鋨雜稠環化合物及其製備方法、含有該化合物的組合物以及應用與流程

2023-09-12 22:37:10 2

本發明涉及金屬有機化學和生物醫藥領域，具體地，涉及鋨雜稠環化合物及其製備方法、含有該化合物的組合物以及在製備用於治療腫瘤的藥物和光聲成像中的應用。

背景技術：

近年來，腫瘤已經成為導致人類死亡的主要疾病之一。最新統計數據顯示，到2020年，全球腫瘤發病率將增加50％，即每年將增加1500萬腫瘤患者。腫瘤的死亡率呈現逐年遞增的趨勢，因此開發有效治療腫瘤的新藥物和治療方法至關重要。

腫瘤的傳統治療手段有手術治療、化學治療、放射治療等。但傳統的治療手段存在著諸多不足：如手術治療不易根除腫瘤，化學治療和放射治療的毒副作用較大。與傳統的治療手段相比，光熱治療法具有微創性、高選擇性、過程簡單、恢復較快等優點，因此近年來備受關注。

光熱治療法是利用能吸收某種光(近紅外)的光敏材料，將吸收的光能量轉化為熱能，從而導致局部高溫，最終達到殺死腫瘤細胞的治療方法。光熱治療要求光敏劑在近紅外區具有強吸收，利用近紅外雷射對生物組織的強穿透能力，以及生物組織對近紅外光的吸收背景幹擾小等優勢。同時，要求光敏劑具有較高的光熱轉換效率、光穩定性及較低的生物毒性和較好的腫瘤靶向性等性能。近年來，各類納米材料作為熱療光敏劑被廣泛研究，包括不同形貌的貴金屬(如Au、Ag、Pt)納米材料、碳納米材料、過渡金屬硫化物或氧化物納米顆粒、有機聚合物等。然而，金屬有機化合物應用於光熱治療尚未見諸報導。

光動力學治療法是利用光動力效應進行疾病診斷和治療的一種新技術。其作用基礎是光動力效應。這是一種有氧分子參與的伴隨生物效應的光敏化反應。其過程是特定波長的雷射照射使組織吸收的光敏劑受到激發，處於激發態的光敏劑把能量傳遞給周圍環境中的氧氣，生成活性很強的單線態氧。單線態氧和相鄰的生物大分子發生氧化反應產生細胞毒性作用，進而導致細胞受損乃至死亡。與手術、化療、放療等常規治療手段相比，光動力學療法具有創傷很小、選擇性好、毒性低微等優點。作為一種局部治療的方法，光動力學療法的主要攻擊目標是光照區的病變組織，對病灶周邊的正常組織損傷輕微。光動力學療法對不同細胞類型的癌組織都具有有效可重複的治療。

光聲成像技術是近幾年剛剛發展起來的一種基於光聲效應的無損醫學成像技術。採用光束照射光敏材料，其受熱膨脹而產生超聲波，這種現象稱為光聲效應，產生的超聲波稱為光聲信號。光聲成像技術結合了純光學成像的高對比度特性和純超聲成像的高穿透深度特性，可提供高解析度和高對比度的組織成像。與傳統的成像技術(譬如X射線成像、磁共振成像)相比，光聲成像技術具有對組織無損害、顯著提高的成像深度、高的空間解析度、高對比度等優點。為了保證足夠的組織滲透深度，吸收光的波長最好位於近紅外區，而應用於光熱治療的光敏劑吸收通常也在近紅外區，這為光聲成像技術與光熱治療相結合提供了便捷。

金屬有機化學是研究金屬有機化合物的合成、結構、反應、成鍵、性能及應用的一門前沿學科，是研究含有碳-金屬鍵的化學。作為化學的一個重要分支學科，其與能源、材料、環境和生命科學密切相關，成為近代化學前沿領域之一。隨著金屬有機化學的發展，過渡金屬雜環化合物也受到世人的矚目。這類化合物品種繁多，應用廣泛，是金屬有機化學中一類非常重要的化合物，也是眾多金屬催化有機反應的中間體。

在有機化學中，芳基稠環化合物，如苯、萘、蒽、並五苯等在醫藥、能源、材料等領域具有重要的應用價值。1979年，Thorn和Hoffmann在Hückel分子軌道理論基礎上提出過渡金屬也可以作為雜原子參與芳環共軛(Thorn D L,Hoffmann R.Nouv.J.Chim.1979,3,39-45)，得到的金屬雜環體系同樣具有芳香性。三年後，Roper課題組報導了首例金屬苯-鋨苯的合成(Elliott G P,Roper W R,Waters J M.J.Chem.Soc.Chem.Commun.1982,811-813.)。此後，一系列金屬雜芳香化合物，如金屬苯、金屬苯炔、金屬吡啶、金屬吡啶炔、金屬吡咯、金屬呋喃、金屬雜戊搭炔、金屬雜戊搭烯等均被合成得到。在金屬雜稠環化合物中，金屬可以同時參與多個芳香環共軛，可顯著改善化合物的性能。在已合成的金屬雜稠環化合物中金屬位於多環中心位置的化合物並不多見(C.Zhu,Q.Zhu,J.Fan,J.Zhu,X.He,X.-Y.Cao,H.Xia,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,6232-6236.)。

金屬雜稠環化合物是一類新興的金屬有機物種，形式上相當於有機稠環骨架上的碳原子被金屬所取代而得的產物。由於金屬雜稠環化合物兼具有機芳香體系和金屬配合物的結構特性，可以預見它將可能具有全新的性能。目前，對金屬雜稠環體系的性能和應用研究仍處於起步階段。雖然陸續有少量研究發現一些金屬雜稠環化合物具有獨特的光、電、磁等性能，但對其結構與性能關係的系統研究仍很少。金屬雜稠環化合物在生物成像、光聲成像、腫瘤光熱治療、光動力學治療方面的應用還未見報導。

與經典的稠環芳香體系相比，因金屬的引入，可大大提高金屬雜稠環體系結構的多樣性、光譜性能的可調節性、化合物的穩定性及水溶性等。金屬雜芳香化合物具有紫外、可見寬頻吸收的光譜特性，通過結構修飾，主要吸收峰波長可調，在近紅外的吸收性能好。同時，金屬雜稠環化合物的穩定性好，結構穩定，不同批次合成時，結構、大小、性質確定，可以克服納米醫藥材料在重複合成時存在的尺寸、性能無法完全一致的弊端。 因此，在金屬雜稠環化合物的合成方法上不斷創新，設計併合成多種具有更好穩定性的金屬雜稠環體系，可為開展性能研究提供堅實的基礎和豐富的素材。

