铂基光引发剂和光交联剂、它们在加合物形成中的用途

本发明涉及铂基加合物及其制备方法，例如特别是但不排他地，铂-水凝胶或铂-生物分子加合物，其包含附接有铂(iv)络合物的光解的活性物质的水凝胶或生物分子。

背景技术：

1、生物材料在生物医学应用中起重要作用。特别地，聚合物材料诸如水凝胶基材料和蛋白质基材料已经引起很多关注，并被用于广泛的生物医学应用诸如皮肤支架、药物递送、医学成像、组织工程等。然而，据信，上述材料的典型制造，诸如涉及光响应化合物/分子的那些制造，可能具有诸如复杂的制造程序、低交联和/或标记效率等缺点。

2、在一个实例中，在考虑抗菌水凝胶诸如抗菌明胶的制造时，可能需要单独的制造步骤，包括用甲基丙烯酰胺对明胶进行初始官能化，随后用光引发剂对改性的肽进行光交联，同时或随后引入抗菌剂。然而，据信抗菌剂诸如无机抗菌剂，特别是采用纳米颗粒形式的抗菌剂，可能在水凝胶中缺乏稳定性和分散性，这进一步增加了制造难度。因此，应当理解，几乎无法实现简单、容易的制造方法。

3、在另一个实例中，应当理解，许多光反应蛋白质标记剂可能涉及卡宾启用的c-h和n-h插入化学，其可能由于短程物质而遭受低交联效率。

4、因此，仍然强烈需要提供新的或以其他方式改进的光响应化合物，诸如用于生物医学应用中的生物材料制造的光引发剂和/或光交联剂。

技术实现思路

1、在本发明的第一方面，提供了一种铂基加合物，其包含附接有光解的活性铂物质的底物，所述光解的活性铂物质由具有式(ia)的结构的铂(iv)络合物产生：

2、

3、其中x、x'、y、y'、r和r'是电子供体配体；并且n是零、任何正电荷或负电荷。任选地，电子供体配体中的至少一种包括含氮配体、含氧配体、含磷配体、含硫配体或含卤素配体中的一种或多种。任选地，光解的活性铂物质包含铂(i)自由基。

4、在任选的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

5、

6、其中：

7、x、x'、y和y'独立地选自由氨、卤化物、草酸酯、二胺、二羧酸酯和乙醇酸酯组成的组，

8、r1和r2独立地选自由直链或支链c1-c4烷基链、羧基和含羧酸酯的基团组成的组；并且

9、n是零电荷。

10、任选地，x和x'连接形成第一双齿配体。任选地，y和y'连接形成第二双齿配体。任选的是，底物是水凝胶基或生物分子基的。

11、在任选的实施方案中，r1和r2独立地选自由以下组成的组：-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2ch3、-ch2cooh、-ch2ch2cooh、-ch2cooch3、-ch2ch2cooch3和-ch2cooch2ch3。

12、在任选的实施方案中，x和x'是氨和/或氯化物；第二双齿配体是二胺；r1和r2是-ch3、-ch2ch2cooh或-ch2ch2cooch3；并且n是零电荷。

13、在任选的实施方案中，y和y'是氨和/或氯化物，第一双齿配体是环丁烷二羧酸酯和/或草酸酯，r1和r2是-ch3、-ch2ch2cooh或-ch2ch2cooch3；并且n是零电荷。

14、在本发明的一个实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iia)、式(iib)、式(iic)、式(iid)、式(iie)或式(iif)的结构：

15、

16、

17、

18、任选地，式(iia)的铂(iv)络合物产生乙酸根自由基、顺铂、氯自由基、ros和光解的活性铂物质中的一种或多种。

19、在任选的实施方案中，铂(iv)络合物的化学结构在不存在辐射的情况下保持不变至少30min。

20、任选地，水凝胶基底物包含聚丙烯酰胺或明胶中的任一种。在本发明的实施方案中，水凝胶基底物包含10％丙烯酰胺/双丙烯酰胺(29:1)和5％明胶中的任一种。

21、任选地，生物分子基底物包含氨基酸或多肽中的任一种。在本发明的实施方案中，氨基酸选自半胱氨酸、甲硫氨酸、色氨酸和酪氨酸，并且多肽是bsa。

22、任选的是，铂(iv)络合物还包含附接到铂(iv)络合物的用于使铂基加合物官能化的官能部分。任选地，铂(iv)络合物具有式(iiia)的结构：

23、

24、其中：

25、x、x'、y、y'、r和r'如上文所定义；

26、l是连结基团；

27、f是用于使所述铂基加合物官能化的所述官能部分；并且

28、n'是零、任何正电荷或负电荷。

29、任选的是，官能部分具有与荧光报告单元的反应基团互补的反应基团。在任选的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iiib)的结构：

