新型光诱导一氧化碳释放分子的研制

The project will use a modular design and is directed at the development of a fundamentally new type of photoinduced CO releasing molecules (photoCORMs) included a 3-hydroxy-4-pyrthione unit which is the flavonol derivative. The novel modular design strategy can avoid the inherent limitations of metal carbonyl complexes as photoCORMs(e.g. The wavelength of the induced light they needed is short (<365 nm) and the photoinduced CO release reaction of them is often reversible). The central hypothesis of this project is that zinc complexes with 3-hydroxy-4 -pyrthione and supporting ligand can be structurally tuned to exhibit visible light induced CO-release in well-defined reactions. This idea will be evaluated by pursuing the following specific aims: (1) Investigations of structural/physical property relationships in a series of chelate ligands supported zinc 3-hydroxy-4-pyrthione complexes wherein the pyrthione unit and chelate ligand are systematically modified. (2) Characterization of the photoinduced reactivity of each zinc 3-hydroxy-4-pyrthione complex via quantification of CO production and indentification of the remaining products. (3) Use the tools of mechanistic chemistry to identify the details of reaction pathways leading to CO release. This new design paradigm has the potential to rapidly overcome many of the problems to the current generation of photoCORMs and propel the research in this field to new frontiers.

本项目拟运用模块化设计，使用非传统的黄酮醇衍生物黄硫酮醇类化合物作为一氧化碳(CO)释放单元，开发出光诱导CO释放分子(photoCORMs)的新体系，有效避免传统上利用金属羰基化合物作为photoCORMs时无法避免的内在的局限性，如需要的诱导光的波长较短（<365 nm），光诱导CO释放反应可逆等。项目将在定义良好的反应中，通过对锌与黄硫酮醇类配体及辅助配体配合物的结构调整，使配合物经过可见光诱导CO释放。主要包括：(1)构效关系研究，通过改变黄硫酮醇单元的共轭度，合成出不同结构的配合物，通过对辅助配体的修饰来调节配合物的物理性能；(2)配合物光诱导反应性表征，主要包括CO的量化和外延产物的鉴别。(3)运用机理化学工具确定导致CO释放反应路径的详细情态。可以预期，本项目研究将对photoCORMs的设计提供新的思路，进而为促进photoCORMs的研制开拓新的前沿。

本项目采用模块化设计了黄酮醇(FLH)及其衍生物4-甲氧基黄酮醇(4-MeOFLH)，4-甲氧基黄硫酮醇(4-MeOFLTH) 和4-二甲氨基黄酮醇(4-N(Me)2FLH)作为CO释放单元；三(2-吡啶基甲基)胺(TPA)及其衍生物(6-甲基-2-吡啶)甲基-二(2-吡啶甲基)胺(6-MeTPA)，二-(6-甲基-2-吡啶)甲基-(2-吡啶甲基)胺(6-Me2TPA)，二(2-吡啶甲基)-(2-喹啉甲基)胺(BPQA)，二(2-喹啉甲基)-(2-吡啶甲基)胺(BQPA)，(5-酯甲基-2-吡啶)甲基-二(2-吡啶甲基)胺(5-COOMeTPA)，二-(5-酯甲基-2-吡啶)甲基-(2-吡啶甲基)胺(5-(COOMe)2TPA) 和(6-酯甲基-2-吡啶)甲基-(2-吡啶甲基)胺(6-(COOCH3)TPA作为不同的辅助配体；然后和过渡金属反应合成出了24种黄酮醇类配合物-新型光诱导CO释放分子(photoCORMs)。然后对配合物进行了MS、IR、1H NMR、13C NMR、单晶X-射线衍射等表征，紫外和荧光的光谱测试以及CO释放性能研究。研究结果发现，当这些配合物溶于CH3CN或1:1 H2O:DMSO，在可见光诱导和O2的存在下能够进行加双氧酶型反应。每一个配合物都能定量地释放出CO。在黑暗环境下，这类配合物在有氧环境中可以保持稳定。使用这些photoCORMs作为CO治疗剂的最重要的优点是：（1）可以人为地控制配合物在溶液中释放疾病所需的精确量的CO；（2）所有配合物均可被可见光诱导(λmax在414nm〜503nm范围内)释放CO，光能量越低，对组织的损伤越小，穿透组织的能力越强；（3）配合物稳定性好，固体配合物在空气中稳定30天以上，所有配合物的水溶液均可在厌氧或黑暗条件下稳定存在72h以上。配合物的良好稳定性使其在药物化学中针对协调性和靶向性具有重要的应用前景。