a和对乙酸吡啶盐酸盐溶于氯仿中， 加入哌啶为催化剂， 70反应12h， 后处理 得到化合物b； 3)化合。

4、物APN溶于氯仿中， 加入2-溴乙醇， 70反应12h， 后处理得到AIE分子APNAA。 4.如权利要求3所述的一种新型AIE分子， 其合成步骤如下： 所述步骤1)中催化剂优选 双三苯基膦二氯化钯或醋酸钯。 5.采用如权利要求1所述的新型AIE分子制备产生活性氧的pH响应AIE纳米颗粒方法， 具体步骤如下： 1)AIE分子APNAA溶于二甲基亚砜中； 2)磁力搅拌下， 用注射器缓慢滴加10mL去离子水， 室温搅拌1h； 3)用去离子水透析24h， 每两小时换一次水， 得到纳米颗粒。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110372685 A 2 新型AIE分子及其合成步骤、 制备产生活性氧的p。

5、H响应AIE纳 米颗粒方法 技术领域 0001 本发明涉及聚集诱导发光效应和纳米材料领域， 具体为一种新型AIE分子及其合 成步骤、 采用该AIE分子制备产生活性氧的pH响应AIE纳米颗粒方法。 背景技术 0002 光动力疗法适用于肿瘤尤其是早期肿瘤的治疗,一些无法进行肿瘤切除手术患者 的生命因此得到延长,其生活质量也得到显著提高。 近年来,随着科学技术的进步,光动力 疗法有望成为治疗肿瘤的主流手段。 目前临床上应用的光敏剂(如卟啉类)存在选择性差和 聚集诱导猝灭(ACQ)等问题,在很大程度上限制了其临床应用。 值得重视的是， 聚集诱导发 光光敏剂(AIEgen PSs)现象的发现完美的解决了。

6、这问题。 0003 肿瘤组织的pH为6.5-6.7， 低于正常组织的pH7.4。 利用这一特点， pH响应性纳米颗 粒应运而生。 pH响应纳米颗粒在正常组织保持电负性， 减少体内免疫清除， 而到达肿瘤部位 后， 纳米颗粒表面电荷转变为正电荷， 增加肿瘤细胞的吞噬。 pH响应性纳米颗粒通过表面电 荷的转变， 减少对正常组织的毒副作用， 增加对肿瘤的被动选择性。 若能设计仅由AIEgen PSs组装的pH响应的纳米颗粒， 则可实现材料的单一性、 功能的多样性， 在肿瘤的光动力治 疗中， 有望大大提高肿瘤的治疗效果。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是： 仅由一个AIE分子可通过特定的组。

7、装条件得到可 产生活性氧的pH响应AIE纳米颗粒目前尚未见报道， 本发明通过简单几步化学合成得到两 亲性AIE分子APNAA， 并可自组装成成可产生活性氧的pH响应的AIE纳米颗粒。 0005 为了实现上述目的， 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种新型AIE分子， (简称 APNAA)， 结构式如下： 0006 0007 新型AIE分子的合成路线如下： 说明书 1/4 页 3 CN 110372685 A 3 0008 0009 本发明的第二个技术方案是一种新型AIE分子， 其合成步骤如下： 0010 1)化合物4-溴三苯基胺和5-醛基2-噻吩硼酸溶于四氢呋喃溶剂中， 加入碳酸钾， 在双三。

8、苯基膦二氯化钯或醋酸钯催化下， 70反应12h， 后处理得到化合物a； 0011 2)化合物a和对乙酸吡啶盐酸盐溶于氯仿中， 加入哌啶或四氢吡咯为催化剂， 70 反应12h， 后处理得到化合物b； 0012 3)化合物b溶于氯仿中， 加入2-溴乙醇， 70反应12h， 后处理得到AIE分子APNAA。 0013 本发明的第三个技术方案是采用上述的新型AIE分子制备产生活性氧的pH响应 AIE纳米颗粒方法： 0014 1)10mgAPNAA溶于1-10mL二甲基亚砜中； 0015 2)磁力搅拌下， 用注射器缓慢滴加入10mL去离子水， 室温搅拌1h； 0016 3)用去离子水透析24h， 每两小。