30、

31、其中：

32、m是1-6；

33、f是所述官能部分，其是选自由叠氮化物、末端炔烃、活化的环辛炔和四嗪组成的组的生物正交基团；并且

34、n'是零电荷。

35、在本发明的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iv)的结构：

36、

37、在本发明的第二方面，提供了一种用于水凝胶化的光引发剂，其包含由具有式(ia)的结构的铂(iv)络合物产生的光解的活性铂物质：

38、

39、其中x、x'、y、y'、r和r'是电子供体配体；并且n是零、任何正电荷或负电荷。

40、在任选的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

41、

42、其中：

43、x、x'、y和y'独立地选自由氨、卤化物、草酸酯、二胺、二羧酸酯和乙醇酸酯组成的组，

44、r1和r2独立地选自由直链或支链c1-c4烷基链、羧基和含羧酸酯的基团组成的组；并且

45、n是零电荷。

46、任选的是，在暴露于辐射后保留75％的光解的活性铂物质。

47、在本发明的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iia)的结构：

48、

49、    

50、在本发明的第三方面，提供了一种用于水凝胶化或蛋白质标记的光交联剂，其包含由具有式(ia)或式(iiia)的结构的铂(iv)络合物产生的光解的活性铂物质：

51、

52、其中：

53、x、x'、y、y'、r和r'是电子供体配体；

54、l是连结基团；

55、f是用于蛋白质标记的官能部分；并且

56、n和n'各自独立地是零、任何正电荷或负电荷。

57、在任选的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

58、

59、其中：

60、x、x'、y和y'独立地选自由氨、卤化物、草酸酯、二胺、二羧酸酯和乙醇酸酯组成的组，

61、r1和r2独立地选自由直链或支链c1-c4烷基链、羧基和含羧酸酯的基团组成的组；并且

62、n是零电荷。

63、在本发明的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iia)的结构：

64、

65、在任选的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iiib)的结构：

66、

67、其中：

68、m是1-6；

69、f是所述官能部分，其是选自由叠氮化物、末端炔烃、活化的环辛炔和四嗪组成的组的生物正交基团；并且

70、n'是零电荷。

71、在本发明的实施方案中，铂(iv)络合物具有式(iv)的结构：

72、

73、在本发明的第四方面，提供了一种抗菌铂基加合物，其包含附接有光解的活性铂物质的底物，所述光解的活性铂物质由具有式(iia)的结构的铂(iv)络合物产生：

74、

75、任选地，底物包含聚丙烯酰胺并且加合物具有针对大肠杆菌(dh5α)的抗菌活性。

76、在本发明的第五方面，提供了一种制备根据第一方面的铂基加合物的方法，其包括以下步骤：提供包含水凝胶前体或生物分子以及具有式(ia)的结构的铂(iv)络合物的溶液混合物；向所述溶液混合物施用有效活化所述铂(iv)络合物的一定量和波长的辐射以形成包含铂(i)自由基的光解的活性铂物质，所述光解的活性铂物质与所述水凝胶前体或所述生物分子反应以形成所述铂基加合物。

77、任选地，辐射是uv辐射。任选的是，uv辐射具有约360nm至约370nm的波长。还任选的是，以约9mw/cm2至约10mw/cm2的功率密度施加uv辐射。

技术特征：

1.一种铂基加合物，其包含附接有光解的活性铂物质的底物，所述光解的活性铂物质由具有式(ia)的结构的铂(iv)络合物产生：

2.如权利要求1所述的铂基加合物，其中所述电子供体配体中的至少一种包括含氮配体、含氧配体、含磷配体、含硫配体或含卤素配体中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的铂基加合物，其中所述光解的活性铂物质包含铂(i)自由基。

