PL182239B1 - ß , ß ‘-dihydroksy mezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochlorynyi sposób ich wytwarzania. PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. ß , ß ' -dihydroksy mezo-podstawiona chloryna, bakteriochloryna lub izobakteriochloryna, które m aja wzory (I) lub (II): ( I) lub ( I I ) w których to wzorach: M oznacza metal wybrany sposród grupy obejmujacej Ni(ll), Cu(II), Zn, Sn, Ge, Si, Ga, Al, M n(III), G d(lll), In i Tc; A oznacza pierscien o strukturze: lub lub D oznacza pierscien o strukturze: lub lub PL PL PL PL

Description

Dziedzina wynalazku

Wynalazek niniejszy dotyczy niektórych dihydroksy podstawionych chloryn, bakteriochloryn lub izobakteriochloryn i ich wytwarzania. W szczególności, wynalazek dotyczy dihydroksylowania β, β'-niepodstawionych tetrapirolowych makrocykli, które zostały podstawione w niektórych lub wszystkich czterech mezo-pozycjach grupą alkilową lub pierścieniem aromatycznym. Wiele spośród tych związków stanowi przydatne sensybilizatory w dziedzinie fotodynamicznej terapii (“PDT”), pośrednicząc w destrukcji niepożądanych komórek lub tkanek lub innej niepożądanej materii poprzez naświetlanie.

Stan techniki

W dziedzinie PDT, różne tetrapirolowe makrocykle, takie jak purpuryny, chloryny, bakteriochloryny, ftalocyjaniany i benzochloryny wykazujązdolność zarówno do lokalizowania się w centrum nowotworu, jak i absorbcji światła, wytwarzając stan aktywny pod wpływem światła. Następnie, po naświetlaniu odpowiednią długością fali makrocykle te wywierając cytotoksyczny wpływ na komórki lub inne tkanki, na których są zlokalizowane

Jednakże, aby wywołać pożądany efekt fototoksyczny, głęboko wewnątrz danej tkanki, konieczne jest zastosowanie sensybilizatorów, które mają wysoki współczynnik absorbcji przy długości fali ponad 650 nm, dla których to fal tkanki ciała są przezroczyste. Patrz Stemberg i inni, “An Overview of Second Generation Drugs for Photodynamic Therapy Including BPD-MA (Benzoporphyrin Derivative)”, Photodynamic Therapy and Biomedical Lasers, 470-4 (Spinelli i inni, wyd. 1992).

Redukcja porfiryny w celu utworzenia chloryny (tzn., dihydroporfiryny) zmienia optyczne własności w pożądany sposób, a dalsza redukcja chloryny w celu wytworzenia bakteriochloryny (tzn., tetrahydroporfiryny) czyni ten pożądany efekt jeszcze wyraźniejszym. Znany jest tylko je

182 239 den ogólny sposób przekształcania mezotetrafenyloporfiryn do odpowiednich chloryn, a mianowicie reakcja redukcja diimidu, opisana przez Whitlock'a i innych, “Diimide Reduction of Porphyrins”, J. Am. Chem. Soc. 91,7485-89 (1969). Jednakże, otrzymany w ten sposób produkt nie posiada modelu podstawienia β, β'-dihydroksy.

Ponadto, oprócz pożądanych własności absorbcyjnych chloryn i bakteriochloryn, amfifilowy charakter tych związków wskazywany był jako potencjalnie korzystny w odniesieniu do pożądanej biodystrybucji leku. Na przykład, Bonnett i inni, “Second Generation Tumour Photosensitisers: The Synthesis and Biological Activity of Octaalkyl Chlorins and Bacteriochlorins with Graded Amphiphilic Character”, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1465-70 (1992), zasugerowali, że mezo-tetra(hydroksyfenylo)chloryny oraz ich odpowiednie bekteriochloryny mogą być stosowane jako sensybilizatory w PDT.

Wiadomo, że β-podstawione porfiryny mogą być poddawane reakcji z tetratlenkiem osmu (OsO₄) w celu utlenienia jednego lub kilku wiązań podwójnych, tworząc w ten sposób osmianowy w β, β'-pozycji, który następnie może być zredukowany za pomocą dowolnego z rozlicznych czynników redukujących, tworząc wicynalne diole. Na przykład, w pracy Chang'a i innych “A Novel Method of Functionalizing the Ethyl Chain of Octaethylphorphyrin”, J. Org. Chem., 52, 926-29, odpowiedni diol otrzymano przez utlenianie oktaetyloporfiryny za pomocą OsO₄ w obecności pirydyny.

Osmylowanie całkowicie β, β'-alkilo-podstawionej 5,15-bis-(metylofenylo)porfiryny, prowadzi również do odpowiedniego diolu. Osuka i inni, Synthesis of 5,15-Diaryl-Substituted Oxochlorins from 5,15-Diaryl-octaethylporphiryn”, Buli. Chem. Soc. Jap., 66,3837-39 (1993).

Jednakże, tak wytworzone diole mają tendencję do ulegania przegrupowaniu pinakolinowemu w środowisku kwaśnym, prowadząc do oksochloryn, jak pokazano to poniżej:

W wyniku badań podatności na migrację różnych podstawników ustalono, że w przegrupowaniu β-monoalkilo-podstawionych dioli, podstawnikiem o największej tendencji do migracji był wodór. Chang i inni. “Migratory Aptitudes in Pinacol Rearrangement of vic-Dihydroxychlorins”, J. Heterocyclic Chem., 22, 1739-41 (1985).

Wicynalne dihydroksychloryny zostały otrzymane z β, β'-alkilo-podstawionych porfiryn poprzez utlenianie za pomocą tetratlenku osmu w pirydynie i zostało potwierdzone, że produkt ulega przegrupowaniu pinakolinowemu pod wpływem kwasu siarkowego. Patrz Bonnet i inni, “The Oxidatio of Pophyrins with Hydrogen peroxide in Sulphuric Acid”, Proc. Chem. Soc., 371 -72 (1964) oraz Chang i inni, “Differentiation of Bacteriochloryn and Izobacteriochlorin For8

182 239 mation by Metallation. High Yield Synthesis of Porphyrindiones via OsO₄ Oxidation”, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1213-15(1986). Jednakże, nie pomyślano, że dihydroksy produkt reakcji osmylowania β, β'-niepodstawionej, mezo-podstawionej porfiryny będzie stabilny z punktu widzenia prawdopodobieństwa przegrupowania.

Ponadto, jeśli wyjściowa porfiryna ma model β-podstawienia, obniżający całkowitą symetrię cząsteczki, dihydroksylowanie prowadzi do niestatystycznej mieszaniny steeo- i regioizomerów. Na przykład, jeśli prowadzi się reakcję osmylowania estru dimetylowego deuteroporfiryny-IX, wytwarza się mieszanina regioizomerów i ich odpowiednich stereoizomerów, jak to pokazano poniżej. Chang i inni, “C-Hydroxy- i C-Methylchlorins”, J. Og. Chem., 50, 4989-91 (1985).

OH . OH NH^ Y-NH ^-4 ii co2ch3 co2ch3 NH N=/ 4 / ” Λ-N NHĄ co2ch3 co2ch3 Χ-ΝΗ N=/ VN ΝΗΛ Ί Λ /λ- ΟΗ OHJ \ co2ch3 co2ch3

1 οη Υ-ΝΗ Ν NHĄ co2ch3 co2ch3 V-NH Ν=/ ΝΗ \ , γ pOH co2ch3 co2ch3

182 239

Nawet w najlepszych warunkach, rozdział tych regioizomerów i stereoizomerów jest kłopotliwy.

Obecnie stwierdzono, że β, β'-niepodstawione, mezo-podstawione związki porfiryny mogą być β, β'-dihydroksylowane poprzez addycję OsO₄, a następnie redukowane w celu otrzymania vic-diolu, jak to pokazano poniżej:

1.0S04/R1RYdYNA

2.REDUKCJA

Otrzymane mezo-podstawione vic-diole, nieoczekiwanie, okazały się stabilne. I co jest zaskakujące odwodnienie i przegrupowanie, zachodzi wyłącznie w stosunkowo ostrych warunkach, takich jak, ogrzewanie pod chłodnicą zwrotną w benzenie zawierającym katalityczne ilości HCLO₄. Jest to nieoczekiwane, nie tylko z punktu widzenia wysokiej podatności na migrację β-wodorów, ale również ze względu na spodziewaną tendencję takiej cząsteczki do eliminowania wody, odtwarzając w ten sposób w pełni sprzężoną strukturę rezonansowąporfiryny w postaci tautomeru enolowego, jak to pokazano poniżej. Crossley i inni, “Tautomerism in 2-Hydroxy-5,10,15,20-tetraphenylporphyrin: An Eąuilibrium Between Enol, Keto and Aromatic Hydroxyl Tautomers”, J. Org. Chem., 53, 1132-37 (1988).

Takie mezo-fenylooksoporfiryny wytwarzano poprzednio na zupełnie innej drodze. Patrz, np., Catalano i inni., “Efficient Synthesis of2-Oxy-5,10,l 5,20-tetrafenylporphyrins from anitroporphyrin by a Novel Multi-Step Cine-substitution Seąuence”, J. Chem. Soc. Chem. Comm., 1537-38 (1984).

Stwierdzono, że jeśli grupy hydroksylowe wprowadzi się do już istniejących mezo-podstawników, na przykład podstawników fenylowych, to mezo-tetra (hydroksyfenylo)-porfiryny, -chloryny i bakteriochloryny mogą być skuteczne jako aktywne środki PDT. Patrz, Berenbaum i

182 239 inni, “Meso-Tetra(hydroxyphenył)-porphyrins, a New Class of Potent Tumour Photosensitisers with Favourable Selectivity”, Br. J. Cancer, 54, 717-25 (1986) oraz Ris i inni, “Photodynamic Therapy with m-Tetrahydoxyphenylchłorin in vivo: Optimization of the Therapeutic Index”, Int J. Cancer, 55, 245-49 (1993). Przez wprowadzenie grup funkcyjnych hydroksylowych do J-pozycji, znaleziono nie tylko nowąklasę sensybilizatorów, ale również przesłanki, że sensybilizatory według niniejszego wynalazku są nawet lepsze od znanych związków, co jest związane ze wzrostem amfifilowości cząsteczki.

Ponadto, podczas β, β'-dihydroksylowania, wysoka symetria materiału wyjściowego powoduje powstawanie tylko jednego regio- i stereoizomeru otrzymanej chloryny. Na przykład, dihydroksylowanie mezo-tetrafenyloporfiryny powoduje powstawanie tylko jednego izomeru β, β'-dihydroksy-mezo-tetrafenylobakteriochloryny. Co więcej, kolejne β, β'-dihydroksylowanie, istniejącej β, β'-hydroksychloryny powoduje powstawanie tylko dwóch, łatwych do rozdzielenia diastereoizomerów tetrahydroksybakteriochloryny. To znaczne zmniejszenie ilości otrzymywanych izomerów, zapewnia sposób wytwarzania środków PDT z wysoką wydajnością, co stanowi dużą wartość praktyczną, ekonomiczną i jest ważne z medycznego punktu widzenia.

Zgodnie z poprzednimi obserwacjami (patrz, np. Whitlock i inni, “Dimide Reduction of Porphyrins”, J. Am. Chem. Soc., 91,7485-89 (1969) oraz Chang i inni, “Differentiation of Bacteriochlorin and Isobacteriochlorin Formation by Metallation: High Yield Synthesis of Porphyrindiones via OsO₄ Oxidation” J. Chem. Soc., Chem. Comm., 1213-15 (1986)), reakcja β-hydroksylowania, β, β'-dihydroksychloryn (idiimidowa redukcja β, β'-dihydroksychloryn lub w tym przypadku β, β'-dihydroksylowanie tetrafenylochloryn), jest czuła na wyraźny kierujący wpływ metalu. Reakcja osmylowania/redukcji metalchloryn prowadzi do metalo-izobakteriochloryn chromoforowych, z których macierzystą izobakteriochlorynę chromaforową można otrzymać przez usunięcie metalu. I w przeciwieństwie do tego, reakcja osmylowania/redukcji wolnej zasady chloryny prowadzi do odpowiedniej bakteriochloryny chromoforowej.

Dodatkowa korzyść jest jeszcze taka, że mezo-podstawnik może być rozmaicie podstawiony, a zwłaszcza jeśli jest nim pierścień arylowy, taki jak grupa fenylowa. A zatem, poprzez hydroksylowanie β, β'-niepodstawionych, mezo-podstawionych porfiryn i chloryn poprzez utlenianie za pomocą OsO₄, a następnie redukcję przejściowego estru osmianowego, utworzonego w β, β'-pozycji, można wytworzyć wiele pokrewnych vic-dioli, podstawionych chloryn i bakteriochloryn, które wykazują szczególnie pożądane własności jako środki PDT, takie jak wzmocnienie i batochromowe przesunięcie pasm Q i zwiększoną amfifilowość. Co więcej, ze względu na podatność na dalsze podstawianie mezo-podstawników, zapewnione jest, nawet w większym stopniu, dokładne zestrojenie farmakokinetyki i -dynamiki związków.