技術實現要素：

為了解決腫瘤的傳統治療手段中手術治療不易根除腫瘤，化學治療和放射治療的毒副作用較大的缺陷，以及傳統的成像技術對人體組織損傷大的缺陷，本發明提出了一種鋨雜稠環化合物及其製備方法、含有該化合物的組合物以及在製備用於治療腫瘤的藥物和光聲成像中的應用。本發明提供的鋨雜稠環化合物以及含有該化合物的組合物應用於製備用於治療腫瘤的藥物中時，可以獲得具有微創性、高選擇性、過程簡單、恢復較快等優點的藥物；應用於光聲成像時具有對組織無損害的優點，同時還能顯著提高成像的深度、所成的像還具有高的空間解析度和高對比度的優點。

本發明的發明人經研究後發現，隨著共軛體系的增大，金屬鋨位於多個共軛環的中心位置的雜橋位稠環化合物的吸收光譜逐漸紅移，這類化合物具有紫外-可見-近紅外的寬頻吸收光譜，當將其用於製備用於治療腫瘤的藥物時，獲得的藥物在腫瘤治療的光熱治療法和/或光動力學治療法上具有微創性、高選擇性、過程簡單、恢復較快等優點；當將其用於光聲成像時，具有對組織無損害的優點，同時還能顯著提高成像的深度、所成的像還具有高的空間解析度和高對比度的優點，從而完成了本發明。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種鋨雜稠環化合物，該化合物具有如下式I-III和I'-III'中的任意一個所示的結構：

其中，

[Os]為OsXL2，[Os]'為OsL2；

X為H、滷素、SCN和CN中的任意一種；

L為膦配體、CO配體、吡啶類配體、氮雜環卡賓配體、腈類配體和異氰類雙電子配體中的任意一種；

Y為碳、氧、硫、硒、氮和磷中的任意一種；

Z-為Cl-、BF4-、PF6-和BPh4-中的任意一種；

R1+為位於式I-III上標有數字1-5的位置中的任意一個上的陽離子取代基，且R1+為3-27個碳原子的季鏻陽離子或4-24個碳原子的季銨陽離子；

R'1為位於式I-III上標有數字1-5的位置中不同於R1+所在位置的至少一個上的取代基；

R2為位於式I-III上標有數字6-9的位置中的至少一個上的取代基；

R3為位於式I'-III'上標有數字1-5的位置中的至少一個上的取代基；

R4為位於式I'-III'上標有數字6-9的位置中的至少一個上的取代基；

並且，R'1、R2、R3和R4均分別獨立地選自H，滷素，SCN，CN，取代或未取代的芳基，1-10個碳原子的烷基、烷氧基、醯基、酯基、胺基和2-10 個碳原子的烯基、炔基和能提高水溶性的取代基中的任意一種。

根據本發明的第二個方面，本發明提供了上述鋨雜稠環化合物的製備方法，該方法包括：

使用式IV所示的化合物與式V所示的化合物在雜原子供體試劑存在的條件下通過環加成反應製備式I所示的化合物；

使用式VII所示的化合物與式VIII所示的化合物通過擴環反應製備式II所示的化合物；

使用式VII所示的化合物與式V或式VI所示的化合物通過擴環反應製備式III所示的化合物；

使用式IV'所示的化合物與式V'所示的化合物在雜原子供體試劑存在的條件下通過環加成反應製備式I'所示的化合物，或者通過將式I所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式I'所示的化合物；

使用式VII'所示的化合物與式VIII'所示的化合物通過擴環反應製備式II'所示的化合物，或者通過將式II所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式II'所示的化合物；

使用式VII'所示的化合物與式V'或式VI'所示的化合物通過擴環反應製備式III'所示的化合物，或者通過將式III所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式III'所示的化合物；

其中，所述雜原子供體試劑為水、硫單質、硒單質、磷單質和氨中的任意一種；優選為水、硫粉、硒粉、紅磷、白磷和液氨中的任意一種；

其中，R'2與R2相同或不相同，且R'2能選擇的取代基的範圍與R2相同；R'4與R4相同或不相同，且R'4能選擇的取代基的範圍與R4相同。

根據本發明的第三個方面，本發明提供了一種藥物組合物，該藥物組合物含有上述鋨雜稠環化合物和兩親性包裹材料。

根據本發明的第四個方面，本發明提供了上述鋨雜稠環化合物或上述的藥物組合物在製備用於治療腫瘤的藥物中的應用。

根據本發明的第五個方面，本發明提供了上述鋨雜稠環化合物或上述的藥物組合物在光聲成像中的應用。

本發明提供的鋨雜稠環化合物由於具有高的熱、空氣、水和光照穩定性以及對生物體無害的特點，同時該鋨雜稠環化合物對紅外光、尤其是近紅外光的吸收性能好，當將其用於腫瘤的光熱治療和/或光動力學治療時，具有使用過程簡單、對腫瘤細胞的高選擇性以及微創性和術後恢復較快等優點；當將其用於光聲成像時，對組織無損害，同時還能顯著提高成像的深度，所成的像還具有高的空間解析度和高對比度。

本發明的其他特徵和優點在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。

在附圖中：

圖1為本發明測試例1中測得的製備例2製備得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。

圖2為本發明測試例1中測得的製備例3製備得到的式II-1所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。

圖3為本發明測試例1中測得的製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。

圖4為本發明實施例1中測得的製備例2和製備例3製備得到的鋨雜稠環化合物的的光聲成像圖，其中，上部的三幅圖為上述製備例2製備得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖，下部的三幅圖為上述製備例3製備得到的式II-1所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖。

圖5為本發明實施例1中測得的製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖。

圖6為本發明測試例2中測得的製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的光熱作用情況圖，其中，A圖為使用DMSO為溶劑時的光熱作用情況，B圖為使用體積分數為5％的乙醇的水溶液為溶劑時的光熱作用情況。

圖7為本發明測試例3中得到的含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的細胞毒性試驗結果圖。

圖8為本發明實施例2中得到的含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的光熱治療結果圖。

圖9為本發明實施例3中得到的含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的光動力學治療效果情況圖，其中，A圖為經藥物治療後裸鼠的熱傳感成像圖，且上圖為使用SPIO-PEI-PEG複合物的熱傳感成像圖，下圖為使用鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物的熱傳感成像圖，B圖為裸鼠腫瘤部位的溫度上升曲線圖。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種鋨雜稠環化合物，該化合物具有如下式I-III和I'-III'中的任意一個所示的結構：

