本发明涉及光敏剂，具体涉及一种高效有机i型光敏剂分子及其制备方法和应用。
背景技术：
1、在目前的临床癌症治疗中，癌症患者通常接受包括化疗、手术和放疗这些常规疗法。然而，这些常规治疗方法具有高侵入性、非选择性和严重的全身副作用等局限性。光动力疗法(pdt)作为一种新兴的基于光照的治疗模式，与传统的治疗方法相比，具有选择性地杀死癌细胞、提高安全性和治疗效果等优点，在癌症治疗中具有广阔的应用前景。在癌症pdt中，位于肿瘤组织或肿瘤细胞中的光敏剂可以被特定波长的光源激发，从而光敏剂分子被激发至激发单重态(s1)，进一步经系间窜越(isc)跃迁至激发三重态(t1)并与靶组织中的相邻底物以及氧反应导致活性氧(ros)的产生。由此产生的ros可破坏肿瘤组织中的微血管，对细胞生物分子造成氧化应激，导致细胞死亡。根据ros的产生机制，pdt过程主要有两种类型。其中ⅰ型光动力疗法主要是在反应过程处于三重态的光敏剂分子与相邻底物或分子氧通过电子/质子转移产生超氧阴离子自由基(o2·-)，羟基自由基(·oh)等活性氧物质，而ⅱ型光动力疗法是直接和分子氧通过三重态能量传递生成单线态氧(1o2)用于杀伤肿瘤细胞。基于pdt的非侵入性、安全性和特异性，各种光敏剂已经被开发和研究用于pdt的癌症治疗中。
2、pdt虽然发展迅速，应用广泛，但仍缺乏一种能够满足癌症治疗多种标准的理想光敏剂。因此，人们一直致力于探索具有各种物理化学和生物学优点的光敏剂来提高pdt疗效，例如吸收波长长、ros生成效率高、肿瘤靶向能力强等。然而，这些光敏剂大多是基于ⅱ型机制，即产生1o2杀死癌细胞。由于肿瘤生长过度，o2的供应难以满足肿瘤细胞增殖的代谢需求，导致肿瘤微环境缺氧。研究表明，ⅱ型pdt对乏氧情况下杀伤癌细胞的治疗效果相当差，这是由于1o2的产生需要依赖于氧气的原因。与ⅱ型pdt不同的是，由于ⅰ型pdt减少了对o2的需求，即使在严重乏氧(2％o2)情况下仍可以高效产生超氧阴离子自由基、羟基自由基等活性氧物种，有效杀死肿瘤细胞。因此ⅰ型pdt在克服缺氧性癌症方面显示出巨大的潜力[10]。此外，有机i型光敏剂材料具有生物相容性好，毒副作用低等优点，并且在“光疗窗口”表现出吸收更强的特性。
3、因此，开发出新型高效的有机ⅰ型光敏剂分子被认为是克服肿瘤乏氧，提升光动力治疗效果的有效手段，在癌症光动力治疗的研究中具有至关重要的作用。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题在于，克服ii型光敏剂分子在pdt过程中受乏氧环境影响效果低的问题，实现克服肿瘤乏氧的高效i型pdt治疗过程。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、本发明第一方面提供一种高效有机i型光敏剂分子的制备方法，该方法包括：以1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酐为原料，与n-boc-1,4-苯二胺反应；随后通过取代反应将胺取代苝分子中的溴，去除boc的保护作用；之后用劳森试剂硫代，得到所述高效有机i型光敏剂分子。
4、进一步的，该方法具体包括以下步骤：步骤一、将1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酐和(4-氨基苯基)氨基甲酸叔丁酯溶于无水dmf中，缓慢升温并反应后，逐渐冷却至室温，得到反应后的溶液；将所述反应后的溶液逐滴加入乙醚中进行沉淀，通过过滤除去溶剂以得到呈黑红色的固体；再通过在dcm中使用0％至2％的甲醇在二氧化硅柱上纯化粗固体，得到第一产物；步骤二、将第一产物和cubr加入至dmf溶液中，得到反应体系；将二甲胺水溶液逐滴加入到所述反应体系中进行反应，溶液从深红色变为深绿色，得到第一混合溶液；将所述混合溶液逐滴加入至乙醚中沉淀、过滤，并用甲醇洗涤；再通过在dcm中使用0％至2.5％的甲醇在二氧化硅柱上纯化粗固体，得到第二产物；步骤三、将第二产物分子悬浮dcm中，然后滴加cf3cooh溶液并在室温下反应后，得到第二混合溶液；将naoh溶液逐渐滴加至所述第二混合溶液中至ph值达到8-9；随后以过量的dcm溶解所述第二混合溶液中脱保护的分子产物；然后，将所述第二混合溶液分离，得到含dcm的混合溶液；将所述含dcm的混合溶液用dcm提取三次，并合并有机层溶液；随后用去离子水洗涤有机层溶液三次，使用无水na2so4干燥，并在真空下浓缩，得到第三产物；步骤四、在氮气气氛下，将第三产物和劳森试剂加入至无水甲苯中，并逐渐加热并回流后，得到混合物；将所述混合物冷却至室温，然后逐滴加入至乙醚中沉淀，随后过滤，并用甲醇洗涤两次，得到粗产物；使用甲醇含量为5％的二氯甲烷-甲醇洗脱液系统，并使用柱色谱法对所述粗产物进行进一步纯化，得到所述高效有机i型光敏剂分子。
5、进一步的，在所述步骤一中，操作条件具体包括：升温至130℃并反应24小时。
6、进一步的，在所述步骤二中，操作条件具体包括：所述二甲胺水溶液中二甲胺的质量分数为40％；将所述反应体系在60℃下反应24小时。
7、进一步的，在所述步骤三中，操作条件具体包括：将第二产物分子悬浮dcm中，然后滴加cf3cooh溶液并在室温下反应6h。