Istota wynalazku

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem zostały wytworzone nowe związki β, β'-dihydroksy mezo-podstawionych chloryn, izobakteriochloryn i bakteriochloryn o wzorach (I) lub (II):

182 239 w których to wzorach: M oznacza metal wybrany spośród grupy obejmującej Ni(II), Cu(II), Zn(II), Fe(III)Cl, Sn, Ge, Si, Ga, Al, Mn(IIl), Gd(III), In i Tc;

A oznacza pierścień o strukturze:

R_t do R^, oznaczają niezależnie, atom wodoru, niższy rodnik alkilowy zawierający do 5 atomów węgla, grupę alkilokarboksylowąlub estrową o łańcuchu alkilowym zawierającym do 7 atomów węgla, grupę ketonową, hydroksylową, nitrową, aminową lub takągrupę, która łącznie z innym pierścieniem, podstawnikiem pierścienia lub mezopodstawnikiem tworzy skondensowany 5- lub 6-członowy pierścień; oraz a podstawniki S'do S⁴ oznaczają wodór, grupę alkilową zawierającą od 1 do 12 atomów węgla, ewentualnie podstawioną przez chlorowiec, grupę hydroksylową, tiolową, karbonylową, aminową, nitrylową, fosforanową, lub sulfonową; grupę C₃.₇cykloalkilową ewentualnie podstawioną przez chlorowiec, grupę hydroksylową, tiolową, karbonylową, aminową, nitrylową, fosforanową, lub sulfonową; pierścienie aromatyczne zawierające od 5 do 12 atomów węgla; albo podstawnik o strukturze

gdzie X, X', Y, Y' i Z, oznaczają niezależnie halogen, niższy alkil zawierający do 7 atomów węgla, niższy alkoksyl zawierający do 7 atomów węgla, grupę hydroksylową, rodnik kwasu karboksylowy lub jego soli, lub jego estru zawierającą do 7 atomów węgla; rodnik kwasu sulfonowego lub jego soli, lub jego estru, grupa aminowa, C].₁₂alkilopodstawioną grupę aminową, cyjanową lub nitrową; lub biologicznie aktywnągrupę obejmującą resztę cukrową, aminokwasu lub nukleozydu, albo ligand wybrany z grupy obejmującej hormony, czynniki wzrostu lub neuroprzekaźniki; a Z' oznacza wodór lub niższy rodnik alkilowy zawierający do 7 atomów węgla, i które mogą być różne lub takie same; z tym warunkiem, że co najmniej jeden z podstawników S¹ do S⁴ nie oznacza wodoru.

Przedmiotem wynalazku są również trzy sposoby wytwarzania związków o wzorach (I) i (Π), które obejmują etapy:

182 239

a. osmylowania mezo-podstawionej metaloporfiryny o wzorze (III):

s¹

(ΠΙ) w którym to wzorze: A, D, R] do R^ oraz S¹ do S⁴ oznaczająjak podano poniżej, w celu utworzenia estru osmianowego w β, β'-pózycji; i

b) redukcji estru osmianowego w celu utworzenia odpowiedniej β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (I).

Znaleziono trzy sposoby wytwarzania pozbawionych metalu związków o wzorze (II). Pierwszy z tych sposobów obejmuje etapy:

a. osmylowania mezo-podstawionej metaloporfiryny o wzorze (ΙΠ), w celu utworzenia estru osmianowego w β, β'-pozycji;

b. redukcji estru osmianowego, w celu utworzenia odpowiedniej β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (I); i

c. demetalacji β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (I) po etapie redukcji, w celu wytworzenia pozbawionej metalu β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (II).

Drugi ze sposobów wytwarzania, pozbawionych metalu, związków o wzorze (II), obejmuje etapy:

a. osmylowania mezo-podstawionej metaloporfiryny o wzorze (III), w celu utworzenia estru osmianowego w β, β'-pozycji; i

b. demetalacji estru osmianowego; i

c. redukcji, pozbawionego metalu estru osmianowego, w celu utworzenia odpowiedniej β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny lub bakteriochloryny o wzorze (II).

Trzeci ze sposobów wytwarzania, pozbawionych metalu, związków o wzorze (Π) obejmuje etapy:

a. osmylowania mezo-podstawionego związku o wzorze (IV):

182 239

w którym to wzorze: A, D, do R^ oraz S¹ do S⁴ oznaczająjak podano powyżej, w celu utworzenia estru osmianowego w β, β'-pozycji; i

b. redukcji estru osmianowego, w celu utworzenia odpowiedniej β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny lub bakteriochloryny o wzorze (II).

Krótki opis rysunków

Wynalazek niniejszy stanie się bardziej zrozumiały poprzez opis następujących rysunków, na których:

Na figurze 1 przedstawiono widmo UV-Vis 2,3-vic-dihydroksy-tetrafenylochloryny (linia ciągła) i widmo UV-Vis (2,3-vic-dihydroksy-tetrafenylochloryno)cynku (II) (liniaprzerywana).

Na figurze 2 przedstawiono widmo UV-Vis 2,3-vic-dihydroksy-tetrafenylobakteriochloryny.

Na figurze 3 przedstawiono widmo UV-Vis izomeru-E 2,3,12,13-tetrahydroksytetrafenylobakteriochloryny (linia ciągła) i widmo UV-Vis izomeru-Z 3,12,13-tetrahydroksy-tetrafenylobakteriochloryny (linia przerywana).

Na figurze 4 przedstawiono widmo UV-Vis (7,8-vic-dihydroksy-tetrafenyloizobakteriochloryno)cynku (II).

Na figurze 5 przedstawiono widmo UV-Vis izomeru-E 2,3,7,8-tetrahydroksytetrafenyloizobakteriochloryny (linia ciągła) i widmo UV-Vis izomeru-E (2,3,7,8-tetrahydroksy-tetrafenyloizobakteriochloryno)cynku(II) (linia przerywana).

Sposoby rozwiązań wynalazku

Związki według wynalazku, β, β'-dihydroksy mezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny, mają wzory (I) lub (Π), jak opisane i pokazane wyżej. M we wzorze (I) może być dowolnym metalem, który jest zdolny do utworzenia kompleksu o wzorze (I), korzystnie wybiera się go z grupy obejmującej Ni(II), Cu(II), Zn, Sn, Ge, Si, Ga i Al. Bardzo ważną cecha wybranego metalu jest możliwość wprowadzenia go do struktury porfiryny, a następnie możliwość usunięcia tego metalu z chloryny, wytworzonej sposobem według niniejszego wynalazku.

A może być dowolnym pierścieniem o strukturze:

182 239

lub

D może być dowolnym pierścieniem o strukturze:

Należy rozumieć, że wszystkie odpowiednie formy rezonansowe powyższych struktur są również objęte określeniami “A” i “D”. Tym niemniej, korzystnie, co najmniej jeden z pierścieni A i D jest identyczny z pierścieniami B i C. Jeszcze korzystniej, oba pierścienie A i D sąidentyczne z pierścieniami B i C i tworząz nimi rdzeń pofirynowej struktury mającej cztery takie pierścienie, przy czym każdy z pierścieni jest połączony przez mostkujący atom węgla, który jest w mezo-pozycji.

R] do R₆ mogą być dowolnym z dużej ilości podstawników pierścienia, o ile nie przeszkadzają w omówionych powyżej reakcjach etapów osmylowania i redukcji. Korzystnie, R] do R₆ oznaczająniezależnie atom wodoru; niższągrupę alkilową, takąjak metyl, etyl, n-propyl, izopropyl, t-butyl i n-pentyl; kwas karboksylowy z krótkim łańcuchem alkilowym, takim jak formyl, karboksymetyl, karboksyetyl, karboksy-n-butyl, karboksy-sec-butyl, karboksy-n-heksyl; grupę estrową kwasu karboksylowego, taką jak -CH₂CH₂COOCH₃, -CH₂CH₂COOCH₂CH₃, -CH₂CH(CH₃)COOCH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂COOCH₂CH₂CH₃, -CH₂CH(CH₃)₂COOCH₂CH₃; grupę ketonową, hydroksylową, nitrową, aminowa lub im podobne.

Ponadto, R, i R₂, R₃ i R₄ lub R₅ i R^, mogą łącznie z innym pierścieniem, podstawnikiem pierścienia lub mezo-podstawnikiem, tworzyć przylegający 5- lub 6- członowy pierścień. Tak utworzony, przylegający 5- lub 6-członowy pierścień może być dowolnym nasyconym lub nienasyconym, karbocyklicznym lub heterocyklicznym 5- lub 6-członowym pierścieniem, który nie przeszkadza w przeprowadzeniu etapów osmylowania i redukcji według niniejszego wynalazku. Przykłady takich pierścieni obejmują cyklopentan, furan, tiofen, pirol, izopirol, 3-izopirol, pirazol, 2-izoimidazol, 1,2,3-triazol, 1,2,4-triazoI, 1,2-ditiol, 1,3-ditiol, 1,2,3-oksatiol, izoksazol, oksazol, tiazol, izotiazol, 1,2,3-oksadiatiazol, 1,2,4-oksadiazol, 1,2,5-oksadiazol, 1,3,4-0ksadiazol, 1,2,3-dioksazol, 1,2,4-dioksazol, 1,2,5-oksatiazol, 1,3-oksatiol, benzen, cykloheksan, 1,2-piran, 1,4-piran, 1,2-piron, 1,4-piron, 1,2-dioksyna, 1,3-dioksyna (forma dihydro), pirydyna, pirydazyna, pirymidyna, pirazyna, piperazyna, 1,3,5-triazyna, 1,2,4-triazyna, 1,2,4-oksazyna, 1,3,2-oksazyna, o-izoksazyna, 1,2,5-oksatiazyna, 1,4-oksazyna, p-izoksazyna, 1,2,6-oksatiazyna, 1,3,5,2-oksadiazyna, morfolina, azepina, oksepina, tiepina, 1,2,4-diazepina i im podobne. Jeśli R] i R₂, R₃ i R₄ lub R₅ i R₆ tworzą przylegający pierścień 5- do 6-członowego, to korzystnie jest to pierścień 6-członowy. Jeszcze korzystniej, jeśli R₁ i R₂, R₃ i R₄ lub R₅ i R₆ tworzą przylegający pierścień 5- do 6-członowego, to korzystnie jest to karbocykliczny pierścień 6-członowy, tzn. pierścień benzenowy.

182 239

W szczególnie korzystnym wykonaniu, do R₆ oznaczają niezależnie wodór, metyl, etyl lub estry niższych kwasów karboksylowych, przy czym najkorzystniejszy jest wodór, metyl lub etyl.

Podstawniki S¹ do S⁴ są takie same lub różne i mogą oznaczać H, dowolną z dużej ilości podstawionych lub niepodstawionych grup alkilowych, podstawionych lub niepodstawionych grup cykloalkilowych oraz pierścienie aromatyczne. Jeśli jeden lub kilka spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę alkilową, korzystnie, ma ona od około 1 do około 18 atomów węgla, korzystniej około 1-12 atomów węgla, a zwłaszcza około 1-6 atomów węgla. Przykładami typowych grup alkilowych sągrupy: metylowa, etylowa, izopropylowa, sec-butylowa, tert-butylowa, n-pentylowa i n-oktylowa.

Jeśli jeden lub kilka spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę alkilową, może ona być niepodstawiona lub podstawiona dowolnągrupą, która nie przeszkadza w reakcjach osmylowania lub redukcji. Na przykład, jeśli jeden lub więcej spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę alkilową, to może ona być podstawiona atomem halogenowca, takim jak fluor, chlor lub brom; grupąhydroksylową, tak jak w pentozach i heksozach; tiolem; lub grupąkarbonylową, tak że grupa alkilowa staje się grupą aldehydową, ketonową, karboksylową (np. kwasu tłuszczowego) lub estrową lub amidową; pierwszorzędową, drugorzędową, trzeciorzędową lub czwartorzędową grupą aminową; nitrylem; grupą fosforanową; grupą sulfonianową; i im podobnymi.

Jeśli jeden lub kilka spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę cykloalkilową, korzystnie, zawiera ona od około 3 do około 7 atomów węgla. Przykłady typowych grup cykloalkilowych obejmują cyklopropyl, cykloheksyl i cykloheteroalkil, taki jak cukry: glukopiranoza lub fruktofuranoza. Jeśli jeden lub kilka spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę cykloalkilową, może ona być niepodstawiona lub podstawiona dowolnągrupą, która nie przeszkadza w reakcjach osmylowania lub redukcji. Na przykład, jeśli jeden lub kila spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę cykloalkilową, może być ona podstawiona dowolnym z opisanych wyżej podstawników, takim samym jak dla przypadku, kiedy jeden lub kilka spośród podstawników od S* do S⁴ oznacza grupę alkilową.