其中，

[Os]為OsXL2，[Os]'為OsL2；

X可以為H、滷素、SCN和CN中的任意一種。所述滷素可以為F、Cl、Br或I。

L可以為但不限於膦配體、CO配體、吡啶類配體、氮雜環卡賓 (N-Heterocyclic Carbenes,NHC)配體、腈類配體和異氰類雙電子配體中的任意一種。所述膦配體可以為3-27個碳原子的烷基膦、環烷基膦和芳基膦。優選地，所述膦配體為三甲基膦、三乙基膦、三丙基膦、三異丙基膦、三叔丁基膦、三環己基膦和三苯基膦中的任意一種。所述吡啶類配體可以為含有吡啶或聯吡啶結構單元的化合物。優選地，所述吡啶類配體為甲基吡啶、乙基吡啶、1,4-聯吡啶、1,2-二(4-吡啶基)乙烯、乙烯基吡啶、乙炔基吡啶、吡啶硼酸、氨基吡啶、氰基吡啶、巰基吡啶、二甲胺基吡啶、苯基吡啶和1,2-雙(4-吡啶基)乙烷中的任意一種。所述氮雜環卡賓配體可以為任何含有氮雜環卡賓結構單元的化合物。優選地，所述氮雜環卡賓配體為咪唑型氮雜環卡賓、咪唑啉型氮雜環卡賓、噻唑型氮雜環卡賓和三唑型氮雜環卡賓中的任意一種。所述腈類配體可以為含有腈基結構單元的化合物。優選地，所述腈類配體為乙腈、丙腈和苯腈中的任意一種。所述異氰類雙電子配體可以為含有異氰基結構單元的化合物。優選地，所述異氰類雙電子配體為環己基異氰、叔丁基異氰和苯基異氰中的任意一種。

L2可視為一個整體。優選地，L2為選自雙齒氮配體、雙齒膦配體、雙齒碳-氮配體和雙齒氧-氮配體中的任意一種。所述雙齒氮配體是指以雙齒氮原子作為配位原子的配體，例如可以為乙二胺、2,2'-聯吡啶和1,10-菲羅啉中的任意一種。所述雙齒膦配體是指以雙齒磷原子作為配位原子的配體，例如可以為DPPM(Bis-(diphenylphosphino)methane，雙二苯基膦甲烷)、DPPE(1,2-Bis(diphenylphosphino)ethane，1,2-雙(二苯基膦)乙烷)和DPPP(1,3-Bis(diphenylphosphino)propane，1,3-雙(二苯基膦)丙烷)中的任意一種。所述雙齒碳-氮配體是指以雙齒碳-氮原子作為配位原子的配體，例如可以為鄰苯基吡啶。所述雙齒氧-氮配體是指以雙齒氧-氮原子作為配位原子的配體，例如可以為8-羥基喹啉。

XL2可視為整體。優選地，XL2為三聯吡啶或三齒Pincer(鉗形)配體。 所述三齒Pincer配體例如可以為PPP、PNP、PCP、NNN、NCN、NPN、ONO、OPO、OCO、SCS和CCC中的任意一種。

Y可以為碳、氧、硫、硒、氮和磷中的任意一種。

Z-可以為Cl-、BF4-、PF6-和BPh4-中的任意一種。

R1+為位於式I-III上標有數字1-5的位置中的任意一個上的陽離子取代基，且R1+為3-27個碳原子的季鏻陽離子或4-24個碳原子的季銨陽離子。優選地，R1+為位於式I-III上標有數字1-3的位置中的任意一個上的陽離子取代基，更優選地，R1+為位於式I-III上標有數字2的位置上的陽離子取代基。

所述季鏻陽離子可以為3-27個碳原子的烷基季膦、環烷基季膦和芳基季膦陽離子中的任意一種。優選地，所述季鏻陽離子為三甲基膦、三乙基膦、三丙基膦、三異丙基膦、三叔丁基膦、三環己基膦和三苯基膦陽離子中的任意一種。所述季銨陽離子為NH4+中的四個H分別被烴基取代後形成的陽離子。優選地，所述季銨陽離子為四甲基銨、四乙基銨、三甲基一乙基胺、四丙基銨、四異丙基銨和四叔丁基銨陽離子中的任意一種。

R'1為位於式I-III上標有數字1-5的位置，優選標有數字3-5的位置中的至少一個，更優選標有數字5的位置，且不同於R1+所在位置上的取代基。

R2為位於式I-III上標有數字6-9的位置，優選式I上標有數字6和/或7的位置、式II上標有數字7和/或8的位置以及式III上標有數字7和/或9的位置上的取代基。

R3為位於式I'-III'上標有數字1-5的位置中的至少一個，優選標有數字1-3的位置中的至少一個，更優選標有數字2的位置上的取代基。

R4為位於式I'-III'上標有數字6-9的位置，優選式I'上標有數字6和/或7的位置、式II'上標有數字7和/或8的位置以及式III'上標有數字7和/或9的位置上的取代基。

並且，R'1、R2、R3和R4均可以分別獨立地選自H，滷素，SCN，CN， 取代或未取代的芳基，1-10個碳原子的烷基、烷氧基、醯基、酯基、胺基，2-10個碳原子的烯基、炔基和能提高水溶性的取代基中的任意一種。其中，所述滷素可以為F、Cl、Br或I。所述芳基可以為苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基、噻吩基、呋喃基、吡啶基和吡咯基中的任意一種。所述芳基的取代基可以為1-10個碳原子的烴基、烷氧基、醯基、酯基、胺基，硝基，氰基和滷素中的任意一種。所述1-10個碳原子的烴基、烷氧基、醯基、酯基、胺基可以為甲基、乙基、丙基、正辛基、乙烯基、乙炔基、甲氧基、乙氧基、正辛氧基、乙醯基、正丁醯基、甲酯基、乙酯基、甲胺基和乙胺基中的任意一種。所述1-10個碳原子的烷基、烷氧基、醯基、酯基、胺基可以為甲基、乙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、異己基、新己基、仲己基、叔己基、正庚基、異庚基、新庚基、仲庚基、叔庚基、正辛基、異辛基、新辛基、仲辛基、叔辛基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、新戊氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、正己氧基、異己氧基、新己氧基、仲己氧基、叔己氧基、正庚氧基、異庚氧基、新庚氧基、仲庚氧基、叔庚氧基、正辛氧基、異辛氧基、新辛氧基、仲辛氧基、叔辛氧基、甲醯基、乙醯基、甲酯基、乙酯基、叔丁酯基、甲胺基和乙胺基中的任意一種。所述2-10個碳原子的烯基、炔基可以為乙烯基、乙炔基、丙炔基和丁炔基中的任意一種。所述能提高水溶性的取代基可以為聚乙二醇殘基、透明質酸殘基和糖類衍生物殘基中的任意一種。所述聚乙二醇殘基是指聚乙二醇的其中一個末端上的羥基去掉H後的部分。所述透明質酸殘基是指透明質酸的D-葡萄糖醛酸或N-乙醯葡糖胺的任意一個羥基去掉H後的部分，或透明質酸的D-葡萄糖醛酸的羧基去掉OH後的部分。所述糖類衍生物殘基是指糖類衍生物的任意一個羥基去掉H後的部分。所述聚乙二醇的數均分子量可以為200-200000。所述透明質酸的數均分子量可以 為2000-2000000。所述糖類衍生物可以為葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、半乳糖、乳糖、果糖和唾液酸的衍生物中的任意一種。所述糖類衍生物例如可以為葡萄糖醛酸、葡萄糖縮醛、葡萄糖半縮醛和羧甲基乳糖中的任意一種。