8、进一步的，在所述步骤四中，操作条件具体包括：将第三产物和劳森试剂加入至无水甲苯中，并逐渐加热至130℃，回流24小时。
9、本发明第二方面提供如上述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法所制得的高效有机i型光敏剂分子。
10、本发明第三方面提供如上述的高效有机i型光敏剂分子在制备共价有机框架材料领域中的应用。
11、进一步的，所述共价有机框架材料为tps-peg，所述tps-peg的制备方法包括：将ii型光敏剂四醛苯基卟啉与如上述的高效有机i型光敏剂分子通过热溶剂法的席夫碱反应，通过氨基和醛基反应制备出共价有机框架，然后进行聚乙二醇化，得到所述tps-peg。
12、进一步的，所述tps-peg的制备方法，具体包括以下步骤：将所述的高效有机i型光敏剂分子和四醛苯基卟啉溶解在邻二氯苯、n,n-二甲基乙酰胺和acoh的混合溶液中，得到混合物；将所述混合物超声20分钟直到完全溶解，然后在三个提取-冷冻-解冻循环后真空封管，在120℃油浴中进行4天反应；反应完成后，将所述混合物冷却至室温，并通过以12000r/min的速度离心收集沉淀物；然后将所述沉淀物重悬在dmf中进行离心和洗涤至上清液变为无色，得到球形多孔有机骨架的tps颗粒；将peg-nh2和acoh加入到所述球形多孔有机骨架的tps中，然后在120℃下封管反应24小时，再进行离心和洗涤，得到所述tps-peg。
13、相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
14、本发明提供一种高效有机i型光敏剂分子及其制备方法和应用，该高效有机i型光敏剂分子首先通过在1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酐结构中调节不同给电子基团并硫化得到一系列i型光敏剂小分子，用以对比筛选具有高效i型pdt效应的光敏剂分子；其次，在含有二甲胺结构的i型光敏剂分子两端引入不同长链结构，例如两个阳离子胺侧链用以增加水溶性；两端长脂肪链提高溶解性；两端peg链提高生物应用能力；最后，为进一步拓展光敏剂分子应用并促进光敏剂分子体内有效的递送。在以上一系列光敏剂分子中两端引入氨基基团，从而实现将光敏剂分子用于共价有机框架材料(cof)的制备和生物应用中。
1.一种高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，该方法包括：以1,7-二溴-3,4,9,10-苝四羧酸二酐为原料，与n-boc-1,4-苯二胺反应；随后通过取代反应将胺取代苝分子中的溴，去除boc的保护作用；之后用劳森试剂硫代，得到所述高效有机i型光敏剂分子。
2.根据权利要求1所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，操作条件具体包括：升温至130℃并反应24小时。
4.根据权利要求2所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，操作条件具体包括：所述二甲胺水溶液中二甲胺的质量分数为40％；将所述反应体系在60℃下反应24小时。
5.根据权利要求2所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，操作条件具体包括：将第二产物分子悬浮dcm中，然后滴加cf3cooh溶液并在室温下反应6h。
6.根据权利要求2所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法，其特征在于，在所述步骤四中，操作条件具体包括：将第三产物和劳森试剂加入至无水甲苯中，并逐渐加热至130℃，回流24小时。
7.如权利要求1至6中任一项所述的高效有机i型光敏剂分子的制备方法所制得的高效有机i型光敏剂分子。
8.如权利要求7所述的高效有机i型光敏剂分子在制备共价有机框架材料领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述共价有机框架材料为tps-peg，所述tps-peg的制备方法包括：将ii型光敏剂四醛苯基卟啉与如权利要求7所述的高效有机i型光敏剂分子通过热溶剂法的席夫碱反应，通过氨基和醛基反应制备出共价有机框架，然后进行聚乙二醇化，得到所述tps-peg。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述tps-peg的制备方法，具体包括以下步骤：将所述的高效有机i型光敏剂分子和四醛苯基卟啉溶解在邻二氯苯、n,n-二甲基乙酰胺和acoh的混合溶液中，得到混合物；将所述混合物超声20分钟直到完全溶解，然后在三个提取-冷冻-解冻循环后真空封管，在120℃油浴中进行4天反应；反应完成后，将所述混合物冷却至室温，并通过以12000r/min的速度离心收集沉淀物；然后将所述沉淀物重悬在dmf中进行离心和洗涤至上清液变为无色，得到球形多孔有机骨架的tps颗粒；将peg-nh2和acoh加入到所述球形多孔有机骨架的tps颗粒中，然后在120℃下封管反应24小时，再进行离心和洗涤，得到所述tps-peg。