Jeśli jeden lub kilka spośród podstawników od S¹ do S⁴ oznacza grupę arylową, korzystnie, zawiera ona od około 5 do około 12 atomów węgla, ewentualnie zawiera jeden lub kilka heteroatomów i ewentualnie zawiera pierścienie, które przylegają do istniejącej sprzężonej struktury pierścienia porfirynowego. Przykłady odpowiednich pierścieni aromatycznych obejmują takie związki jak furan, tiofen, pirol, izopirol, 3-izopirol, pirazol, 2-izoimidazol, 1,2,3-triazol, 1,2,4-triazol, 1,2-ditiol, 1,3-ditiol, 1,2,3-oksatiol, izoksazol, oksazol, tiazol, izotiazol, 1,2,3-0ksadiazol, 1,2,4-oksadiazol, 1,2,5-oksadiazol, 1,3,4-oksadiazol, 1,2,3,4-oksatriazol, l,2,3,5-oksatriazol, 1,2,3-dioksazol, 1,2,4-dioksazol, 1,3,2-dioksazol, 1,3,4-dioksazol, 1,2,5-oksatiazol, 1,3-oksatiol, benzen, 1,2-piran, 1,4-piran, 1,2-piron, 1,4-piron, 1,2-dioksyna, 1,3-dioksyna, pirydyna, N-alkilopirydyna, pirydazyna, pirymidyna, pirazyna, 1,3,5-triazon, 1,2,4-triazyna, 1,2,3-triazyna, 1,2,4-oksazyna, 1,3,2-oksazyna, 1,3,6-oksazyna, 1,4-oksazyna, o-izoksazyna, p-izoksazyna, 1,2,5-oksatiazyna, 1,2,6-oksatiazyna, 1,4,2-oksadiazyna, 1,3,5,2-oksadiazyna, azepina, oksepina, tiepina, 1,2,4-diazepina, inden, izoinden, benzofuran, izobenzofuran, tionaften, izotionaften, indol, indolenina, 2-izobenzazol, 1,4-piryndyna, pirando[3,4-b]-pirol, izoindazol, indoksazyna, benzoksazol, antranil, naftalen, 1,2-benzopiran, 1,2-benzopiron, 1,4-benzopiron, 2,1-benzopiron, 2,3-benzopiron, chinolina, izochinolina, 1,2-benzodiazyna, 1,3-benzodiazyna, naftyrydyna, pirydo[3,4-b]-pirydyna, pirydo[3,2-b]pirydyna, pirydo[4,3-b]pirydyna, 1,3,2-benzoksazyna, 1,4,2-benzoksazyna, 2,3,1-benzoksazyna, 3,1,4-benzoksazyna, 1,2-benzizoksazyna, 1,4-benzizoksazyna, antracen, fenantren, karbazol, ksanten, akrydyna, puryna, związki sterydowe i im podobne.

W szczególnie korzystnym wykonaniu, podstawniki od S¹ do S⁴ wybiera się z grupy obejmującej fenyl, naftyl, pirydynyl i sole pirydyniowe z krótkim łańcuchem N-alkilowym. Jeszcze korzystniej jest, kiedy podstawniki od S¹ do S⁴ są identyczne.

W innym wykonaniu, co najmniej jeden z podstawników od S¹ do S⁴ ma strukturę:

182 239

lub

gdzie: X, Y, Z, X', Y' i Z może być dowolnym z dużej ilości podstawników na ogół stosowanych do “dokładnego zestrojenia” biologicznej aktywności, biodystrybucji, własności absorbcyjnych i przejrzystości oraz fizycznych własności poszukiwanego produktu. Jednym ze sposobów uzyskania tego, jest taki dobór podstawników, aby związek o wzorze (I) lub (II) był cząsteczką amfifilową. “Amfifilowość” oznacza, że cząsteczka staje się bardziej asymetryczna i (1) ma zarówno (a) wysokopolamy, rozpuszczalny w wodzie fragment oraz (b) wysoce hydrofobowy, nierozpuszczalny w wodzie fragment; lub (2) ma zarówno (a) niejonowy fragment jak i (b) jonowy fragment. Tym niemniej, należy zauważyć, że wynalazek obejmuje również β, β'-dihydroksy mezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny lub izobacteriochloryny mające zasadniczo lub dokładnie identyczne podstawniki arylowe. Ponadto, jakikolwiek, wybrany podstawnik arylowy nie powinien również mieć niekorzystnego wpływu na podatność związku do przeprowadzenia reakcji etapu “a” i etapu “b”, stosowanych do wytwarzania związków według niniejszego wynalazku.

Korzystnie, X, X', Y, Y' i Z oznaczają niezależnie (1) wodór; (2) halogen, taki jak fluor, chlor, jod i brom; (3) niższy alkil, taki jak metyl, etyl, n-propyl, izopropyl, t-butyl, n-pentyl i im podobne grupy; (4) niższy alkoksy, jak metoksy, etoksy, izopropoksy, n-butoksy, t-pentoksy i im podobne; (5) hydroksy; (6) kwas karboksylowy lub sól kwasu, takie jak -CH₂ COOH, -CH₂ COO-Na⁺, -CH2CH(Br)COOH, -CH2CH(CH3)COOH, -CH(C1)-CH2-CH(CH3)-COOH, -CH2- CH2 -C(CH3)2-COOH, -CH2-CH2-C(CH3)2-COO-K⁺, -CH2-CH₂-CH₂-CH₂-COOH, C(CH₃)₃-COOH, CH(C1)₂-COOH i im podobne; (7) ester kwasu karboksylowego, tak jak -CH₂CH₂COOCH₃, -CH₂CH₂COOCH₂CH₃, -CH₂CH(CH₃)COOCH₂CH₃, -CH₂CH₂CH₂COOCH₂CH₂CH₃, -ch₂ CH(CH₃)₂COOCH₂CH₃ i im podobne; (8) kwas sulfonowy lub sól kwasu, na przykład, grupy I i grupy II, sole amonowe i organiczne sole kationowe, takie jak alkilowe i czwartorzędowe sole amonowe; (9) estry kwasu sulfonowego, takie jak sulfonian metylu, sulfonian etylu, sulfonian cykloheksylu i im podobne; (10) grupę aminową grupę takajakniepodstawiona pierwszorzędowa aminowa, metyloaminowa, etyloaminowa, n-propyloaminowa, izopropyloaminowa, 5-butyloaminowa, sec-butyloaminowa, dimetyloaminowa, trimetyloaminowa, dietyloaminowa, trietyloaminowa, di-n-propyloaminowa, metyloetyloaminowa, dimetylo-sec-butyloaminowa, 2-aminoetanoksy, etylenodiaminowa, 2-(N-metyloamino)heptylowa, cykloheksyloaminowa, benzyloaminowa, fenyloetyloaminowa, anilinowa, N-metyloanilinowa, N,N-dimetyloanilinowa, N-metylo-N-etyloanilinowa, 3,5-dibromo-4-anilinowa, p-toluidynowa, difenyloaminowa, 4,4'-dinitrodifenyloaminowa i im podobne; (11) grupę cyjanową: (12) grupę nitrową: (13) aktywnąbiologicznie grupę lub (14) inny dowolny podstawnik, który zwiększa amfifilową naturę związku o wzorze (I) lub (Π).

“Aktywnąbiologicznie grupę”, może być dowolna grupa, która selektywnie sprzyja akumulacji, eliminacji, szybkości wiązania lub mocy wiązania w określonym środowisku biologicznym. Na przykład, jednym z rodzajów biologicznie aktywnych grup są podstawniki wywodzące się z cukrów, a zwłaszcza (1) aldoz, takichjak aldehyd glicerynowy, erytroza, treoza, riboza, arabinoza, ksyloza, liksoza, alloza, altroza, glukoza, mannoza, glukoza, idoza, galaktoza i taloza; (2) ketoz, takich jak hydroksyaceton, erytruloza, rebuloza, ksyluloza, psykoza, fruktoza, sorboza i tagatoza; (3) piranoz, takichjak glukopiranoza; (4) furanoz, takichjak fruktofuranoza; (5) pochodnych O-acylowych, takichjak pęnta-O-acetylo-I-glukoza; (6) pochodnych O-metylowych, takich jak metylo-I-glukozyd, metylo-J-glukozyd, metylol-glukopiranozyd i metylo-2,3,4,6-tetra-O-metylo-glukopiranozyd; (7) fenylosazonów, takich jak fenylosazon glukozy;

182 239 (8) alkoholi cukrowych, takich jak sorbitol, mannitol, glicerol i mio-inozytol; (9) kwasów cukrowych, takich jak kwas glukonowy, kwas glukarowy i kwas glukorynowy, L-glukonolakton, L-glukuronolakton, kwas askorbinowy i dehydroaskorbinowy; (10) estrów kwasu fosforowego, takich jak ester kwasu 1-fosforowego I-glukozy, ester kwasu 6-fosforowego I-glukozy, ester kwasu 1,6-difosforowego I-fruktozy i ester kwasu 6-fosforowego I-fruktozy, (11) dezoksycukrów, takich jak 2-dezoksyryboza, ramanoza (dezoksymannoza) i fukoza (6-dezoksygalaktoza); (12) aminocukrów, takich jak glukozoamina i galaktozoamina; kwas muraminowy i kwas neuraminowy; (13) disacharydów, takich jak maltoza, sacharoza i trehaloza; (14) trisacharydów, takich jak rafinoza (fruktoza, glukoza, galaktoza) i melazytoza (glukoza, fruktoza, glukoza); (15) polisacharydów (glikanów), takich jak glikany i mannany; i (16) polosacharydów magazynujących się, takich jak I-amyloza, amylopektyna, dekstryny i dekstrany.

Pochodne aminokwasów są również korzystnymi, aktywnymi biologicznie podstawnikami, takie jak te, które pochodzą z waliny, leucyny, izoleucyny, treoniny, metioniny, fenyloalaniny, tryptofanu, alaniny, argininy, kwasu asparginowego, cystyny, kwasu glutaminowego, glicyny, histydyny, proliny, seryny, tyrozyny, asparginy i glutaminy. Korzystne są również peptydy, a zwłaszcza te o których wiadomo, że mają powinowactwo do specyficznych receptorów, na przykład, oskytocyna, wazopresyna, bradykinina, LHRH, trombina i im podobne.

Inną korzystną grupę aktywnych biologicznie podstawników stanowią te, które wywodzą się z nukleozydów, na przykład, rybonukleozydów, takich jak adenozyna, guanozyna, cytydyna i urydyna; oraz 2'-dezoksyrybonukleozydów, takich jak 2'-dezoksyadenozyna, 2'-dezoksyguanozyna, 2'-dezoksycytydyna i 2'-dezoksytymidyna.

Innym rodzajem biologicznie aktywnych grup, szczególnie przydatnych, są dowolne ligandy, które są specyficzne dla określonego biologicznego receptora. Określenie “specyficzny ligand receptora” odnosi się do części, która wiąże receptor na powierzchni komórki i w ten sposób zawiera obrysy i układy ładunku, które są komplementarne z tymi, które ma biologiczny receptor. Sam ligand nie jest receptorem, ale substancję komplementarną do niego. Jest rzeczą oczywistą że wielka różnorodność rodzajów komórek ma specyficzne receptory przeznaczone do wiązania hormonów, czynników wzrostu lub neurotransmiterów. Jednakże, podczas gdy ligandy specyficzne receptorów są znane i zrozumiałe jest ich działanie, wyraźnie specyficzny ligand receptora”, jakie jest stosowane w niniejszym tekście, odnosi się do dowolnej, naturalnej lub syntetycznej substancji, która wiąże się specyficznie z receptorem.

Przykłady takich ligandów obejmują: (1) hormony steroidowe, takie jak progesteron, estrogeny, androgeny i hormony adrenokortykotropowe; (2) czynniki wzrostu, takie jak naskórkowy czynnik wzrostowy, nerwowy czynnik wzrostowy nerwu, czynnik wzrostowy fibroblastu i temu podobne; (3) inne hormony białkowe, takie jak ludzki hormon wzrostowy; hormon przytarczycy i temu podobne; i (4) neurotransmitery, takie jak acetylocholina, serotonina, dopamina i temu podobne. Jakiekolwiek analogi tych substancji, które również są pomocne w wiązaniu z biologicznym receptorem są również objęte wynalazkiem.

Przykłady szczególnie korzystnych podstawników mających tendencję do zwiększania amififilowego charakteru związku o wzorze (I) obejmują: długołańcuchowe alkohole, na przykład, -C₁₂H₂₄-OH, gdzie -C₁₂H₂₄jesthydrofobowy; (2) kwasy tłuszczowe i ich sole, takie jak sól sodowa długołańcuchowego kwasu tłuszczowego, kwasu oleinowego; (3) fosfoglicerydy, takie jak kwas fosfatydowy, fosfatydyloetanoloamina, fosfatydylocholina, fosfatydyloseryna, fosfatydyloinozytol, fosfatydylogliceryna, fosfatydylo-3'-O-alanylogliceryna, kardiolipina lub fosfatydylocholina; (4) sfingolipidy, takie jak sfingomieliny; i (5) glikolipidy, takie jak glikozylodiacylogliceryny, cerebrozydy, estry siarczanowe cerebrozydów lub gangliozydów.

W korzystnym wykonaniu wynalazku, X, X' Y, Y' i Z oznaczają niezależnie, wodór, halogen, niższy alkil, niższy alkoksy, hydroksy, kwas karboksylowy lub sól kwasu, ester kwasu karboksylowego, kwas sulfonowy lub sól kwasu, ester kwasu sulfonowego, podstawioną lub niepodstawionągrupę aminową cyjanową nitrowąlub biologicznie aktywnągrupę, a Z' oznacza wodór lub niższy alkil. W innym wykonaniu, X, Y, X' i Y', każdy z nich oznacza wodór, a Z wybiera się z grupy obejmującej wodór, halogen, niższy alkil, niższy alkoksy, hydroksy, kwas kar

182 239 boksytowy, ester kwasu karboksylowego, ester kwasu sulfonowego (a zwłaszcza ester aromatyczny kwasu sul tonowego), grupę nitrową, aminową (a zwłaszcza grupę aminową z krótkim łańcuchem alkilowym), grupę cyjanową oraz biologicznie aktywną grupę.