需要說明的是，在本發明中，取代基R1+、R'1、R2、R3和R4均可以為一個或多個；如果為多個，同一個分子上的多個R1+、R'1、R2、R3和R4各自可以相同或不同，只要在上述範圍內即可。

根據本發明所述的化合物，式I-III和I'-III'中，標有數字1-9的1,2-位置、2,3-位置、3,4-位置、4,5-位置、5,6-位置、6,7-位置、7,8-位置處中的至少一個位置處可以有環狀取代基。所述環狀取代基可以為但不限於全部由碳原子組成的三元環、四元環、五元環、六元環、七元環或八元環取代基，或者由含有氧、硫、硒、氮、磷和砷等雜原子的三元環、四元環、五元環、六元環、七元環或八元環取代基。所述環狀取代基例如可以為環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、呋喃基、噻吩基或吡啶基。

根據本發明，優選地，所述鋨雜稠環化合物為如下化合物中的任意一種：

以上化合物中，[Os]均為OsX(PPh3)2，且X為Cl或Br，[Os]'均為Os(PPh3)2。

其中，Ph為苯基(Phenyl)，Py為芘基(pyrenyl)，Cy為環己基(Cyclohexyl)，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Me為甲基，Et為乙基，Ac為乙醯基。

根據本發明的第二個方面，本發明提供了上述鋨雜稠環化合物的製備方法，該方法包括：

使用式IV所示的化合物與式V所示的化合物在雜原子供體試劑存在的條件下通過環加成反應製備式I所示的化合物。

使用式VII所示的化合物與式VIII所示的化合物通過擴環反應製備式II所示的化合物。

使用式VII所示的化合物與式V或式VI所示的化合物通過擴環反應製備式III所示的化合物。

使用式IV'所示的化合物與式V'所示的化合物在雜原子供體試劑存在的條件下通過環加成反應製備式I'所示的化合物，或者通過將式I所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式I'所示的化合物。

使用式VII'所示的化合物與式VIII'所示的化合物通過擴環反應製備式II'所示的化合物，或者通過將式II所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式II'所示的化合物。

使用式VII'所示的化合物與式V'或式VI'所示的化合物通過擴環反應製備式III'所示的化合物，或者通過將式III所示的化合物在強鹼的水溶液中水解來製備式III'所示的化合物。

其中，所述雜原子供體試劑為含有Y原子的物質，例如可以為水、硫單質、硒單質、磷單質和氨中的任意一種。優選地，所述雜原子供體試劑為水、硫粉、硒粉、紅磷、白磷和液氨中的任意一種。所述強鹼可以為NaOH和/或KOH。強鹼的水溶液的濃度可以為0.01-10摩爾/升。

其中，R'2與R2相同或不相同，且R'2能選擇的取代基的範圍與R2相同。R'4與R4相同或不相同，且R'4能選擇的取代基的範圍與R4相同。

其中，式IV-IX和式IV'-IX'中，[Os]、[Os]'、X、Y、Z-、R1+、R'1、R2、R3和R4均與上述相同。

根據本發明所述的方法，所述反應可以在有機溶劑中進行。所述有機溶劑可以為二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、四氫呋喃、二甲基亞碸、N,N-二甲基甲醯胺和乙腈中的至少一種。

根據本發明所述的方法，所述反應的條件可以包括反應溫度為-100-200℃，優選10-60℃，進一步優選室溫(即25℃左右)；反應時間為1分鐘-20天，優選3小時-3天，進一步優選1天。

根據本發明所述的方法，所述反應完成後，可以將獲得的反應後混合物進行濃縮、沉澱後獲得固體物質，再將獲得的固體物質經過濾、洗滌和柱色譜分離後獲得所述的鋨雜稠環化合物。

根據本發明的第三個方面，本發明提供了一種藥物組合物，所述藥物組合物含有上述的鋨雜稠環化合物和兩親性包裹材料。

根據本發明的藥物組合物，所述兩親性包裹材料可以為兩親性化合物和/或兩親性超支化聚合物。所述鋨雜稠環化合物與所述兩親性包裹材料的重量比可以為1：0.01-100，優選為1：0.1-1。優選地，所述兩親性包裹材料為兩親性化合物和兩親性超支化聚合物，且所述兩親性化合物與所述兩親性超支化聚合物的重量比為1：0.01-100，優選為1：0.1-1。所述兩親性包裹材料用於包裹所述鋨雜稠環化合物。所述兩親性化合物可以為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉雙十八烷基二甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、 雙十六烷基二甲基溴化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨和聚氧乙烯中的至少一種。所述兩親性超支化聚合物可以為縮水甘油、聚(乙烯亞胺)、聚乙烯亞胺-聚乙二醇和聚(酯-胺)中的至少一種。所述兩親性超支化聚合物的聚合度均可以為10-106。

根據本發明的藥物組合物，所述藥物組合物還可以含有一種或多種其他用於腫瘤治療的藥物。所述其他用於腫瘤治療的藥物可以為阿黴素、紫杉醇、順鉑、卡鉑和草酸鉑中的至少一種。所述鋨雜稠環化合物與其他用於腫瘤治療的藥物的重量比可以為1：0.01-100，優選為1：0.1-1。

根據本發明的藥物組合物，所述藥物組合物還可以含有其他具有特殊功能、或可提高所述鋨雜稠環化合物的性能和療效、或彌補所述鋨雜稠環化合物的缺陷、或與所述鋨雜稠環化合物結合可實現某些治療效果的物質。例如，所述藥物組合物還可以含有SPIO(Superparamagnetic Iron Oxide，超順磁性氧化鐵)，從而實現治療與核磁共振造影成像的結合；也還可以含有羅丹明等螢光染料分子，從而實現治療與螢光成像的結合；也還可以含有醫藥支架，從而達到定點治療的效果。所述鋨雜稠環化合物與SPIO的重量比可以為1：0.01-100，優選為1：0.1-1。所述鋨雜稠環化合物與羅丹明的重量比可以為1：0.01-100，優選為1：0.1-1。