4.如权利要求1所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

5.如权利要求4所述的铂基加合物，其中x和x'连接形成第一双齿配体。

6.如权利要求4所述的铂基加合物，其中y和y'连接形成第二双齿配体。

7.如权利要求1所述的铂基加合物，其中所述底物是水凝胶基或生物分子基的。

8.如权利要求4所述的铂基加合物，其中r1和r2独立地选自由以下组成的组：-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2ch3、-ch2cooh、-ch2ch2cooh、-ch2cooch3、-ch2ch2cooch3和-ch2cooch2ch3。

9.如权利要求6所述的铂基加合物，其中x和x'是氨和/或氯化物；所述第二双齿配体是二胺；r1和r2是-ch3、-ch2ch2cooh或-ch2ch2cooch3；并且n是零电荷。

10.如权利要求5所述的铂基加合物，其中y和y'是氨和/或氯化物，所述第一双齿配体是环丁烷二羧酸酯和/或草酸酯，r1和r2是-ch3、-ch2ch2cooh或-ch2ch2cooch3；并且n是零电荷。

11.如权利要求4所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物具有式(iia)、式(iib)、式(iic)、式(iid)、式(iie)或式(iif)的结构：

12.如权利要求11所述的铂基加合物，其中式(iia)的所述铂(iv)络合物产生乙酸根自由基、顺铂、氯自由基、ros和所述光解的活性铂物质中的一种或多种。

13.如权利要求11所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物的化学结构在不存在辐射的情况下保持不变至少30min。

14.如权利要求7所述的铂基加合物，其中所述水凝胶基底物包含聚丙烯酰胺或明胶中的任一种。

15.如权利要求7所述的铂基加合物，其中所述生物分子基底物包含氨基酸或多肽中的任一种。

16.如权利要求14所述的铂基加合物，其中所述水凝胶基底物包含10％丙烯酰胺/双丙烯酰胺(29:1)和5％明胶中的任一种。

17.如权利要求15所述的铂基加合物，其中所述氨基酸选自半胱氨酸、甲硫氨酸、色氨酸和酪氨酸，并且所述多肽是bsa。

18.如权利要求4所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物还包含附接到所述铂(iv)络合物的用于使所述铂基加合物官能化的官能部分。

19.如权利要求18所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物具有式(iiia)的结构：

20.如权利要求19所述的铂基加合物，其中所述官能部分具有与荧光报告单元的反应基团互补的反应基团。

21.如权利要求20所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物具有式(iiib)的结构：

22.如权利要求21所述的铂基加合物，其中所述铂(iv)络合物具有式(iv)的结构：

23.一种用于水凝胶化的光引发剂，其包含由具有式(ia)的结构的铂(iv)络合物产生的光解的活性铂物质：

24.如权利要求23所述的光引发剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

25.如权利要求23所述的光引发剂，其中在暴露于辐射之后保留75％的光解的活性铂物质。

26.如权利要求24所述的光引发剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(iia)的结构：

27.一种用于水凝胶化或蛋白质标记的光交联剂，其包含由具有式(ia)或式(iiia)的结构的铂(iv)络合物产生的光解的活性铂物质：

28.如权利要求27所述的光交联剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(ib)的结构：

29.如权利要求28所述的光交联剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(iia)的结构：

30.如权利要求27所述的光交联剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(iiib)的结构：

31.如权利要求30所述的光交联剂，其中所述铂(iv)络合物具有式(iv)的结构：

32.一种抗菌铂基加合物，其包含附接有光解的活性铂物质的底物，所述光解的活性铂物质由具有式(iia)的结构的铂(iv)络合物产生：

33.如权利要求32所述的抗菌铂基加合物，其中所述底物包含聚丙烯酰胺并具有针对大肠杆菌(dh5α)的抗菌活性。

34.一种制备如权利要求1所述的铂基加合物的方法，其包括以下步骤：

35.如权利要求34所述的方法，其中所述辐射是uv辐射。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述uv辐射具有360nm至370nm的波长。

37.如权利要求36所述的方法，其中以9mw/cm2至10mw/cm2的功率密度施加所述uv辐射。

技术总结
一种铂基加合物，其包含附接有光解的活性铂物质的底物，所述光解的活性铂物质由具有式(Ia)的结构的铂(IV)络合物产生。一种制备所述铂基加合物的方法。一种抗菌铂基加合物。还讨论了铂(IV)络合物作为用于水凝胶化的光引发剂以及作为用于水凝胶化或蛋白质标记的光交联剂的用途。

技术研发人员：朱光宇,徐嘉乾
受保护的技术使用者：香港城市大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5