W jeszcze innym wykonaniu X, Y, Z, X' i Y' wybiera się z grupy obejmującej wodór, metyl, etyl, t-butyl, metoksy, hydroksy, OR, gdzie R oznacza grupę alkilową lub grupę kwasu tłuszczowego mającą 6-18 atomów węgla, fluor, chlor, jod brom, - C(O)-OCH₃, grupę cyjanową, nitrową lub specyficzny ligand biologicznego receptora. W innym korzystnym wykonaniu, X, X', Y i Y' oraz Z, wybiera się z grupy obejmującej wodór, halogen, niższy alkil, niższy alkoksy, hydroksy, kwas karboksylowy lub sól kwasu, ester kwasu karboksylowego, ester kwasu sulfonowego, kwas sulfonowy lub sól kwasu, grupę aminową, cyjanową, nitrową oraz biologicznie aktywna grupę. W jeszcze innym korzystnym wykonaniu, X, Y, Z, X' i Y' oznaczająbiologicznie aktywną grupę lub podstawnik, który zwiększa charakter amfifilowy cząsteczki.

Szczególnie korzystne specyficzne przykłady grup, które mogą służyć jako jeden lub kilka z podstawników od S¹ do S⁴ obejmują następujące grupy:

X

X	X'	Y	Y'	z
1	2	3	4	5
-H	-H	-H	-H	-H
-OH	-H	-H	-H	-H
-H	-H	-OH	-H	-H
-H	-H	-H	-H	-OH
-H	-H	-OH	-OH	-OH
-H	-H	-H	-H	SO3H (Na)
-ch3	-ch3	-H	-H	-CN
-H	-H	-och3	-och3	-och3
-H	-H	-H	-H	-COOH (Na)
-H	-H	-COOH (Na)	-COOH (Na)	-H
-H	-H	-H	-H	-C6H12COOH (Na)
-H	-H	-H	-C6H,2COOH (Na)	-H
-H	-H	-CóH13	-H	SO3H (Na)
-H	-H	-H	-COOH (Na)	-tert-butyl
-H	-CH2NH2	-H	-H	-H
-H	-H	-H	-H	-nh2
-OH	-H	-H	-H	-ch2nh2
-H	-H	-H	-H	-c4h8nh2
-H	-H	-H	-COOCH3	-COOH (Na)
-OH	-H	-H	-coonhch3	-H

182 239 cd. tabeli

1	2	3	4	5
-H	-H	-H	-COONHCH3	-COOH (Na)
-H	-H	-H	imidazol	-H
-H	-H	-H	glicynyl	-H
-H	-H	-H	steroidyl	-H
-H	-H	-H	glikozyl	-H
-H	-H	-H	-H	imidazol
-H	-H	-H	-H	glicynyl
-H	-H	-H	-H	steroidyl
-H	-H	-H	-H	glikozyl

X	X'	Y	Y'	Z'
-H	-H	-H	-H	-H
-H	-H	-H	-H	-CH3
-H	-H	-H	-H	-C6H]2OH
-H	-H	-H	-OH	-H
-H	-H	-OH	-H	-H
-H	-H	-H	-COONHCH3	-H
-H	-H	-H	-H	-benzyl
-H	-H	-H	-C6H)2OH	-ch3
-H	-H	-C6HI3	-H	-ch3

Z

Z	Z
-H	-H
-ch3	-H
-H	-ch3
-H	-c6h12
-c6h12	-H

182 239

Specyficzne przykłady takich związków obejmują

gdzie R = H, C₆-C₁₈ alkil lub kwas tłuszczowy;

182 239 gdzie R oznacza metyl, etyl lub propyl; oraz Podstawniki

OH

OH OH

R^rUr^

OH

Przykłady, zarówno kationowych jak i anionowych, rozpuszczalnych w wodzie związków chloryny obejmują:

182 239

Sposób wytwarzania związków według niniejszego wynalazku na etapie “a” obejmuje osmylowanie mezo-podstawionych metaloporfiryn -H wzorze (III) lub odpowiednich porfirynogennych związków po demetalacji o wzorze (IV), w celu wytworzenia estru osmianowego w β, β'-pozycji. Wyjściową mezo-podstawionąmetaloporfirynę (III) lub porfirynę (IV) do tej reakcji, można wytworzyć według jednej, dowolnie wybranej, spośród licznych standardowych procedur. Przykłady obejmują takie techniki jak:

(1) Pirol oraz odpowiednio podstawione benzaldehydy mogąbyć poddane reakcji Adlefa', zgodnie z: Adler i inni, “A Simplified Synthesis for meso-Tetraphenylporphyrin”, J. Org. Chem., 32,476 (1967) lub reakcji Lindse/a, jak opisana w “Investigation of a Synthesis of meso-Porphyrins Employing High Concentration Conditions and an Electron Transport Chain for Aerobic Oxidation”, J. Org. Chem., 59,579-87 (1994). Podobne reakcje są opisane dla mezo-tetraalkilowych związków w “Facile Syntheses of Tetraalkylchlorin and Tetraalkyloporphyrin Complexes and Comparison of the Structures of the Tetramethylchlorin and Tetramethylporphyrin Complexes of Nickel (II), J. Am. Chem. Soc., 102,: 6852-54 (1980).

(2) Kondensację dipirolowych związków i ich odpowiedników, jak opisana przez Wallace i innych, “Rational Tetraphenylporphyrin Syntheses: Tetraarylphorphyrins from the MacDonald Rout”, J. Org. Chem., 58, 7245-47 (1993).

(3) przekształcenie porfiryny w jej J- lub mezo-pozycjach, na przykład, jak opisana przez DiMagno i innych, “Facil Elaboration of Porphyrins Via metal-Mediated Cross-Coupling”, J. Org. Chem., 58, 5983-93 (1993); lub Osuka i inni, “Synthesis of 5,15-Diaryl-Substituted Oxochlorins from 5,15-Diaryl-octaethyI Porphyrin, Buli, Chem. Soc. Japan, 66,3837-39 (1993); lub manipulację podstawnikami fenylowymi na istniejących uprzednio i odpowiednio podstawionych mezo-fenyloporfirynach, jak opisana przez Hombrechefa i innych, “An Efficient Synthesis of Tetraaryl Porphyrins Substituted with Ester Groups Bearing Long Alkyl Chains”, Tetrahedron, 49; 12,2447-56 (1993). Wszystkie wyżej wymienione artykuły sądołączone do niniejszej pracy jako referencja.

Korzystnie, związek o wzorze (III), stosowany jako materiał wyjściowy na etapie “a”, wytwarza się metodą Lindse/a i innych syntezowania porfiryn (patrz wyżej). Ogólna procedura przeprowadzenia takiej reakcji jest jak poniżej. Zazwyczaj, prowadzi się reakcję, w atmosferze azotu, równomowych ilości pirolu i odpowiednio podstawionego benzaldehydu, w obecności kwasu jako katalizatora. Utlenianie utworzonego porfirynogenu za pomocą powietrza lub działania DDQ, jako czynnikiem utleniającym, prowadzi do porfiryny, którą następnie oczyszcza się zazwyczaj na kolumnie chromatograficznej.

Reakcję osmylowania na etapie “a”, przeprowadza się poddając wyjściowy materiał działaniu OsO₄, w obecności zasady, zazwyczaj pirydyny, co prowadzi do powstania estru osmianowego w β, β'-pozycji, jak to pokazano poniżej;

182 239

Ilość OsO₄ jest na ogół stechiometryczna i zazwyczaj zmienia się od około 1,0 do około 1,5 mola OsO₄ na mol materiału wyjściowego.

Zazwyczaj stosowaną z OsO₄ zasadą jest taka zasada, która jest zdolna tworzyć związek koordynacyjny z osmem (IV) w eterze osmianowym i która stabilizuje w ten sposób ten związek przejściowy i przyspiesza tworzenie estru osmianowego. Patrz, na przykład, Schroder, “Osmium Tetraoxide Cis Hydroxylation of Unsaturated Substrates, Chem. Rev., 80:187-218 (1980). Korzystne zasady obejmująpirydynę, imidazol, izochinolinę, tert-alkiloaminy, takie jak trimetyloaminę, metylosulfonamid i temu podobne. Ilość stosowanej zasady może się zmieniać w bardzo szerokim zakresie, do takich granic, aby ilość ta była dostateczna do nasycenia koorynacyjnej strefy osmu(IV) w eterze osmianowym.

Jednakże, korzystnie, ilość stosowanej zasady zawiera się w zakresie od około 2 do około 20 równoważników. Niektóre z zasad, takie jak pirydyna mogą być również stosowane jako rozpuszczalniki lub ko-rozpuszczalniki w reakcji osmylowania.

Jeśli OsO₄ może być dodawany do mieszaniny reakcyjnej jako czysty, to lepiej stosować go w postaci roztworu w niereaktywnym rozpuszczalniku. Jeśli się stosuje rozpuszczalnik, to jego wybór zależy od rozmieszczenia podstawników w wyjściowym materiale porfirynowym, ma bowiem wpływ na jego rozpuszczalność. Tym niemniej, najczęściej spotykane rozpuszczalniki obejmują rozpuszczalniki aromatyczne, takie jak pirydyna, toluen i benzen, rozpuszczalniki chlorowane, takie jak CHC1₃ i dichlorometan; wodę; etery, takie jak eter dietylowy, tetrahydrofuran, glikol dietenowy i eter dimetylowy glikolu (eter dimetylowy glikolu etylenowego); ketony, takie jak aceton i metyloetyloketon; acetonitryl; DME, DMF i DMSO; alkohole, takie jak etanol, metanol i butanol oraz ich mieszaniny.

Jeśli materiał wyjściowy jest rozpuszczalny w wodzie, to korzystnym rozpuszczalnikiem jest woda. Jeśli stosuje się rozpuszczalnik organiczny, szczególnie korzystny jest system rozpuszczalników składający się z kombinacji rozpuszczalników chlorowanych, takich jak CHC1₃ i dichlorometan, zmieszanych z około 2,-25% obj. pirydyny.

Temperatura mieszaniny reakcyjnej podczas etapu “a” może się zmieniać w bardzo szerokich granicach, ale zazwyczaj jest utrzymywana na poziomie temperatury pokojowej lub obniżonej do temperatury od około -10°C do temperatury pokojowej. Korzystnie, reakcje przeprowadza się w temperaturze pokojowej.

Czas wymagany do przeprowadzenia reakcji osmylowania na etapie “a”, będzie zależał w dużym stopniu od stosowanej temperatury oraz względnej reaktywności materiałów wyjściowych. Szczególnie w przypadku, kiedy mezo-podstawnikami są grupy arylowe lub o dużej objętości grupy alkilowe, takie jak tert-butyl, czas reakcji jest stosunkowo długi, z powodu zawady przestrzennej J-pozycji przed atakiem osmu (VIII) z OsO₄ (skompleksowanego zasadą takąjak pirydyna). Tak więc, nawet w przypadku di-mezo-podstawionych systemów, obserwowano stosunkowo szybką reakcję, to w przypadku tetra-podstawionych systemów, gdy co najmniej jeden lub kilka z podstawników od S¹ do S⁴ jest szczególnie rozbudowanych przestrzennie, tak jak grupę tert-butylową grupę cykloalkilową lub podstawionym pierścieniem fenylowym, może być wymagany znacznie dłuższy czas dla zakończenia reakcji. Dlatego też, czas reakcji może zmieniać się w bardzo szerokich granicach, na przykład, od około 1 godziny do około 7 dni.

Reakcję osmylowania można prowadzić zarówno powyżej jak i poniżej ciśnienie atmosferycznego. Tym niemniej, korzystnie, reakcję prowadzi się pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego. Reakcję można prowadzić w obecności mieszaniny gazów zbliżonej do powietrza, ale w przypadku kiedy biorąc w niej udział szczególnie reaktywne związki, mieszaninę gazową można wzbogacić gazem obojętnym, takim jak azot, argon i temu podobne.

Etap osmylowania według niniejszego wynalazku można przeprowadzić przy normalnym, zwykłym świetle. Jednakże, ponieważ zarówno substraty jak i produkty reakcji osmylowania są często sensybilizatorami, brak dostępu światła jest na ogół korzystny, jeśli chodzi o zminimalizacje reakcji ubocznych.

Postęp reakcji czasami powoduje zmianę koloru mieszaniny reakcyjnej, na przykład, zpurpurowego na zielony. Jeśli jest to wskazane, ta zmiana koloru może być stosowana do monitoro

182 239 wania stopnia postępu reakcji. Inne znane techniki, takie jak różne rodzaje chromatografii, a zwłaszcza TLC i HPLC, mogą być również stosowane do badania postępu reakcji poprzez pomiar ilości ubywającego materiału wyjściowego.

Po zakończeniu reakcji osmylowania, z otrzymanej mieszaniny reakcyjnej wyodrębnia się diol i oczyszcza, dowolnymi konwencjonalnymi sposobami, zazwyczaj chromatograficznie. Jednakże, korzystnie, mieszaninę reakcyjną po osmylowaniu stosuje się bezpośrednio do etapu redukcji “b”, bez potrzeby wydzielania lub oczyszczania związku przejściowego (związków przejściowych), występującego w mieszaninie.

Mieszaninę reakcyjnąpo reakcji osmylowania, w celu utworzenia diolu o wzorze (I), można zredukować za pomocą wielu z zazwyczaj stosowanych czynników redukcyjnych. Przykłady takich przydatnych czynników redukcyjnych obejmują gazowy H₂S, HSO₃‘, BH₄‘, A1H₄‘, B₂H₆, H₂ z zastosowaniem katalizatora Ni lub Pd, Zn/H⁺ i im podobnych. Tym niemniej, szczególnie odpowiednie czynniki redukcyjne obejmująH₂S i HSO₃', z których H_s jest najbardziej korzystny.