根據本發明的第四個方面，本發明提供了上述的鋨雜稠環化合物或上述的藥物組合物在製備用於治療腫瘤的藥物中的應用。

根據本發明所述的鋨雜稠環化合物或藥物組合物在製備用於治療腫瘤的藥物中的應用，其中，治療腫瘤的過程可以為光熱治療法和/或光動力學治療法。所述光熱治療法可以包括選用波長為600-1000nm的雷射，優選波長為680-1000nm的雷射，最優選波長為810nm的雷射配合所述鋨雜稠環化合物或藥物組合物用於治療腫瘤。在這些波長處所述鋨雜稠環化合物具有較高 的光熱轉換效率。所述光動力學治療法可以包括選用波長為600-680nm的雷射，優選波長為615-635nm的雷射，最優選波長為620-630nm的雷射配合所述鋨雜稠環化合物或藥物組合物用於治療腫瘤。

根據本發明所述的鋨雜稠環化合物或藥物組合物在製備用於治療腫瘤的藥物中的應用，所述用於治療腫瘤的藥物可以配製成任何適宜的蓋侖形式，並且可通過任何適宜的途徑施用到需要的個體。例如，可以將所述用於治療腫瘤的藥物配製成溶液、混懸劑、乳劑或凍幹製劑的形式用於注射(包括但不限於動脈內、靜脈內、肌內、皮下和腹膜內注射等形式)或輸注到需要的個體；還可以將所述用於治療腫瘤的藥物配製成片劑、溶液、膠囊劑的形式用於口服；還可以將所述用於治療腫瘤的藥物配製成軟膏劑、乳膏劑、栓劑或貼劑的形式用於局部施用；還可以將所述用於治療腫瘤的藥物配製成氣霧劑、噴霧劑或粉末的形式用於吸入施用。

根據本發明，所述光動力學治療法可以包括以鋨雜稠環化合物計算，所述用於治療腫瘤的藥物的濃度為0.01-1000μg/mL，優選1-100μg/mL，更優選10μg/mL。

根據本發明的第五個方面，本發明提供了上述的鋨雜稠環化合物或上述的藥物組合物在在光聲成像中的應用。

根據本發明，所述在光聲成像中的應用可以包括選用波長為680-950nm的雷射，優選波長為680-850nm的雷射，最優選波長為810nm的雷射配合所述鋨雜稠環化合物進行光聲成像。所述在光聲成像中的應用可以包括，以鋨雜稠環化合物計算，所述鋨雜稠環化合物或藥物組合物的濃度可以為0.01-100mg/mL，優選0.1-10mg/mL，更優選1mg/mL。

以下將通過具體的實施例對本發明進行詳細描述。

以下製備例和實施例中，化合物A可以按照文獻C.Zhu,S.Li,M.Luo,X.Zhou,Y.Niu,M.Lin,J.Zhu*,Z.Cao,X.Lu,T.Wen,Z.Xie,P.Schleyer,H.Xia*, Stabilization of anti-aromatic and strained five-membered rings with a transition metal,Nature Chemistry.2013,5,698–703中的方法製備得到。

例如可以按照如下方法製備得到化合物A：

稱取4g氯鋨酸銨((NH4)2OsCl6)(購自百靈威公司，商品號為93-7611)和16.7g三苯基膦(PPh3)(購自百靈威公司，商品號為110246)於500mL反應瓶中。然後加入160mL異丙醇，加熱使固體全部溶解(約70℃)。加入96mL去離子水，將溫度調至100℃，開始回流12小時。然後在80℃條件下過濾得到OsCl2(PPh3)3。在氮氣氛圍中，加入10mL四氫呋喃，使OsCl2(PPh3)3溶解。稱取168.9mg(2.109mmol)1,4-戊二炔-3-醇(購自湖北巨勝科技有限公司)溶解在2mL的THF中，然後注入上述溶液。攪拌10min，有黃色沉澱析出，用針橋過濾，將獲得的固體先用THF洗一次，再用無水乙醚洗一次，抽乾得黃色固體。將獲得的黃色固體與0.5mL丙炔酸甲酯室溫下反應5min，濃縮、柱色譜(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)分離後，加入濃度為40重量％的氟硼酸(購自上海金穗生物科技有限公司)水溶液0.1mL，反應3h。洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)處理得到化合物A。

所獲得的化合物A的波譜數據如下：1H-NMR plus 1H-13C HSQC(500.1MHz,CDCl3):δ＝13.32(d,JP-H＝17.3Hz,1H,H1),9.00(s,1H,H3),8.11(s,1H,H5),3.57(s,3H,COOCH3),7.88–6.94ppm(m,45H,other aromatic protons).31P-NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝13.63(t,JP-P＝4.9Hz,CPPh3),5.41ppm(d,JP-P＝4.9Hz,OsPPh3).13C-NMR plus DEPT-135and 1H-13C HSQC(125.8MHz,CD2Cl2):δ＝330.8(td,JP-C＝15.5Hz,JP-C＝6.1Hz,C7),224.2(br,C1),180.3(d,JP-C＝18.5Hz,C4),162.0(s,C5),159.9(s,COOCH3,confirmed by 1H-13C HMBC),152.8(s,C6),147.8(d,JP-C＝21.1Hz,C3),118.8(d,JP-C＝88.7Hz,C2),51.6(s,COOCH3),135.3–127.8ppm(m,other aromatic carbons).HRMS(ESI):m/z calcd for[C63H51ClO2OsP3]+,1159.2394；found,1159.2416.

