[发明专利]一种合成线粒体靶向自旋捕捉剂MitoPBN(自旋探针)系列化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MitoPBN系列化合物的简便实用的制备方法，本发明具有合成步骤较短，原料廉价易得，产物纯度相对较高的特点。其功能可把捕捉自由基信号的探针进入细胞线粒体，通过对探针结合物的捡测，可早期观察分析细胞氧化还原微环境的变化信息，并可早期干预。从而可实现对病变部位的预警和对疾病的早期防治。

背景技术

机体中不停地产生含氧和含氮的自由基物质(ROS和RNS)，它们在生命活动中扮演着极为重要的角色。在生理情况下体内自由基不断产生，也不断被清除，使自由基浓度保持在动态平衡之中。当某些因素导致这一平衡失调时，机体将出现相关病变，如癌症、炎症、衰老等。自由基的危害主要是损伤生物大分子。(1)自由基对DNA的损伤：研究证明，自由基引起的细胞内DNA氢链断裂，碱基降解和主链解旋。这些损伤可能是永久性的，也可以被修复，但修复后的DNA突变率远大于正常的DNA的突变率。(2)自由基对生物大分子的损伤：主要通过修饰氨基酸残基，引起结构和空间的构象变化，导致肽链断裂、聚合、变联。(3) 自由基对其他大分子的毒性作用：已有研究证明自由基可损伤生物多糖，透明质酸.不饱和脂肪酸等。氧自由基可使单糖发生自氧化，引起一系列疾病发作。

自旋捕捉剂因其与高反应活性的自由基结合生成稳定自由基的特性，自 问世以来便在检测自由基，探索自由基及其生物机理的科学研究中大显身手。近几十年来，自旋捕捉剂取得了迅速的发展，迄今文献报道用于自旋捕捉的化合物已达数百种之多。另一方面，由于自旋捕捉剂具有一定清除自由基的作用，所以其用于治疗自由基损伤引起的疾病具有非常好的前景。硝酮类化合物在降低和预防生物体系中自由基引起损伤方面的治疗作用已在1990年由OliverC.，Starke-Read P.，StadmanE.，Liu G.，Carncy J.，Floyd R.Natl.Acad.USA(1990)87，5144-5147证明。

传统理论认为，机体内自由基最主要的产生场所位于线粒体内，因为线粒体是细胞能量的提供者。线粒体膜内带负电荷，膜外带正电荷，所以带正电荷的有机小分子可以在电场力的驱动下进入线粒体膜内。基于这种理论，Martin D.Brand等将季膦盐与自旋捕捉剂PBN连接在一起，用以靶向定位于线粒体膜内，干预其中的自由基情况。详见文献：Speroxide Activates Uncoupling Proteins by Generating Carbon-centeredRadicals and initiating Lipid Peroxidation-studies using amitochondria-targeted spin trap derived fromα-phenyl-N-tert-butylnitron.2003；278(49)：48534-48545.其合成路线如式(I)所示。

式(I)

此路线需要用到碘代化合物，金属氢化物，存在原料昂贵，反应条件苛刻，制备程序繁琐，产率不高，产品纯度不高的缺点，这些都严重限制了该领域的研究。且尚未有脂质体处理可具对胞内氧化还原微环境的探测和干预。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便，成本低廉的高纯度的制备MitoPBN的方法。

本发明提供制备线粒体靶向定位的自旋捕捉剂MitoPBN的方法可作 为自旋探针的制备，其步骤为：

1)将对羟基苯甲醛和二溴代直链烷烃在碱性条件下反应，得到式结构的化合物

2)将式结构的化合物与三苯基磷在溶剂中反应得到式结构的季膦盐。

3)在溶剂中，冰浴条件下，将式结构的季膦盐、2硝基-2烷基丙烷和锌粉按1/3/10的当量比混合，再加入4A分子筛，然后滴加冰乙酸，冰乙酸与季膦盐的当量比为5/1，1小时内滴加完成，加完后继续在冰浴下搅拌6小时，然后置于4摄氏度冰箱存放，再过柱分离。

步骤1)所述碱为有机碱或无机碱，有机碱为二乙胺、三乙胺、吡啶、二异丙基胺、2，4，6-三甲基吡啶、四丁基氟化铵；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾或氢化钠。

步骤1)所述的反应时间为10分钟—两周。

步骤2)反应的溶剂为乙醇、甲醇、苯、甲苯或者丙酮，反应时间为10分钟—两周。

步骤3)所述的冰箱存放时间为1小时—两周。

步骤4)所述目标物用脂质体处理制备成20-500纳米的自旋探针用于对细胞内氧化还原微环境的检测和干预。