Większość z wyżej wymienionych czynników redukcyjnych jest stosowana w połączeniu z odpowiednim niereaktywny, organicznym lub nieorganicznym, nierozpuszczalnikiem, takim jak metanol i temu podobne, aby wspomóc rozpuszczanie polarnego dihydroksylowanego produktu, a zwłaszcza jeśli produkt jest typu aminowego lub kationowego. Niekiedy ko-rozpuszczalnik również ułatwia wyodrębnianie i oczyszczanie produktu. Szczególnie korzystną kombinacją czynnika redukcyjnego i nie-rozpuszczalnika na etapie “b”, jest H₂S z metanolem.

Specyficzne przykłady czynników redukcyjnych, które są szczególnie przydatne do bezpośredniego wprowadzania do mieszaniny reakcyjnej po zakończeniu reakcji osmylowania -etapu “a”, bez pośredniego wyodrębniania i oczyszczania specyficznych związków z mieszaniny reakcyjnej po osmylowaniu, obejmują:

(1) działanie H₂S i metanolem; i (2) intensywne mieszanie fazy organicznej z roztworem HSO₃' w H₂O. W takich przypadkach, redukcja może zachodzić z zadawalającą szybkością, jak to zazwyczaj ma miejsce w pierwszym sposobie lub reakcja może przebiegać w znacznym stopniu, ale ze znacznie mniejszą szybkością, jak to czasami ma miejsce w przypadku drugiego sposobu. A zatem, na szybkość reakcji często ma wpływ rodzaj czynnika redukującego i obecność lub nieobecność nierozpuszczalnika, aby wytrącić nie zużyty czynnik redukujący.

Temperatura mieszaniny reakcyjnej podczas etapu redukcji “b”, może zmieniać się w szerokich granicach, w zależności od rodzaju wybranego czynnika redukującego. Na przykład, jeśli stosowany jest gazowy H₂S jako czynnik redukcyjny, zazwyczaj reakcję prowadzi się w temperaturze pokojowej. Jednakże, jeśli stosuje się inny czynnik redukcyjny, temperatura może zmieniać się od około 1°C do około 100°C.

Czas wymagany na reakcję redukcji etapu “b”, będzie zależał w dużym stopniu od stosowanej temperatury i względnej reaktywności materiałów wyjściowych,, ale korzystna jest temperatura pokojowa. Reakcję redukcji etapu “b” można przeprowadzić w obecności gazów, pod ciśnieniem zarówno wyższym jak i niższym od atmosferycznego. Jednakże, najczęściej reakcję prowadzi się pod ciśnieniem prawie różnym ciśnieniu atmosferycznemu.

Wytworzony produkt β, β'-dihydroksy mezo-podstawiona chloryna, bakteriochloryna lub izobakteriochloryna o wzorze (I) lub o wzorze (II), może być wyodrębniony dowolną standardową techniką, taką jak usuwanie z zastosowaniem nierozpuszczalnika, wytrącanie, ekstrakcję za pomocą dowolnej nie mieszającej się cieczy, odparowanie rozpuszczalnika lub dowolną kombinację tych lub innych standardowych metod. Zazwyczaj, związki β, β'-dihydroksy o wzorze (I) lub o wzorze (II) mogąbyć wówczas oczyszczane jedną z dowolnych lub kombinacją znanych technik oczyszczania, takich jak rekrystalizacja, różne formy chromatografii kolumnowej, rozcieranie z nie-rozpuszczalnikiem lub częściowym rozpuszczalnikiem, przeciwprądową ekstrakcję i im podobne.

Ogólna metodyka przeprowadzania typowych reakcji osmylowania-redukcji jest przedstawiona poniżej.

Wytwarza się zawiesinę ze znanej ilości 5, 10, 15, 20-mezo-tetrafenyloporfiryny w mieszaninie rozpuszczalników, około 40:1, CHC1₃ .pirydyna i miesza się z 1,3 równoważnika OsO₄.

182 239

Prowadzi się mieszanie bez dostępu światła w ciągu około 4 dni. Reakcję zatrzymuje się przez przepłukanie gazowym H₂S w ciągu kilku minut. Po dodaniu metanolu, odfiltruje się wytrącony czarny OsS. Następnie, filtrat odparowuje się do sucha, przepuszcza przez kolumnę chromatograficzną na przykład, krzemionka/CH₂Cl₂-0,5% metanolu, po czym oczyszcza przez rekrystalizację.

Jeśli poszukiwanym związkiem jest β, β'-dihydroksy o wzorze (II) pozbawiony metalu, to demetalację można przeprowadzić na jednym z kilku etapów sposobu według niniejszego wynalazku. Można albo (1) wychodzić z mezo-podstawionego związku porfirynogennego pozbawionego metalu, o wzorze (IV), jak pokazany poniżej:

albo (2) przeprowadzić reakcję osmylowania mezo-podstawionej metaloporfiryny i usunąć metal M ze związków mieszaniny reakcyjnej po etapie osmylowania “a” i wcześniejszym etapie redukcji “b” albo (3) przeprowadzić demetalację β, β'-dihydroksy mezo-podstawionego związku o wzorze (1), po etapie redukcji “b”, w celu wytworzenia związku o wzorze (II).

Obecność metalu M, na ogół nie jest wymagana dla przeprowadzenia, bądź etapu osmylowania “a”, bądź etapu redukcji “b”. Tym niemniej, w wielu wypadkach obecność jonu metalu zwiększa rozpuszczalność materiału wyjściowego reakcji, co zwiększa stężenie reagentów i skraca czas reakcji, Stąd też, panuje przekonanie, że obecność metalu jest korzystna, a zwłaszcza podczas etapu osmylowania “a” sposobem według niniejszego wynalazku. Jednakże, należy zauważyć, że poza metalem, inne podstawniki w mezo-podstawionym związku mogą również mieć znaczny wpływnajego rozpuszczalność i wpływać wten sposób na stężenie i czas reakcji.

Niezależnie od tego, czy to β, β'-dihydroksy związek o wzorze (I), czy odpowiednie związki po etapie osmylowania “a” lub odpowiednie związki po etapie redukcji “b”, zostanąpoddane reakcji demetalacji, warunki reakcji są zazwyczaj takie same lub bardzo podobne. Odpowiednim reagentem demetalacji jest dowolny kwas, który jest zdolny usunąć metal, ale który nie powoduje powstawania okso-porfiryn. Również warunki reakcji demetalacji powinno dobierać się tak, aby były kompatybilne z poszczególnymi podstawnikami występującymi w związku poddawanym demetalacji.

Na ogół, powinno się unikać stężonych kwasów mineralnych, takich jak kwas siarkowy (VI) i kwas chlorowodorowy, ponieważ są one często wystarczająco mocne, aby spowodować przegrupowanie/odwodnienie wyjściowego diolu i utworzenie odpowiedniej okso-porfiryny, równie dobrze jak usunięcie metalu ze związku. Korzystnie, czynnik demetalujący wybiera się z

182 239 grupy obejmującej CH₃COOH, CF₃COOH, H₂S, 1,3-propanoditiol, kwas chlorowodorowy rozcieńczony odpowiednim rozpuszczalnikiem, takim jak woda lub chloroform oraz ich mieszaniny. Przykłady odpowiednich mieszanin czynników demetalujących obejmują: (1) rozcieńczony kwas trifluorooctowy, (2) H₂S oraz (3) dwufazowy system utworzony z chloroformu i rozcieńczonego (5%) wodnego roztworu kwasu chlorowodorowego.

Chociaż reakcje demetalacji znane są specjalistom, dodatkowe informacje można uzyskać w J. W. Buchler, “Synthesis and Properties of Metalloporphyrins”, The Porphyrins, Tom I, Rozdział 10 (2978). Wyżej wymienione czynniki demetalujące czasami mogą być stosowane w połączeniu z odpowiednim niereaktywnym rozpuszczalnikiem. Przykłady przydatnych rozpuszczalników obejmują wodę; alkohole, takie jak etanol, metanol, izopropanol i temu podobne; chlorowcoalkany, takie jak chlorek metylenu i temu podobne; rozpuszczalniki zawierające azot, takie jak DMF, tetrahydrofuran i temu podobne; stosunkowo niereaktywne aromatyczne związki, takie jak benzen, toluen i temu podobne; oraz etery, takie jak eter dietylowy, glikol dietylenowy i eter dimetylowy glikolu.

Temperatura mieszaniny reakcyjnej podczas demetalacji może się zmieniać w bardzo szerokich granicach, ale typowo utrzymuje się temperaturę w zakresie około 0-120°C. Na przykład, w pewnych przypadkach można prowadzić reakcję ogrzewając pod chłodnicą zwrotną z kwasem octowym jako czynnikiem demetalującym, co zapewniałoby temperaturę około 118°C. Jednakże, szczególnie korzystnie, reakcję demetalacji przeprowadza się w temperaturze pokojowej lub niższej.

Czas wymagany od przebiegu reakcji demetalacji zmienia się w szerokich granicach, w zależności od stosowanej temperatury i względnej reaktywność materiałów wyjściowych, a zwłaszcza czynników demetalujących i rodzaju metalu usuwanego z porfiryny. Na przykład, jeśli do usunięcia cynku z porfiryny, stosuje się dwufazowy system składający się z 5% wodnego roztworu kwasu chlorowodorowego i chloroformu, reakcja zachodzi zazwyczaj w ciągu minut. A jeśli, z drugiej strony, pożądane jest przegrupowanie, związek zawierający metal może być poddany działaniu mocniejszego kwasu, takiego jak suchy, gazowy chlorowodór w chloroformie, aby wywołać przegrupowanie, demetalację lub obie reakcje.

Reakcję można prowadzić poniżej lub powyżej ciśnienia atmosferycznego. Korzystnie, reakcję przeprowadza się pod ciśnieniem prawie równym ciśnieniu atmosferycznemu.

W celu wyodrębnienia produktu demetalacji można stosować zwykłe procedury, takie jak neutralizacja mieszaniny reakcyjnej, ekstrakcja za pomocą dowolnej, nie mieszającej się cieczy, elucja z kolumny z żelem krzemionkowym lub inny rodzaj chromatografii, zalewanie nie-rozpuszczalnikiem, wytrącanie lub inny sposób krystalizacji, odparowywanie rozpuszczalnika lub jakieś kombinacje tych lub innych standardowych metod. Korzystne sposoby wyodrębniania poszukiwanego produktu demetalacji obejmują chromatografię i/lub krystalizację. Jeśli wymagane jest dalsze oczyszczanie produktu demetalacji, może on być poddany dodatkowym procesom oczyszczania, takim jak rekrystalizacja, elucja z kolumny z żelem krzemionkowym oraz kombinacje tych metod.

Mechanizm utleniania olefin za pomocą OsO₄ powoduje, że związki β, β'-dihydroksy, wytworzone na etapie “a” i etapie “b”, są diolami wicynalnymi. Wprowadzenie vic-diolu nadaje cząsteczce amfifilowy charakter, własność co do której panuje przekonanie, że jest ważna w biodystrybucji fotochemoterapeutyków o działaniu miejscowym. Ponadto, konwersja porfiryny do chloryny zmienia optyczne własności w pożądanym kierunku (tetrafenyloporfnyna, [benzen] = 653 nm, loge = 3,80; 2,3-vic-dihydroksytetrafenylochloryna, X_max [CH₂C1₂-0,1 % MeOH] = 644 nm, log8 = 4,38). Skonwertowanie dihydroksychloryny do tetrahydroksybakterioochloryny, czyni ten efekt jeszcze wyraźniejszym (2, 3, 12, 13-tetrahydroksybakteriochloryna, X_max [CH₂C1₂-O,5% MeOH] = 708 nm, loge = 4,89). Ten wzrost logs wartości X_max oznacza, że chloryna absorbuje światło około 4 razy bardziej wydajnie w zakresie podczerwieni, niż macierzysta porfiryna, w wyniku wzmocnienia pasm Q.

Ponadto, związki według niniejszego wynalazku są zaskakująco stabilne, jeśli chodzi o dehydratację i towarzyszące przywrócenie chromoforu porfiry nowego. Na przykład, obecnie

182 239 stwierdzono, że rozcieńczony HC1 w CHC1₃, w warunkach grzania pod chłodnicą zwrotną może być z powodzeniem stosowany do demetalacji chloryny o wzorze (I), gdzie M oznacza Zn, ale bez doprowadzania do niepożądanych przegrupowań. W celu doprowadzenia do spodziewanej dehydratacji i przegrupowania do odpowiedniego związku okso, jakto pokazano poniżej, należy więc dodać katalitycznych ilości HC10₄.

Podobnie, w przypadku poddania mezo-tetrafenylochloryny działaniu stechiometrycznej ilości OsO₄, a następnie redukcji związku pośredniego, wytwarza się 2,3-vic-dihydroksy-mezo-tetrafenylobakteriochloryna. Tym niemniej, wprowadzenie Zn(II) w postaci jonu metalu do chloryny zmienia produkt reakcji na (2,3-vic-dihydroksyizobakteriochloryno. Zn¹¹, z którego można usunąć metal w łagodnych kwasowych warunkach, co prowadzi do wytworzenia 2,3-vic-dihydroksyizobakteriochloryny. Ta sekwencja reakcji jest przedstawiona schematycznie poniżej dla zilustrowania kierującego wpływu metalu centralnego, jeśli występuje w związku.