化合物B可以按照文獻C.Zhu,X.Zhou,H.Xing,K.An,J.Zhu,*H.Xia,*σ-Aromaticity in an Unsaturated Ring:Osmapentalene Derivatives Containing a Metallacyclopropene Unit.Angew.Chem.,Int.Ed.2015,54,3102-3106.中的方法製備得到。

例如可以按照如下方法製備得到化合物B：

稱取4g(NH4)2OsCl6(購自百靈威公司，商品號為93-7611)和16.7g的PPh3於500mL反應瓶中。然後加入160mL異丙醇，加熱至固體全部溶解(約70℃)。加入96mL去離子水，將溫度調至100℃，開始回流12小時。然後在80℃條件下過濾得到OsCl2(PPh3)3。在氮氣氛圍中，加入10mL四氫呋喃，使OsCl2(PPh3)3溶解。稱取168.9mg(2.109mmol)1,4-戊二炔-3-醇溶解在2mL的THF中，然後注入上述溶液。攪拌10min，有黃色沉澱析出，用針橋過濾，將獲得的固體先用THF洗一次，再用無水乙醚洗一次，抽乾得黃色固體。將獲得的黃色固體與聯烯硼酸酯(購自安耐吉公司，商品號為A060102)在室溫下反應30min後，柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到化合物B。

所獲得的化合物B的波譜數據如下：1H NMR plus HMQC(500MHz,CD2Cl2):δ＝13.98(d,JP-H＝17.1Hz,1H,H1),8.55(d,JP-H＝2.6Hz,1H,H3),8.53(s,1H,H5),6.45(s,1H,H6),2.97(s,2H,H8),7.80–6.90ppm(m,45H,PPh3).31P NMR(202MHz,CD2Cl2):δ＝11.58(t,JP-P＝4.9Hz,CPPh3),–13.96ppm(d,JP-P＝4.9Hz,OsPPh3).13C NMR plus DEPT-135and HMQC(126MHz,CD2Cl2):δ＝243.4(t,JP-C＝4.5Hz,C7),240.2(br,C1),194.1(dt,JP-C＝24.2Hz,JP-C＝2.3Hz,C4),164.9(s,C5),149.1(d,JP-C＝22.1Hz,C3),143.4(s,C6),119.7(d,JP-C＝88.2Hz,C2),21.8(s,C8),135.1–127.4ppm(m,PPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C62H51Cl2OsP3]+,1115.2594；found,1115.2505.

製備例1

本製備例用以說明式I所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Ph為苯基(Phenyl)，Me為甲基。

將0.16mmol的化合物A溶入15mL二氯甲烷中，然後加入0.80mmol芳基炔烴和0.16mmol水混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後濃縮至2mL，然後加入30mL乙醚作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式I-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：δ＝13.85(d,JP-H＝14.9Hz,1H,H1),8.28(s,1H,H8),7.76(s,1H,H3,confirmed by 1H-13C HSQC),7.72(s,1H,H5,confirmed by 1H-13C HSQC),3.64(s,3H,COOCH3),8.03–6.94ppm(m,50H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝10.84(s,CPPh3),–17.31ppm(s,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C71H57ClO3OsP3]+,1277.2814；found 1277.2826.

製備例2

本製備例用以說明式I所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Py為芘基(pyrenyl)，Me為甲基。

將0.16mmol的化合物A溶入15mL氯仿中，然後加入0.80mmol芳基炔烴和0.16mmol水混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式I-2所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：1H NMR plus HSQC(500.1MHz,CDCl3):δ＝13.86(d,JP-H＝14.4Hz,1H,H1),8.74(s,1H,H8),7.71(s,1H,H3,confirmed by 1H-13C HSQC),7.69(s,1H,H5,confirmed by 1H-13C HSQC),3.70(s,3H,COOCH3),8.47–6.88ppm(m,54H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝10.24(s,CPPh3),–17.97ppm(s,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C81H61ClO3OsP3]+,1401.3137；found 1401.3161.

製備例3

本製備例用以說明式II所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Me為甲基。

將0.17mmol的化合物B溶入15mL二氯甲烷中，然後加入0.85mmol端基炔酮以及0.51mmol的脫氯試劑(AgBF4)混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後經過濾、濃縮至2mL，然後加入30mL乙醚作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌((其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式II-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：

1H NMR plus HSQC(500MHz,CD2Cl2):δ＝11.50(d,JP-H＝20.6Hz,1H,H1),8.23(s,1H,H9),7.50(s,1H,H5),7.41(s,1H,H3),7.06(s,1H,H6),6.64(s,1H,H8),0.95(s,3H,H12),7.68–6.68ppm(m,45H,PPh3).31P NMR(202MHz,CD2Cl2):δ＝12.25(s,CPPh3),–5.99ppm(s,OsPPh3).13C NMR plus DEPT-135,HMBC and HSQC(126MHz,CD2Cl2):δ＝217.5(t,JP-C＝5.8Hz,C7),215.4(br,C1),189.4(dt,JP-C＝26.6Hz,JP-C＝3.8Hz,C4),188.9(s,C11),153.4(t,JP-C＝6.8Hz,C10),153.0(s,C5),150.6(s,C6),147.8(s,C9),136.3(s,C8),131.7(d,JP-C＝24.8Hz,C3),121.0(d,JP-C＝87.5Hz,C2),26.8(s,C12),134.3–124.8ppm(m,PPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C66H54OOsP3]+,1147.3002；found1147.3003.

製備例4

本製備例用以說明式II所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Ph為苯基(Phenyl)，Me為甲基。

將0.17mmol的化合物B溶入15mL氯仿中，然後加入0.85mmol端基炔酮以及0.51mmol的脫氯試劑(AgBF4)混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後經過濾、濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式II-2所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：1H NMR plus HSQC(500MHz,CD2Cl2):δ＝11.65(d,JP-H＝20.3Hz,1H,H1),7.62(s,1H,H5),7.70(s,1H,H3),7.16(s,1H,H6),7.20(s,1H,H8),1.05(s,3H,H12),7.87–6.87ppm(m,50H,other aromatic protons).31P NMR(202MHz,CD2Cl2):δ＝11.96(s,CPPh3),–6.70ppm(s,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C72H58OOsP3]+,1223.3315；found 1223.3309.

製備例5

本製備例用以說明式III所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Ph為苯基(Phenyl)，Me為甲基。

將0.17mmol的化合物B溶入15mL二氯甲烷中，然後加入0.85mmol芳基炔烴以及0.51mmol的脫氯試劑(AgBF4)混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後經過濾、濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式III-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：1H NMR plus 1H-13C HSQC(500.1MHz,CDCl3):δ＝13.22(d,JP-H＝21.1Hz,1H,H1),8.71(s,1H,H3),8.11(s,1H,H8),7.76(s,1H,H10),7.65(s,1H,H5),7.55(s,1H,H6),1.26(s,1H,H12),8.10–6.60ppm(m,55H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝9.24(t,JP-P＝6.7Hz,CPPh3),-8.45(dd,JP-P＝254.7Hz,JP-P＝6.7Hz,OsPPh3),-19.22(dd,JP-P＝254.7Hz,JP-P＝6.7Hz,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C78H62OsP3]+,1283.3683；found 1283.3680.

