二氯硅酞菁的合成文献综述
2020-06-06 11:07:20
文 献 综 述
1.引言
光动力疗法是近年来发展起来的新型的治疗癌症的疗法,相对于传统的放疗和化疗等技术来说,它具有毒性小、收效快,重复应用不会产生耐药性等特点。因此该疗法逐渐被人们认为是目前除了放疗、化疗、手术之外的第四种治疗癌症的方法,越来越引起研究者的关注与重视。在光动力治疗过程中,最主要的部分就是光敏剂。而酞菁类化合物作为第二代高效的光敏剂分子,以其自身优良的生物相容性、较高的纯度、良好的光热稳定性以及理化参数等优点在光敏剂家族中占据了一席之地。因此,怎样合成轴向取代硅酞菁便成了一个重要的问题,本课题主要采用将二氯硅酞菁酸化水解为二羟基硅酞菁,然后进一步与轴向配体相互作用,合成目标化合物的方法来合成一种侧链具有不饱和基团的硅酞菁光敏剂,并对其合成条件进行优化。
2.光动力治疗简介
光动力治疗(Photodynamic Therapy,PDT)是一种新兴的癌症治疗手段。它是光敏化作用在医学上的应用,指光敏剂、氧和光同时存在时对癌症的一种治疗方法。它利用光激发进入癌细胞内部的光敏剂分子(Photosensitizer,PS),产生高细胞毒性的单线态氧,在癌细胞内部产生破坏而引发调亡,但是对正常细胞不产生影响。
与传统的手段相比,光动力治疗具有明显的优势:它的不良反应小,不会带来其它方法所造成的外表损伤;它能够选择性地造成肿瘤细胞坏死而不伤害周围的正常组织,创伤较小;光敏剂对人体无特殊毒性,适应性好,并且可以重复治疗以及协同手术提高疗效,消灭隐性癌病灶。
在光动力治疗过程中,首先将光敏剂通过静脉注射的方式由血管注入体内并经由血液循环在生物体内分布达到平衡,由于光敏剂富集于癌细胞中,此时正常组织和癌变组织之间的光敏剂浓度差别最大;然后,用适当波长的光照射肿瘤,经过一系列的光物理、光化学和生物反应杀死癌细胞,使肿瘤萎缩乃至消失。而残存于体内的光敏剂也会在几天的时间内完全代谢,之后不会产生其它毒副作用迄今为止,光动力治疗的方法对多种癌症都有疗效,并且可以多次使用,也不影响人类机体健康。其可以治疗的范围包括眼、耳、鼻、口腔、支气管、食道、子宫、胃、结肠、直肠和膀胱癌,以及颈部和脑部肿瘤。除此之外,光动力治疗由于能够有效定位,处理方便,无不良反应,还被尝试应用于其它很多疾病的治疗,如牛皮癣和脱发等皮肤病,效果显著。
3光敏剂作用原理
要实现光动力治疗,有三个必须的元素:光、光敏剂和分子氧。这三个要素中的任意一种单独存在时均不具有毒性,只有当三要素同时存在协同作用时才能够产生能够杀死癌细胞的活性氧。光敏剂吸收光能后,从基态跃迁至单重激发态,然后经过系间窜跃到三重激发态,这种三重激发态光敏剂可以进行两种形式的反应,产生不同的活性氧,并根据其作用机理主要分为产生氧自由基的型和产生单线态氧的型。
(1)在缺氧环境中,三重激发态光敏剂能够直接和有机底物反应,通过电子转移过程,产生氧化态底物和还原态光敏剂。在低氧条件下,还原态光敏剂与氧反应产生的超氧负离子,进一步形成具有高反应活性的经基自由基,三重激发态光敏剂也能够通过与超氧自由基,反应生成超氧负离子,进而形成羟基自由基。这种三重激发态光敏剂经过反应形成自由基或自由基离子,同氧作用后产生氧化产物的反应,即为Ⅰ型(TypeⅠ)反应。
(2)Ⅱ型(TypeⅡ)反应的作用原理如下图所示:一定波长的光照射到光敏剂,光敏剂吸收光能由基态跃迁至第一激发态;处于第一激发态的光敏剂通过发射荧光跃迁回基态,或通过系间窜跃作用成为三重激发态。处于三重激发态的光敏剂有两种能量转移方式,一是通过发射磷光光子回至基态,二是通过分子间能量传递将能量转移给氧,氧吸收能量从基态三线态跃迁至单线态。而单线态的氧具有很强的氧化能力,能够氧化细胞内的生物大分子及细胞器,引发细胞凋亡从而达到杀死细胞的效果。