9、时换一次水， 得到纳米颗粒。 0017 综上所述， 本发明在AIE分子中引入季铵盐和羧基， 通过特定的组装条件得到纳米 颗粒。 由于羧基在pH 7.4的环境中以带负电的羧酸盐的形式存在， 而在pH 6.5左右发生质 子化， 以电中性的羧酸形式存在， 与AIE分子中带正电的季铵盐保持电荷平衡。 从而AIE纳米 颗粒在pH 7.4时保持电负性， 而在pH 6.5时变为正电性。 并且具有良好的生物相容性、 可生 物降解性、 光稳定性等优良性能。 可作为载体在药物递送、 基因递送、 光动力治疗等领域具 有很大的应用前景。 0018 有益效果 0019 1.使用聚集诱导发光探针分子APNAA本身可发射荧。

10、光， 避免常见荧光分子聚集导 致荧光淬灭现象的发生， 可增强肿瘤荧光效果； 0020 2.组装纳米粒径均一， 并且平均粒径在200纳米左右， 静脉注射后， 可通过实体肿 瘤的EPR效应， 到达被动靶向肿瘤组织， 减少对正常组织的毒副作用； 0021 3.由于纳米颗粒本身具有pH响应性， 在肿瘤组织的酸性环境下， 表面电荷由负转 正， 利于肿瘤细胞的内吞。 0022 4.聚集诱导发光探针分子APNAA可在白光照射下产生活性氧， 当APNAA纳米颗粒到 达肿瘤后， 在光照下产生活性氧， 杀死肿瘤细胞， 用于肿瘤的光动力治疗 说明书 2/4 页 4 CN 110372685 A 4 附图说明 002。

11、3 图1为AIE分子APNAA的紫外-可见光吸收和荧光发射谱图。 0024 图2为APNO在不同体积甲苯/DMSO(ft)中的荧光发射谱图。 0025 图3为实施例1的动态光散射图。 0026 图4为实施例1的透射电镜图。 0027 图5为实施例水溶性单线态氧指示剂9,10-蒽基-双(亚甲基)二丙二酸(ABDA)的降 解曲线。 0028 图6为不同pH条件下纳米颗粒表面电位。 具体实施方式 0029 以下结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。 应当理解的是， 这里所讨论 的实施例只是为了说明， 对本领域技术人员来说， 可以加以改进或变换， 而所有这些改进和 变换都应属于本发明所附权利要求的。

12、保护范围。 0030 实施例1 0031 60mlTHF中加入4-溴三苯基胺(2g， 6.17mmol)、 5-甲酰-2-噻吩硼酸(1.92g， 12.34mmol)、 Pd(PPh3Cl)2(0.4g， 0.617mmol)、 碳酸钾(4.26g， 30.85mmol)， 氩气保护， 70反 应12h， 减压除溶剂， 加入100mL乙酸乙酯， 分别用100mL蒸馏水萃取三次和100mL饱和食盐水 萃取一次有机相， 有机相无水硫酸镁干燥， 过滤， 硅胶柱纯化， 洗脱剂为乙酸乙酯： 石油醚 1:10， 得到产物a， 重量1.67g， 产率为76.3。 1HNMR(400MHz， CDCl3) 9。

13、.84(s,1H),7.70(d,J 4Hz,1H),7.51(d,J8Hz,2H),7.31-7.26(m,5H),7.15-7.11(m,4H),7.10-7.03(m,4H)。 0032 反应瓶中依次加入a(1.67g， 4.70mmol)， 对乙酸吡啶盐酸盐(1.63g， 9.40mmol)， 哌 啶2mL和40mL氯仿， 70反应12h， 调pH至6.0分别用40mL水和40mL饱和食盐水萃取有机相， 无水硫酸钠干燥， 硅胶柱纯化， 洗脱剂为二氯甲烷： 甲醇4:1,， 得到产物b， 重量1.03g， 产 率49.8。 1HNMR(400MHz， CDCl3) 8.52(d,J8Hz,。

14、2H),7.70(d,J4Hz,1H),7.51(d,J 8Hz,2H),7.47(d,J8Hz,2H),7.31-7.26(m,5H),7.16-7.11(m,4H),7.11-7.04(m,4H)。 0033 反应瓶中依次加入化合物b(0.5g， 1.05mmol)， 2-溴乙醇(0.26g， 2.10mmol)和10mL 氯仿， 70反应12h， 减压除溶剂， 制备硅胶层析柱纯化， 展开剂为二氯甲烷： 甲醇8:1， 得 到产物APNAA0.52g， 产率为83。 1HNMR(400MHz， d6-DMSO) 8.81(d,J8Hz,2H),7.96(d,J 8Hz,2H),7.72(d,。