182 239

racemat 4; M=Zn racemat 5; M=2H

Przyczyny tego zjawiska nie są do końca jasne. Niektórzy sugerują, że zanikanie podwójnego wiązania w chlorynie wywołuje przejście zdelokalizowanych π-elektronów, co “izoluje” podwójne wiązanie pirolowe po przeciwnej stronie. Twierdzi się, że atak na to miejsce będzie uprzywilejowany w stosunku do ataku na podwójne wiązanie w sąsiednim pierścieniu pirolowym, jako że pociąga on za sobąminimalną stratę π-energii, prowadząc do selektywnego tworzenia związku bakteriochloryny. Panuje przekonanie, że wprowadzenie metalu (lub protonowanie chloryny) będzie powodować korzystny rozkład π-elektronów, “izolując” podwójne wiązanie sąsiedniego pierścienia pirolowego i prowadząc do wytwarzania metaloizobakteriochloryny.

β, β'-dihydroksy mezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny oraz izobakteriochloryny według niniejszego wynalazku, mogąbyć także poddane reakcjom etapów “a” i “b” powtórnie, w celu wprowadzenia drugiej pary grup hydroksylowych. Położenie drugiej pary grup hydroksylowych w stosunku do pierwszej, zależy od wielu czynników, takich jak obecność metalu, jak i jego rodzaju, względna objętość i charakterystyka elektronowa mezo-podstawników oraz obecność i charakterystyka dodatkowych β, β'-podstawników.

Szczególnie interesująca jest rola metalu M w kierowania drugiej pary podstawników hydroksylowych w wybrane pozycje. Na przykład, jeśli pozbawiony metalu diol chloryny o wzorze (II) jest poddawany działaniu OsO₄, a następnie redukowany zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku, druga para group hydroksylowych podstawia się w β, β'-pozycji naprzeciwległego pierścienia. I na odwrót, jeśli stosuje się związek o wzorze (I) zawierający metal, np. Zn, to druga para grup hydroksylowych podstawia się w β, β'-pozycji sąsiedniego pierścienia. Zjawisko to obserwowano już w przypadku innych reakcji, na przykład, redukcji porfiryn diimidem, opisanej przez Whitlock'a i innych w “Diimide Reduction of Porphyrins”, J. Am. Chem. Soc., 91, 7485-89 (1969); utleniania oktaalkilochloryn za pomocąOsO₄, co jest opisane przez Chang'a i in

182 239 nych w J. Chem. Soc., Chem. Comm., 1213-15 (1986); reakcji redukcji feoforbidów-Ni¹¹, katalizowanej niklem Rane/a, jak to opisał Smith i inni w J. Chem. Soc., 107, 4954-55 (1985); oraz utleniania feoforbidów za pomocą OsO₄ co jest opisane przez Pande/a i innych w Tetrahedron Lett., 33, 7815-18 (1992). ’

Jeśli reakcji β, β'-dihydroksylowania poddaje się diol chloryny, to otrzymuje się mieszaninę 1:1 dwóch izomerów 2,3,12,13-bis(vic-dihydroksy)bakteriochloryn, jak to pokazano poniżej.

Ph

Izomer o grupach hydroksylowych znajdujących się po jednej stronie płaszczyzny porfiryny, w związku z wyższą polamością, daje się oddzielić od swego izomeru na kolumnie chromatograficznej. Izomer ten ma wyraźny charakter amfifilowy wynikający z umiejscowienia wszystkich polarnych grup po jednej stronie cząsteczki. Hydroksybakteriochloryny absorbują w “korzystnym” zakresie i nadają się do stosowania jako sensybilizatory w fotodynamicznej terapii.

W wyniku dalszego β, β'-dihydroksylowania odpowiedniego diolu chloryny zawierającego cynk, otrzymuje się mieszaninę 1:3 tetraolu metaloizobakteriochloryny (przy czym struktura pokazana niżej jest przeważająca), jak to pokazano poniżej:

182 239

Ph racemat

Ponieważ nie jest to tymczasem w pełni zrozumiałe, uważa się, że odchylenie od mieszaniny 1:1 jest spowodowane względami sferycznymi. Związek pokazany niżej (C₂ grupa punktowa) występuje w postaci mieszaniny racemicznej, podczas gdy związek przedstawiony wyżej (C_s grupa punktowa) nie jest chiralny.

β, β'-dihydroksymezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny według niniejszego wynalazku, mogą być także odwadniane w warunkach katalizy kwasowej z wytworzeniem odpowiednich 2-oksy-(mezotetrafenyloporfiryn, co może stanowić, jeśli jest to potrzebne, jeszcze inny sposób syntezy tej znanej klasy związków. Podczas, gdy kilka z tych związków jest możliwych do otrzymania innymi metodami, np. Catalano i inni, “Efficient Synthesis od 2-Oxy-5,10,15,20-tetraphenylporphyrins from a Nitroporphyrins by a Novel Multistep Cinesubstitution Sequence”, J. Chem. Soc., Chem. Comm., 1537-38 (1984), wiele innych związków może być wytworzonych poprzez dihydroksylowanie według niniejszego wynalazku. Specyficzne przykłady takich związków są podane poniżej i obejmują:

(A) 2-oksy-12,13-dihydro-mezo-tetrafenyloporfirynę;

(B) 2-oksy-7,8-dihydro-mezo-tetrafenyloporfirynę; oraz (C) 2, 12-diokso-mezo-tetrafenyloporfirynę.

182 239

C

Inne potencjalnie interesujące drogi syntezy obejmują tworzenie izopropylidenoketalu, który może nadawać zdolność do doskonałego zestrojenia rozpuszczalności, własności biodystrybucyjnych i amfifilowych związków według niniejszego wynalazku, nawet lepszych i to bez utraty cennych własności spektralnych.

β, β'-dihydroksy mezo-podstawione chloryny, bakteriochloryny oraz izobakteriochloryny według niniejszego wynalazku są przydatne jako sensybilizatory stosowane w terapii fotodynamicznej (PDT) oraz jako związki przejściowe w wytwarzaniu pokrewnych sensybilizatorów. W szczególności sensybilizatory te są przydatne w uczulaniu na światło komórek nowotworowych lub innych nienormalnych tkanek, aby je zniszczyć przez napromieniowanie za pomocą światła widzialnego. Panuje opinia, że podczas fotoaktywacji, energia fotoaktywacji jest przenoszona do metabolicznego tlenu, konwertuje go w ten sposób do tlenu w stanie singletowym. Uważa się, że ten tlen w stanie singletowym jest odpowiedzialny za obserwowany efekt cytotoksyczny. Alternatywnie, może występować bezpośrednie przeniesienie efektronu z fotoaktywowanej cząsteczki. Metoda van Liefa, Photobiological Techniques, 216, 85-98 (Valenzo i inni, wyd. 1991) może być stosowana do potwierdzenia zdolności każdego danego związku do skutecznego wytwarzania tlenu w stanie singletowym, co czyni ten związek przydatnym do stosowania w terapii fotodynamicznej. Dodatkowo, fotoaktywowane formy porfiryny są zdolne do fluoroscencji, a to może być pomocne w obrazowaniu nowotworu.

182 239

Typowe wskazania, znane ze stanu techniki, obejmują diagnozy i niszczenie tkanki nowotworowej w guzach litych, takich jak nowotwory oskrzelowe, szyjki macicy, przełyku lub raka okrężnicy; rozpuszczanie płytek w naczyniach krwionośnych (patrz, np. opis patentowy US nr4 512 672, któryjest dołączony do niniejszego opracowania jako referencja); miejscowe leczenie schorzeń takich jak trądzik, grzybica międzypalcowa, kurzajki, brodawczak i łuszczyca; oraz działanie na produkty biologiczne, takie jak krew do transfuzji, w celu wyeliminowania czynników infekujących.

Ponadto, jeśli stosuje się takie metale jak In lub Tc, to związki pigmentowe zawierające metal, według niniejszego wynalazku, mają zastosowanie diagnostyczne w medycynie nuklearnej. Podobnie, jeśli M oznacza Mn (III) lub Gd (III), związki mogą być przydatne w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego. Z zastosowaniem związków według niniejszego wynalazku, można uzyskać znacznie poprawione własności biodystrybucji, co wynika z możliwej zmienności, jeśli chodzi o sposób podstawienia.

Sensybilizatory wytworzone ze związków według niniejszego wynalazku mogą być preparowane w postaci kompozycji farmaceutycznych do podawania osobnikowi lub stosowane in vitro na obiekcie z zastosowaniem na ogół znanych technik. Spis takich kompozycji farmaceutycznych można znaleźć, na przykład, w Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA. Związki według niniejszego wynalazku mogą być stosowane pojedynczo lub jako składniki mieszanin.

Na ogół, do diagnozowania lub leczenia guzów litych, związek według niniejszego wynalazku, znaczony lub nieznaczony, jest podawany systematycznie, na przykład, iniekcyjnie. Iniekcja może być dożylna, podskórna, domięśniowa lub wewnątrzotrzewnowa. Nadające się do wstrzyknięć preparaty, mogąbyć wytwarzane w konwencjonalnych postaciach, bądź jako ciekłe roztwory lub zawiesiny, w postaci ciała stałego odpowiedniego do wytworzenia roztworu lub zawiesiny w cieczy gotowej do iniekcji, bądź jako emulsje. Odpowiednimi nośnikami są na przykład, woda, solanka, dekstroza, gliceryna i temu podobne. Oczywiście, kompozycje te mogą także zawierać małe ilości nietoksycznych, pomocniczych substancji, takich jak środki zwilżające lub emulgujące, środki buforujące i tak dalej.

Systematyczne podawanie może być zrealizowane poprzez wszczepienie wolno uwalniającego się lub uwalniającego się w sposób ciągły systemu, w postaci czopka lub odpowiednio spreparowanego środka doustnego. Preparaty dla tych sposobów podawania są dobrze znane specjalistom, a ich można znaleźć, na przykład, w Remington's Pharmaceutical Sciences (wyżej wymienionej).

Jeżeli wymagane jest leczenie miejscowe, jak w przypadku leczenia guzów powierzchniowych lub zaburzeń skórnych, związek może być podawany domiejscowo z zastosowaniem standarowych kompozycji do leczenia miejscowego, takich jak płyny, zawiesiny lub maści.

Ilość podawanego sensybilizatora zależy od rodzaju składnika aktywnego, leczonego stanu, sposobu podawania, osobnika leczonego i opinii lekarza. W zależności od specyficzności preparatu, mogąbyć wymagane mniejsze lub większe dawki. Dla kompozycji, które są wysoce specyficzne w stosunku do tkanek docelowych, takich jak wysoce specyficzna monoklonalna immunoglobulina lub specyficzny ligand receptora, sugerowane są dawki w zakresie 0,05-1,0 mg/kg. Dla kompozycji mniej specyficznych w stosunku do tkanek docelowych, mogąbyć wymagane większe dawki do 1-10 mg/kg. Podane poprzednio zakresy są jedynie sugerowane, jako że ilość zmiennych, jeśli chodzi o indywidualne leczenie jest duża i znaczne odchylenia od tych rekomendowanych wartości nie są rzadkością.

Poza stosowaniem in vivo, związki wytworzone ze związków przejściowych według niniejszego wynalazku, mogąbyć stosowane w działaniu na materiały in vitro, aby zniszczyć szkodliwe wirusy lub inne czynniki infekujące. Na przykład, plazma krwi lub krew, która ma być stosowana do transfuzji lub przeznaczona do banku krwi dla przyszłej transfuzji, mogąbyć poddawane działaniu związków według niniejszego wynalazku i napromieniowywane w celu sterylizacji. Poza tym, produkty biologiczne, takie jak czynnik VIII, które są wytwarzane z płynów

182 239 biologicznych, mogą być napromieniowywane w obecności związków według niniejszego wynalazku, w celu zniszczenia czynników skażających.

Co więcej, ponieważ grupy od S¹ do S⁴ w czterech mezo-pozycjach, mogą być identyczne lub różne, podstawione symetrycznie, bądź niesymetrycznie, związki według niniejszego wynalazku mogą być “doskonale zestrojone”, aby wytworzyć pożądany zestaw efektów biologicznych, przy podawaniu osobnikowi wymagającemu terapii fotodynamicznej. Jako specyficzny przykład, “doskonałego zestrojenia” rozpuszczalności, biodystrybucji i/lub amififilowości, związków według niniejszego wynalazku, może być wytworzony odpowiedni izopropylidenoketal. Ponadto, wynalazek dostarcza skutecznego sposobu syntezowania takich pochodnych ze stosunkowo niewielką ilością produktów ubocznych i izomerycznych zanieczyszczeń.

W dalszej części wynalazek zostanie wyjaśniony następującymi przykładami, które stanowią tylko ilustrację wynalazku.