製備例6

本製備例用以說明式III所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Cy為環己基。

將0.17mmol的化合物B溶入15mL二氯甲烷中，然後加入0.85mmol芳基炔烴以及0.51mmol的脫氯試劑(如AgBF4)混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後經過濾、濃縮至2mL，然後加入30mL乙醚作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式III-2所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：1H NMR plus 1H-13C HSQC(500.1MHz,CDCl3):δ＝14.01(d,JP-H＝22.4Hz,1H,H1),8.69(s,1H,H3),7.95(s,1H,H5),7.58(s,1H,H6),7.37(s,1H,H10),7.35(s,1H,H8),5.23(s,1H,H12),3.20–1.05(m,22H,C6H11),8.04–6.67ppm(m,45H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝9.77(t,JP-P＝6.7Hz,CPPh3),-11.98(d,JP-P＝6.7Hz,OsPPh3),-12.17(d,JP-P＝6.7Hz,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C78H74OsP3]+,1295.4618；found 1295.4622.

製備例7

本製備例用以說明式III所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，B(pin)為

將0.17mmol的化合物B溶入15mL氯仿中，然後加入0.85mmol聯烯硼酸酯以及0.51mmol的脫氯試劑(AgBF4)混合均勻獲得混合液，將獲得的混合液在室溫下反應1天後經過濾、濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝1/1體積比)得到式III-3所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：1H NMR plus 1H-13C HSQC(500.1MHz,CDCl3):δ＝14.21(d,JP-H＝21.3Hz,1H,H1),8.78(s,1H,H3),7.99(s,1H,H5),7.65(s,1H,H6),7.42(s,1H,H10),7.39(s,1H,H8),5.34(s,1H,H12),1.85(m,6H,CH3),8.14–6.78ppm(m,45H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝9.55(t,JP-P＝6.9Hz,CPPh3),-10.88(d,JP-P＝6.9Hz,OsPPh3).HRMS(ESI):m/z calcd for[C68H58OsP3]+,1159.3366；found1159.3369.

製備例8

本製備例用以說明式I'所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]為OsCl(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Ph為苯基(Phenyl)，Me為甲基。

將0.1mmol的化合物I-1溶入15mL氯仿中，然後加入0.50mmol氫氧化鈉(NaOH)和0.1mL水獲得混合液，將混合液在室溫下攪拌1天後過濾，濾液濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝20/1體積比)得到式I'-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：δ＝13.25(s,1H,H1),8.08(s,1H,H8),7.40(s,1H,H3),7.31(s,1H,H5),7.12(s,1H,H2)3.54(s,3H,COOCH3),7.08–6.54ppm(m,30H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝–17.31ppm(s,OsPPh3).

製備例9

本製備例用以說明式II'所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Me為甲基。

將0.1mmol的化合物II-1溶入15mL氯仿中，然後加入0.50mmol氫氧化鈉(NaOH)和0.1mL水獲得混合液，將混合液在室溫下攪拌1天後過濾，濾液濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝50/1體積比)得到式II'-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：δ＝11.28(s,1H,H1),7.93(s,1H,H9),7.56(s,1H,H8),7.34(s,1H,H3),7.05(s,1H,H2),6.63(s,1H,H5),6.61(s,1H,H6),1.85(s,3H,H12),7.45–6.32ppm(m,30H,PPh3).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝–15.65ppm(s,OsPPh3).

製備例10

本製備例用以說明式III'所示的鋨雜稠環化合物的製備方法。

其中，[Os]'為Os(PPh3)2，為三苯基膦陽離子，BF4-為四氟硼酸陰離子，Ph為苯基(Phenyl)。

將0.1mmol的化合物III-1溶入15mL二氯甲烷中，然後加入0.50mmol氫氧化鈉(NaOH)和0.1mL水(H2O)獲得混合液，將混合液在室溫下攪拌1天後過濾，濾液濃縮至2mL，然後加入30mL正己烷作為沉澱劑。將析出的固體經過濾、洗滌(其中，使用的洗滌劑為二氯甲烷：無水乙醚＝1:10 體積比，洗滌4次)和柱色譜分離(柱色譜填料為三氧化二鋁，洗脫劑為：二氯甲烷/丙酮＝20/1體積比)得到式III'-1所示的鋨雜稠環化合物。

所獲得的鋨雜稠環化合物的波譜數據如下：δ＝13.45(s,1H,H1),8.54(s,1H,H3),8.33(s,1H,H8),8.07(s,1H,H2),7.54(s,1H,H10),7.35(s,1H,H5),7.26(s,1H,H6),1.26(s,1H,H12),7.70–6.40ppm(m,40H,other aromatic protons).31P NMR(202.5MHz,CDCl3):δ＝-15.42(s,OsPPh3).

測試例1

本測試例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜情況。

使用SHIMADZU UV2550光譜儀對上述製備例中獲得的式I-III的代表性化合物進行紫外-可見-近紅外吸收光譜測試。測試的條件為：使用二氯甲烷將上述式I-III的代表性化合物稀釋到1.0×10-5mol/L，在室溫下進行測試。

如圖1所示，圖1為上述製備例2製備得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。由圖1可以看出，該鋨雜稠環化合物在低能量位置、波長600nm處具有最大吸收。

如圖2所示，圖2為上述製備例3製備得到的式II-1所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。由圖2可以看出，該鋨雜稠環化合物在低能量位置、波長650nm處具有最大吸收。

如圖3所示，圖3為上述製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的紫外-可見-近紅外吸收光譜圖。由圖3可以看出，該鋨雜稠環化合物在低能量位置、波長810nm處具有最大吸收。

實施例1

本實施例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物在光聲成像中的應用。

使用Endra Nexus 128,Ann Arbor,MI測試系統對上述製備例1-6中獲得 的式I-II的代表性化合物進行光聲成像測試。測試的條件為：使用的溶劑為DMSO(二甲基亞碸)，式I-II的代表性化合物使用的雷射光源波長為680nm，式III的代表性化合物使用的雷射光源波長為800nm。

如圖4所示，圖4中，上部的三幅圖為上述製備例2製備得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖，下部的三幅圖為上述製備例3製備得到的式II-1所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖。由圖4可以看出，隨著濃度增加至1mg/mL，鋨雜稠環化合物I和II在DMSO溶劑中的光聲成像效果顯著。

如圖5所示，圖5為上述製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的光聲成像圖。由圖5可以看出，隨著濃度增加至1mg/mL，鋨雜稠環化合物III在DMSO溶劑中的光聲成像效果顯著。