15、J4Hz,1H),7.53(d,J8Hz,2H),7.46(d,J8Hz,2H),7.32-7.26(m, 5H),7.16-7.10(m,4H),7.09-7.02(m,4H)。 0034 10mgAIE分子APNO溶于1mL二甲基亚砜中； 磁力搅拌下， 用注射器缓慢滴加10mL去 离子水， 室温搅拌1h； 得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中， 用去离子水透 析24h， 每两小时换一次水， 得到纳米颗粒。 动态光散射仪测试得平均粒径为105nm， PDI为 0.13， 并测其在pH 7.4， 6.5， 6.0PBS中的zeta电位分别为-6.7， 10.5和22.3m。

16、。 0035 水溶性单线态氧指示剂9,10-蒽基-双(亚甲基)二丙二酸(ABDA)可被活性氧氧化， 紫外吸收降低， 可作为单线态氧指示剂检测ROS的产生。 取APNAA(5 M)纳米颗粒水溶液3mL， 加入ABDA(5mM)的二甲基亚砜溶液30 L， 在100mW白光照射下检测其不同时间下的紫外吸 收。 0036 实施例2 说明书 3/4 页 5 CN 110372685 A 5 0037 THF中加入4-溴三苯基胺、 5-甲酰-2-噻吩硼酸、 醋酸钯(0.14g， 0.617mmol)、 碳酸 钾， 氩气保护， 70反应12h， 减压除溶剂， 加入乙酸乙酯， 分别用蒸馏水萃取三次和饱和食 盐。

17、水萃取一次有机相， 有机相无水硫酸镁干燥， 过滤， 硅胶柱纯化， 洗脱剂为乙酸乙酯： 石油 醚1:10， 得到产物a。 0038 其他操作同实施例1。 0039 实施例3 0040 化合物a合成同实施例1； 0041 反应瓶中依次加入a， 对乙酸吡啶盐酸盐， 四氢吡咯和氯仿， 70反应12h， 调pH至 6.0分别用水和饱和食盐水萃取有机相， 无水硫酸钠干燥， 硅胶柱纯化， 洗脱剂为二氯甲烷： 甲醇4:1,， 得到产物b。 0042 其他操作同实施例1。 0043 实施例4 0044 化合物a、 b和APNAA的合成同实施例2； 0045 10mgAIE分子APNO溶于5mL二甲基亚砜中； 磁。

18、力搅拌下， 用注射器缓慢滴加10mL去 离子水， 室温搅拌1h； 得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中， 用去离子水透 析24h， 每两小时换一次水， 得到纳米颗粒。 0046 实施例5 0047 化合物a、 b和APNAA的合成同实施例3； 0048 10mgAIE分子APNO溶于10mL二甲基亚砜中； 磁力搅拌下， 用注射器缓慢滴加10mL去 离子水， 室温搅拌1h； 得到的溶液转移至透析袋(截留分子量8000-14000)中， 用去离子水透 析24h， 每两小时换一次水， 得到纳米颗粒。 0049 图1为化合物APNAA的紫外-可见光吸收谱和荧光发射谱(最大紫外吸收。

19、为480nm， 最大荧光发射峰为653nm)； 0050 图2为不同体积甲苯/四氢呋喃(fT)下化合物APNAA的荧光强度曲线； 0051 图3为化合物APNAA纳米颗粒的动态光散射图(平均粒径为106nm)； 0052 图4为化合物APNAA纳米颗粒的透射电子显微镜图； 0053 图5为化合物ABDA在不同光照时间下降解曲线(APNAA浓度为5 M,ANDA浓度为50 M)， 在LED白光照射下， 化合物ABDA的紫外吸收明显降低， 说明在LED白光照射下APNAA纳米 颗粒可以产生活性氧； 0054 图6为不同pH条件下纳米颗粒表面电荷(x坐标代表不同循环次数)， 在pH 7.4缓冲 溶液。

20、中表面电荷约为-5eV， 而把缓冲液pH调整到6.5和6.0时， 表面电荷分别转换为-10eV 和-20eV， 说明纳米颗粒具有很好的pH响应性。 0055 尽管上面结合附图对本发明进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体实施 方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员在本 发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨的情况下， 还可以做出很多变形， 这些均属于本发明的 保护之内。 说明书 4/4 页 6 CN 110372685 A 6 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 7 CN 110372685 A 7 图4 图5 图6 说明书附图 2/2 页 8 CN 110372685 A 8 。