Przykład 1: β, β'-dihydroksy lowanie tetrafenyloporfiryny w celu wytworzenia 3,4-dihydroksy-5,10,15,20-tetrafenylochloryny

W 200 ml, świeżo przedestylowanego, stabilizowanego etanolem CHC1₃, wytwarza się zawiesinę z 1,00 g (1,63 x 10’¹⁰ mmola) 5,10,15,20-mezotetrafenylochloryny. Otrzymaną mieszaninę poddaje się działaniu 5 ml świeżo przedestylowanej pirydyny i 540 mg OsO4 (2,12 χ 10’³ mola, 1,3 równoważnika). W ciągu czterech dni prowadzi się mieszanie w zamkniętej kolbie, w temperaturze pokojowej, bez dostępu światła. Następnie, w wyniku przepłukiwania gazowym H2S w ciągu pięciu minut, zatrzymuje się reakcję. Po dodaniu 20 ml metanolu, wytrącony czarny osad OsS, odfiltrowuje się naziemi okrzemkowej (dostępnej handlowo pod nazwą Celitę). Filtrat odparowuje się do sucha, a pozostałość przenosi się do kolumny z żelem krzemionkowym (200 g, 280-400 mesh), po czym eluuje za pomocą 1,1-dichlorometanu, aby usunąć nieprzereagowany materiał wyjściowy (400 mg, 40%). Do elucji poszukiwanej β, β'-dihydroksychloryriy (520 mg, 8,02 χ 10⁴ mola, 49% wydajności), stosuje się mieszaninę 1,5% metanolu w 1,1-dichlorometanie. I w końcu, eluuje się surową mieszaninę tetrahydroksybakteriochloryn (40 mg, 3,5% wydajności) za pomocą 5% roztworu metanolu w dichlorometanie. Poszukiwaną β, β'-dihydroksychlorynę rekrystalizuje się z mieszaniny CHCl_3/metanol, temp. top. > 350°C.

Widmo UV-vis β, β'-dihydroksychloryny było typowe dla chloryn i jest przedstawione na fig- 1R_f = 0,68 (żel krzemionkowy, CH₂C1₂/1,5% metanolu);

*HNMR (400 MHz, CDC1₃)6 = -1,78 (br s, 2H, NH), 3,14 (s, 2H, OH, wymienne z D-,0); 6,36 (s, 2H, pirolina-H); 7,68-7,80 (m, 12H, fenyl-(m,p)-H); 7,92 (d, J = 8,5 Hz, 2H fenyl-H); 8,09 (br s, 4H, o-fenyl-H); 8,33 (d, J = 7,9 Hz, 2H, βΗ); 8,48 (s, 2H, β-Η); 8,63 (d, J = 7,9 Hz, 2Ηβ-Η);

182 239 ¹³H NMR (125 MHz, CDC1₃) δ = 73,9, 113,2, 123,1, 124,2, 126,7, 127,5, 127,7, 127,9, 128,1, 132,2, 132,7, 133,9, 134,1, 135,5, 140,6, 141,2, 141,8, 153,2, 161,4;

UV-Vis (CH₂Cl₂-0,l% MeOH): X[nm] (loge) 408 (5,27), 5,18 (4,19), 544 (4,19), 592 (3,85), 644 (4,38);

Fluorescencja przy 649 nm (długość fali wzbudzenia 408 nm, 1,10 x 10'⁶M w CH₂C1₂);

LR-MS (El, 3000C) m/e (%): 648 (0,5, M⁺); 646 (0,9,M⁺-2H); 630 (100, M⁺- H₂O); 614 (42,7);

HR-MS (El, 2500C): oblicz dla 648, 2525, znal. 648, 2525;

Analiza oblicz dla C₄₄H₃₂N₄O₂ · 1/2 H₂O C, 80,34; H, 5,06; oraz N, 8,52;

znal. C, 80,26, H, 4,93; oraz N, 4,46.

Przykład2^, β'-dihydroksylowanie tetrafeny loporfiryny w celu wytworzenia 3,4-dihydroksy-5,10,15,20-tetrafenylochlorynocynku(II).

Wytwarzanie związku zawierającego cynk, analogicznego do związku z przykładu 1 powyżej, oparte jest na procedurze przykładu 1, za wyjątkiem przystosowania do wyższej rozpuszczalności wyjściowego związku zawierającego metal, 5,10,15,20-mezo-tetrafenyloporfirynocynku(II). W 20 ml świeżo przedestylowanego, stabilizowanego etanolem CHC1₃, rozpuszcza się 520 mg (7,37 x 10’⁴ mola) materiału wyjściowego, po czym poddaje działaniu 5 ml świeżo przedestylowanej pirydyny i 225 mg OsO4 (8,84 x 10‘⁴ mola, 1,2 różnoważnika). W ciągu 14 godzin prowadzi się mieszanie w zamkniętej kolbie, w temperaturze pokojowej, bez dostępu światła. Następnie, zatrzymuje się reakcję, przepłukując gazowym H2S w ciągu pięciu minut. Po dodaniu 3 ml metanolu, wytrącony czarny osad OsS, odfiltrowuje się na ziemi okrzemkowej (dostępnej handlowo pod nazwą Celite). Filtrat odparowuje się do sucha, a pozostałość przenosi się do kolumny z żelem krzemionkowym (100 g, 280-400 mesh), po czym początkowo eluuje się za pomocą 1,1-dichlorometanu, aby usunąć nieprzereagowany materiał wyjściowy (55 mg, 11%). Do elucji poszukiwanej β, β'-dihydroksymetalochloryny (380 mg, 5,34 χ 10’⁴ mola, 72% wydajności), stosuje się mieszaninę 0,5% metanolu w dichlorometanie. Poszukiwaną β, β'-dihydroksymetalochlorynę rekrystalizuje się z mieszaniny CHCl₃/metanol, temp. top. > 350°C.

Widmo UV-vis β, β'-dihydroksychloryny było typowe dla metachloryn i jest przedstawione na fig. 1.

R_f = 0,62 (żel krzemionkowy, 1,5% metanolu w CH₂C1₂);

*H NMR (300 MHz, CDC1₃)5 = 5,30 (s, 2H, OH, wymienne z D₂O); 6,12 (s, 2H, pirolidyna-H); 7,55-7,72 (m, 12H, fenyl-H); 7,81 (dd, J = 1,4,7,5 Hz, 2H fenyl-H); 7,97-8,06 (m, 4H, fenyl-H); 8,08 (d, J=4,5Hz,2H,Ó-H); 8,10-8,15 (brm,2H, fenyl-H); 8,37 (s,2H,(s,2H, β-Η); 8,48 (d, J = 4,5 Hz, 2H, J-H);

¹³H NMR (75 MHz, CDC1₃) β = 50,633, 126,482, 126,585, 126,629, 127,226, 127,351, 127,479, 127,684, 127,766, 127,815, 129,307, 132,114, 132,523, 133,628, 133,680, 133,789, 141,729,142,573, 146,516, 148,038, 154,217, 156,279;

182 239

UV-Vis (CH₂Cl₂-0,l% MeOH): X[nm] (loge) 418 (5,41), 614 (4,71);

Fluorescencja przy 620 nm (długość fali wzbudzenia 418 nm, 1,18 x 10’⁶M w CH₂C1₂);

LR-MS (+FAB, 3-NBA) m/e (%): 710 (29,2 M⁺); 693 (7,0, M⁺-0H); 676 (3,7, M⁺-20H);

HR-MS (+FAB, 3-NBA: oblicz dla C₄₄H₃₀N₄O₂Zn: 710, 16602; znal. 710, 16595;

Analiza oblicz dla C^H^N^Zn· 1/2 H₂O1/22C₅H₅N: C, 73,42; H,4,44; orazN,8,29;

znal. C, 73,50; H, 4,25; oraz N, 7,87.

Przykład 3: Synteza rozpuszczalnej w wodzie chloryny, 2,3-dihydroksy-5,10,15,20-tetra(4-pirydylo)-chlorynocynku(II).

Produkt z przykładu 3 został wytworzony w sposób analogiczny z ogólnymi procedurami przykładu 2.

R_f = 0,12 (żel krzemionkowy, CH₂Cl₂/10,0% MeOH/2,0% pirydyny);

UV-Vis (CH₂C1₂): X_max = 408 (sh), 424 (Soret), 526, 570, 598, 629 nm;

MS (+FAB, tiogliceryna) m/e (%): 715 (56, M⁺+ H); 697 (27, M⁺ + H-H₂O);

MS (+FAB, tiogliceryna) oblicz dla C₄₀H₂₆N_gO₂Zn: 714,14702; znal. 714,15401.

182 239

Przykład4: Wytwarzanie cis-2,3-dihydroksy-5,10,15,20-tetrafenylobakteriochloryny

Związek, jak powyżej, wytwarza się zgodnie z ogólnąmetodykąprzykładu 1. Tetrafenyloporfirynę utlenia się za pomocą 1,22 równoważnika OsO₄ w ciągu ponad dwóch dni. Reakcję utlenienia przerywa się H₂S, a produkt oczyszcza chromatograficznie. Wydajność: 53%. R_F = 0,78 (żel krzemionkowy, 2,5% MeOH/CH₂Cl₂); Ή NMR (400 MHz, CDC1₃) δ = 11,58 (s, 2H, NH; 3,00 (s, 2H, OH); 3,94-4,21 (m, 4H, pirolina-2); 6,13 (s, 2H, pirolina-12, 13-H); 7,58-7,73 (m, 12H, fenyl^AB-) (m,p)-H); 7,79 (br tr, J=6,8 Hz, 4H, fenyl^A-o-H)^; 7,86 (br d, J = 4,4 Hz; 2H, fenyl^B-o'-H); 8,13 (2 pokrywające się d-2,4H, (β', β)-Η); UV-Vis (CH₂C1₂-O,5% MeOH): X[nm] (loge) 378 (4,96), 524 (4,49), 724 (4,71); LR-MS (+FAB, 3-NBA) m/e (%): 650 (100, M⁺); 633 (19,2, M⁺ -OH); HR-MS (+FAB, 3-NBA) oblicz dla C^H^N^: 650,26818; znal. 650.27118.

Przykład 5: Wytwarzanie dwóch izomerów tetrahydroksytetrafenylobakteriochloryn, 2R, 3S, 12R, 13S-tetrahydroksy-5,10,15,20-tetrafenylobakteriochloryny i 2R, 3S, 12S, 12R-tetrahydroksy-5,10,15,20-tetrafenylobakteriochloryny.

Y A .__ y-NH , tj / N NH \ Π/α μ / \ HO H

Hz aoh —NH N</ H -N Nh/ 11 λ 1. 1 równ. OsO4 2. Redukcja i! .---. y—NH , s \/^\ + \=/ ν / -- OH / N -- 11 / λ

E-izomer

Z-izomer

182 239

Rozpuszcza się 100 mg wyjściowego związku jak powyżej (l,54x 10⁴) w minimalnej ilości CHC1₃ zawierającego 10% pirydyny (ca. 4 ml). Następnie, dodaje się 51 mg OsO₄ (1,3 równoważnika), po czym miesza się zamknięty roztwór w temperaturze pokojowej do czasu, aż pik chloryny przy 644 nm zostanie w dużym stopniu zastąpiony przez pik bakteriochloryny przy 708 nm (16 godzin). Reakcję utleniania przerywa się przepuszczając gazowy H₂S przez mieszaninę reakcyjną. Po filtracj i roztworu dla usunięcia powstałego osadu, usuwa się rozpuszczalnik z filtratu przez odparowanie. Otrzymana mieszaninę rozdziela się na przygotowanej płytce TLC (żel krzemionkowy, 2 mm, 5% MeOH w CH₂C1₂ jako eluancie, dwa rozwinięcia). Purpurowy związek wyjściowy przesuwa się szybciej, prawie jednocześnie z czołem rozpuszczalnika, podczas gdy ciemnoróżowe bakteriochloryny idą z:

E-izomer : R_f (żel krzemionkowy, 5% MeOH w CH₂C1₂) = 0,51

Z-izomer : R_f(żel krzemionkowy, 5% MeOH w CH₂C1₂) = 0,30

Po wyodrębnieniu i rekrystalizacji z mieszaniny CH₂Cl₂/heksan, łączna wydajność wyniosła 40%. Izomery występują w stosunku 1:1 (21 mg każdego).

Ponieważ grupy symetrii obu izomerów, odpowiednio, C_2v i C_2h, nie pozwalają na rozróżnienie oparte na NMR, UV-Vis lub MS, próbne oznaczenie struktury E-izomeru lub Z-izomeru poszczególnych bakteriochloryn zostało zrobione w oparciu ich chromatograficzne własności. Związek z dwoma zestawami grup hydroksylowych po tej samej stronie płaszczyzny porfiryny ('Z-zależność) przybiera bardziej polarny charakter, niż w przypadku gdy dwa zestawy grup hydroksylowych mają“E-zależność”.

E-izomer:

R_f = 0,51 (żel krzemionkowy, CH₂C1₂/5,O% MeOH);

^lH NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ = -1,65 (s, 2H, OH, NH); 4,99 (d, J = 4,9 Hz, 4H, OH); 5,87 (d, J = 4,9 Hz, 4H, pirolidyna-H); 7,6 (br m, 12H, fenyl m-, p-H); 7,86 (br s, 4H, β-Η); 7,96 (d, J = 1,8 Hz, 8H, fenyl-o-H);

¹³HNMR(75 MHz, DMSO-d₆)5 = 73,U2,115,631,122,879,127,100,131,537,133,852, 136,223, 141,217, 160,067;

UV-Vis (CH₂Cl₂-0,5% MeOH): X[nm] (loge) 376 (5,42), 528 (5,08), 708 (4,89);

LR-MS (+FAB, 3-NBA) m/e (%): 682 (100, M⁺); 665 (31,1, M⁺-OH); 648 (5,8, M⁺-20H); 613 (6,4, M⁺-4OH-H);

HR-MS (+FAB, 3-NBA) oblicz dla C₄₄H₃₄N₄O₄: 682,258??; znal. 682,25240.