測試例2

本測試例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物的光熱作用。

使用北京思通博遠雷射科技有限公司牌號為STL808T1-4.0W～15W的儀器對上述製備例5中獲得的式III-1的代表性化合物進行體外光熱作用測試。測試的條件為：使用的溶劑為DMSO或體積分數為5％的乙醇的水溶液，使用的雷射光源波長為808nm，功率為1W/cm2，鋨雜稠環化合物的濃度分別為25ppm、50ppm、75ppm和100ppm，溶液體積為100μL。

如圖6所示，圖6為上述製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的光熱作用情況。由圖6可以看出，在DMSO或體積分數為5％的乙醇的水溶液中，化合物III-1的光熱作用差別不大，說明溶劑對化合物III-1的光熱作用沒有影響。從圖6的(B)圖中可以看出，在體積分數為5％的乙醇的水溶液中，100ppm的製備例5得到的鋨雜稠環化合物在6min時間內，升高了28℃，最後溫度穩定在56℃。

製備例2製備得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物的光熱作用情況為：在體積分數為5％的乙醇的水溶液中，100ppm的製備例2得到的式I-2所示的鋨雜稠環化合物在6min時間內，升高了25℃，最後溫度穩定在56℃。

製備例3製備得到的式II-1所示的鋨雜稠環化合物的光熱作用情況為：在體積分數為5％的乙醇的水溶液中，100ppm的製備例3得到的鋨雜稠環化合物在6min時間內，升高了26℃，最後溫度穩定在58℃。

測試例3

本測試例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物的細胞毒性。

將上述製備例2、3和5製備得到的鋨雜稠環化合物分別採用PEI-PEG(Polyethyleneimine-Polyethylene glycol，聚乙烯亞胺-聚乙二醇，其中，PEI為購自Sigma公司牌號為P3143的商品，PEG為購自Sigma公司牌號為02393的商品，且PEI和PEG的重量比為1：1)進行包裹，包裹的方法如下：在鋨雜稠環化合物的二氯甲烷溶液中，加入所述鋨雜稠環化合物三倍重量的PEI-PEG化合物，室溫下攪拌3小時後，經過濾、洗滌得到用兩親性材料包裹的鋨雜稠環化合物。

使用4T1細胞和A549細胞對上述用兩親性材料包裹的鋨雜稠環化合物進行MTT(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide，3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽)試驗以檢測細胞活性，方法如下：

將上述細胞按照每孔1×105個細胞分別鋪於96孔板中，培養過夜。

將上述用兩親性材料包裹的鋨雜稠環化合物分別加入96孔板中，使以鋨雜稠環化合物計算的藥物濃度分別達到1、5、10、30、50和100μg/mL，孵育24h。

向96孔板中加入MTT，使MTT的終濃度達到5mg/mL，孵育4h。

將孔內液體吸出，向每孔中加入100μL的DMSO，振蕩均勻後，570nm波長處測吸光度。

含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的MTT實驗結果如圖7所示。從圖7中可以看出，當以鋨雜稠環化合物計算的藥物濃度達到50μg/mL時，4T1細胞和A549細胞的活性仍然能達到90％。含有製備例2或3製備得到的式I-2或II-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的MTT實驗結果和圖7所示的結果基本相同。這說明用式I-III所示的鋨雜稠環化合物對細胞基本沒有影響，基本不具有細胞毒性。

實施例2

本實施例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物對腫瘤細胞的光熱治療作用。

將按照上述測試例3中的方法將用兩親性材料包裹的式I-III所示的鋨雜稠環化合物與SPIO納米顆粒以及PEI-PEG形成鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物。

將4T1細胞以5-10×103個/孔培養在96孔板中，再將細胞分成以下三組進行測試：

實驗組：將上述鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物加入到培養細胞的96孔板中，使得以鋨雜稠環化合物計算的藥物濃度依次為1、5、10、30、50和100μg/mL。將4T1細胞培養6小時後，用PBS(磷酸鹽緩衝液)洗滌3-5次，再在每孔中加入100μL的DMEM細胞培養基，然後立即使用波長為808nm，功率為1W/cm2的雷射照射10分鐘；

對照組1：除了不使用雷射照射外，其他處理操作同實驗組；

對照組2：除了用等量的DMEM細胞培養基代替鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物外，其他處理操作同實驗組；

將經上述三組操作處理的4T1細胞按照測試例3的方法進行MTT試驗，檢測細胞的活性。

含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的MTT實驗結果如圖8所示。從圖8中可以看出，與對照組2相比，只使用鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物而不用雷射照射的對照組1對4T1細胞也具有一定的毒性(20％左右的細胞死亡率)，而使用了鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物並且用雷射照射的實驗組中，當以鋨雜稠環化合物計算的藥物濃度達到10μg/mL以及以上時，其殺死細胞的效果非常明顯(90％以上的細胞死亡率)。含有製備例2或3製備得到的式I-2或II-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的MTT實驗結果和圖8所示的結果基本相同。這說明用式I-III所示的鋨雜稠環化合物對腫瘤細胞具有良好的光熱治療作用。

實施例3

本實施例用來說明式I-III所示的鋨雜稠環化合物對腫瘤細胞的活體光動力學治療作用。

將按照上述測試例3中的方法將用兩親性材料包裹的鋨雜稠環化合物與SPIO納米顆粒以及PEI-PEG形成鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物，以及將SPIO納米顆粒以及PEI-PEG形成SPIO-PEI-PEG複合物。

將5×106個U87MG人神經膠質瘤細胞(來源於美國標準生物品收藏中心(ATCC))用PBS懸浮後，接種到6-8周齡的成年雄性Balb/c裸鼠(體重16-24g)皮下，當腫瘤體積達到100mm3時，將荷瘤小鼠隨機分成兩組(每組6隻)，分別進行進行下述測試：

實驗組：在腫瘤上原位注射100μL的鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物(含100μg鋨雜稠環化合物)後，使用波長為808nm，功率為1W/cm2 的雷射照射10分鐘；

對照組：在腫瘤上原位注射100μL的SPIO-PEI-PEG複合物後，使用波長為808nm，功率為1W/cm2的雷射照射10分鐘。

含有製備例5製備得到的式III-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的實驗結果如圖9所示。從圖9中可以看出，使用了SPIO-PEI-PEG複合物的對照組中，腫瘤部位的溫度上升不顯著，而使用了鋨雜稠環化合物-SPIO-PEI-PEG複合物的實驗組中，腫瘤部位的溫度明顯上升，達到將近48℃，使得腫瘤細胞難以存活。含有製備例2或3製備得到的式I-2或II-1所示的鋨雜稠環化合物的藥物組合物的實驗結果和圖9所示的結果基本相同。這說明用式I-III所示的鋨雜稠環化合物對腫瘤細胞具有良好的活體光動力學治療作用。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。