Z-izomer:

R_f = 0,30 (żel krzemionkowy, CH₂C1₂/5,O% MeOH);

Ή NMR (400 MHz, DMSO-d₆)8=-1,75 (s, 2H, NH); 5,05 (br s, 4H, OH); 5,95 (s, 4H, pirolidyna-H); 7,65 (br s, 12H, fenyl-p, -m-H); 7,93 (br s, 4H, β-Η); 8,09 (s, 8H, fenyl-o-H);

UV-Vis (CH₂C1₂-O,5% MeOH): X[nm] (loge) 376 (5,42), 528 (5,08) 708 (4,89);

LR-MS (+FAB, 3-NBA) m/e (%): 682 (19,4, M⁺); 665 (7,4, M⁺-0H); 649 (9,4); 648 (7,5, M⁺-20H); 613 (1,5, MMOH-H);

HR-MS (+FAB, 3-NBA) oblicz dla C^H^NA: 682,25797; znal. 682,25518.

Przykład 6: Przegrupowanie pinakolinowe prowadzące do β-oksotetrafenyloporfiryny (Związek 3) i β-oksotetrafenylometaloporfiryny (Zn-3)

182 239

Związek 3: 2,oksy-5,10,15,20-tetrafenyloporfiryna

W 10 ml CH₂C1₂ rozpuszcza się 100 mg (1,54 χ 10'⁴ mola) wyjściowego materiału, 3,4-dihydroksy-5,10,15,20-tetrafenylochloryny (Związku 2), po czym dodaje się 3 krople 70% wodnego roztworu HCIO₄, a następnie miesza się w ciągu 3 minut ogrzewają pod chłodnicą zwrotną. Zakończenie reakcji sygnalizuje ostry pik 520 nm w widmie UV-Vis, próbki zneutralizowanej za pomocą Et₃N, po około trzech minutach. Otrzymanąjasnozielonąmieszaninę schładza się, przemywa wodnym roztworem NH₃, suszy na bezwodnym Na₂SO₄, odparowuje do sucha, po czym wprowadza na chromatograficzną kolumnę z żelem krzemionkowym (10 g, 280-400 mesh) z CH₂Cl₂jako eluentem. Produkt, Związek 3, krystalizuje się z mieszaniny CH₂Cl₂/heksan. Wydajność: 92 mg (95%).

Alternatywnie, stosuje się jako materiał wyjściowy chlorynocynk, Zn-2. W warunkach dehydratacji (ogrzewanie pod chłodnicą zwrotną CHC1₃ z kroplą stężonego HC1O₄), produkt ulega demetalacji, co prowadzi do wytworzenia Związku 3. Mniej labilne w środowisku kwaśnym kompleksy Związku 2, takie jak Ni-2 lub Cu-2, odwadniają się w tych warunkach bez demetalacji. W mniej ostrych warunkach (CHC1₃ zawierający kroplę stężonego HC1 w temperaturze pokojowej), związek, Zn-2, ulega demetalacji bez odwodnienia.

Zn-3: (2-oksy-5,10,15,20-tetrafenylo-porfiryno)cynk(Il)

Związek 3 poddano reakcji metalacji z zastosowaniem octanu Zn(II) w pirydyna/ CHC1₃, w celu utworzenia związku, Zn-3.

182 239

Udowodniono, że β-oksoporfiryna, Związek 3, oraz β-oksometaloporfiryna, Zn-3, sąidentyczne ze związkiem opisanym przez Crossle/a i innych w J. Org. Chem. 53, 1132-37 (1988).

Aceton /

Kwas Lewisa

W 10 ml suchego acetonu ogrzewa się pod chłodnicą zwrotną w ciągu 20 minut 20 mg (2,3-vic-dihydroksy-tetrafenylo-porfiryno)cynku (II) ze 100 mg świeżo stopionego ZnCl₂. W wyniku odparowania do sucha i przejściu przez kolumnę chromatograficzną (żel krzemionkowy/ CH₂C1₂) otrzymuje się 12,5 mg (60%) [(2,3-di-0-izopropylideno)-5,10,15,20-tetrafenylochlorynocynku(II).

*H NMR (300 MHz, CDC1₃) δ = 0,61 (s, 3H, CH₃-a); 1,37 (s, 3H, CH₃ b); 6,46); (s, 2H, pirolina-H); 7,55-7,76 (m, 12H, fenyl A,B-(m, p)-H; 8,05 (dd, J = 8,0,2,1 Hz, 4H, fenyl-o); 8,12 (przesłoniętym,4H,fenyl-o); 8,16(d, J = 6,0Hz,4H, β-Η); 8,41 (s,2H, β-Η); 8,53 (d, J = 6,0Hz, 2H, β'-Η);

UV-Vis (CH₂C1₂): λ = 418 (Soret), 520, 564, 594 (sh), 612 nm;

LR-MS (+FAB, 3-NBA) m/e (%): 750 (11, M⁺); 693 (23, M⁺-C3H60);

HR-MS (+FAB, 3-NBA) oblicz dla C₄₇H₃₄N₄O₂Zn: 750,19732; znal. 750,19422.

182 239

ABSORBCJA

FIG. 2

182 239

ABSORBCJA

DŁUGOŚĆ FALI

[nm]

FIG. 3

182 239

ABSORBCJA

FIG. 4

182 239

ABSORBCJA

DŁUGOŚĆ FALI

[nm]

182 239

ABSORBCJA

400

500

DŁUGOŚĆ FALI

FIG. I

600 [nm]

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. β, β'-dihydroksy mezo-podstawiona chloryna, bakteriochloryna lub izobakteriochloryna, które mają wzory (I) lub (II):

   w których to wzorach: M oznacza metal wybrany spośród grupy obejmującej Ni(II), Cu(II), Zn, Sn, Ge, Si, Ga, Al, Μη(ΠΙ), Gd(III), In i Tc; A oznacza pierścień o strukturze:

   Ri do R₆, oznaczają niezależnie, atom wodoru, niższy rodnik alkilowy zawierający do 5 atomów węgla, grupę alkilokarboksylowąlub estrową o łańcuchu alkilowym zawierającym do 7 atomów węgla, grupę ketonową, hydroksylową, nitrową, aminową lub taką grupę, która łącznie z innym pierścieniem, podstawnikiem pierścienia lub mezopodstawnikiem tworzy skondensowany 5- lub 6-członowy pierścień; oraz a

   182 239 podstawniki S¹ do S⁴ oznaczają wodór, grupę alkilową zawierającą od 1 do 12atomówwęgla, ewentualnie podstawioną przez chlorowiec, grupę hydroksylową, tiolową, karbonylową, aminową, nitrylową, fosforanową, lub sulfonową; grupę C₃.₇cykloalkilową ewentualnie podstawioną przez chlorowiec, grupę hydroksylową, tiolową, karbonylową, aminową, nitrylową, fosforanową, lub sulfonową; pierścienie aromatyczne zawierające od 5 do 12 atomów węgla; albo podstawnik o strukturze

   gdzie: X, X', Y, Y' i Z, oznaczająniezależnie halogen, niższy alkil zawierający do 7 atomów węgla, niższy alkoksyl zawierający do 7 atomów węgla, grupę hydroksylową, rodnik kwasu karboksylowego lub jego soli, lub jego estru zawierającą do 7 atomów węgla; rodnik kwasu sulfonowego lub jego soli, lub jego estru, grupa aminowa, C^^alkilopodstawioną grupę aminową, cyjanową lub nitrową; lub biologicznie aktywną grupę obejmującą resztę cukrową, aminokwasu lub nukleozydu, albo ligand wybrany z grupy obejmującej hormony, czynniki wzrostu lub neuroprzekaźniki; a Z' oznacza wodór lub niższy rodnik alkilowy zawierający do 7 atomów węgla, i które mogą być różne lub takie same; z tym warunkiem, że co najmniej jeden z podstawników S¹ do S⁴ nie oznacza wodoru.
2. 2. Związek według zastrz. 1, w którym co najmniej jeden spośród podstawników A i D oznacza pierścień o strukturze:

   gdzie podstawniki odR! do R^, niezależnie oznaczają wodór, metyl, etyl lub estrowąo krótkim łańcuchu alkilowym zawierającym do 7 atomów węgla, i w którym podstawniki od S¹ do S⁴ wybiera się z grupy obejmującej fenyl, naftyl, pirydynyl lub sole pirydyniowe z N-alkilem o krótkim łańcuchu C].₇alkilowym.
3. 3. Związek według zastrz. 1, znamienny tym, że podstawniki od S¹ do S⁴ mająjednakowe znaczenia.
4. 4. Związek według zastrz. 3, znamienny tym, że każdy z podstawników X, X’, Y, Y’ oznacza wodór, albo co najmniej jeden z podstawników X, X', Y i Z jest podstawnikiem zwiększającym amfilityczny charakter cząsteczki.
5. 5. Związek według zastrz. 4, znamienny tym, że ma strukturę o wzorze (II) lub o wzorze (I), w którym M oznacza Zn.
6. 6. Sposób wytwarzania β,β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (I) lub (II);

   182 239

   w których to wzorach, A oznacza metal wybrany spośród grupy obejmującej Ni(II), Cu(II), Zn, Sn, Ge, Si, Ga, Al, Mn(III), Gd(III), In i Tc; A oznacza pierścień o strukturze:

   R] do R₆, oznaczają niezależnie, atom wodoru, niższy rodnik alkilowy zawierający do 5 atomów węgla, grupę alkilokarboksylową lub estrową o łańcuchu alkilowym zawierającym do 7 atomów węgla, grupę ketonową, hydroksylową, nitrową, aminową lub taką grupę, która łącznie z innym pierścieniem, podstawnikiem pierścienia lub mezopodstawnikiem tworzy skondensowany 5- lub 6-członowy pierścień; oraz a podstawniki S¹ do S⁴ oznaczająwodór, grupę alkilowązawierającąod 1 do 12 atomów węgla, ewentualnie podstawioną przez chlorowiec, grupę hydroksylową, tiolową karbonylową aminową nitrolową fosforanową lub sulfonową grupę C₃.₇cykloalkilową ewentualnie podstawiona przez chlorowiec, grupę hydroksylową tiolową karbonylową aminową nitrylową fosforanową lub sulfonową pierścienie aromatyczne zawierające od 5 do 12 atomów węgla; albo podstawnik o strukturze

   182 239 gdzie X, X', Y, Y' i Z, oznaczająniezależnie halogen, niższy alkil zawierający do 7 atomów węgla, niższy alkoksyl zawierający do 7 atomów węgla, grupę hydroksylową, rodnik kwasu karboksylowego lub jego soli, lub jego estru zawierającą do 7 atomów węgla; rodnik kwasu sulfonowego lub jego soli, lub jego estru, grupa aminowa, Cj.₁₂alkilopodstawioną grupę aminową, cyjanową lub nitrową; lub biologicznie aktywną grupę zawierającą resztę cukrową, aminokwasu lub nukleozydu, albo ligand wybrany z grupy obejmującej hormony, czynniki wzrostu lub neuroprzekaźniki; a Z' oznacza wodór lub niższy rodnik alkilowy zawierający do 7 atomów węgla, i które mogą być różne lub takie same; z tym warunkiem, że co najmniej jeden z podstawników S¹ do S⁴ nie oznacza wodoru, znamienny tym, że ester osmianowy otrzymany poprzez osmylowanie mezo-podstawionej metaloporfiryny o wzorze (III) lub (IV) s¹

   (IV)

   182 239 poddaje się reakcji redukcji, otrzymując związek β, β'-dihydroksy mezo-podstawionej chloryny, bakteriochloryny lub izobakteriochloryny o wzorze (I) lub (II), i ewentualnie demetalizuje.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wymieniony etap osmylowania przeprowadza z co najmniej jednym równoważnikiem, w obecności zasady, i/lub działa się OsO₄ w czasie od około 10 godzin do około 5 dni, i/lub działa się OsO₄ w temperaturze pokojowej i bez dostępu światła.
8. 8. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że etap redukcji obejmuje reakcje wymienionego osmianu z czynnikiem redukującym, który wybiera się z grupy obejmującej H₂SO₃ i H₂S.
9. 9. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że na etapie demetalowania stosuje się środek demetalujący, który wybiera się z grupy obejmującej CH₃COOH, CF₃COOH, H₂SO₄, HC1, H₂S, 1,3-propanoditiol i ich mieszaniny.
10. 10. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że obejmuje

    a) reakcję osmylowania związku o wzorze (ΠΙ),

    b) redukcję estru osmianowego do odpowiedniego β, β'-dihydroksy związku o wzorze (I), i c) demetalowanie związku o wzorze (I) otrzymując związek o wzorze (II).
11. 11. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że obejmuje

    a) reakcję osmylowania związku o wzorze (ΠΙ),

    b) demetalowanie estru osmianowego związku, oraz

    c) redukcję otrzymanego demetalowego estru osmianowego do związku o wzorze (II).
12. 12. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że obejmuje

    a) reakcję osmylowania związku o wzorze (IV) do otrzymania estru osmianowego na pozycji β, β', oraz

    b) redukcję estru osmianowego do wytworzenia odpowiedniego związku o wzorze (II).
13. 13. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że obejmuje

    a) reakcję osmylowania związku o wzorze (III) do otrzymania estru osmianowego, oraz

    b) redukcję estru osmianowego do wytworzenia związku o wzorze (I).

    * * *