具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用

摘要

本发明涉及具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物，该有机硒类化合物的化学名称为：2‑(4‑(4‑氨基‑苯基)‑硒代)‑苯基‑1,2‑苯并异硒唑‑3(2H)‑酮，该有机硒类化合物合成方法简单、反应条件易于控制，且反应原料价廉易得，且该有机硒类化合物具有明显的抗氧化自由基作用，对过氧化氢（H

说明书

技术领域

本发明涉及药物化学的合成技术领域，具体的说是具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用。

背景技术

自由基，又可以称为游离基，是指外层轨道含有不成对电子的原子、原子团或特殊状态的分子。因为自由基的外层轨道有成单的电子，所以它们的化学性质极为活泼。氧气在所有需氧动物的生命活动中是必不可少的，尤其对于人类的存活也是极为重要的。在氧代谢的过程中，首先产生大量的过氧化氢(H₂O₂)，其次产生大量的超氧阴离子自由基(O₂^-·)，另外还产生一定量的羟基自由基(HO·)和单线态氧(¹O₂)，这些代谢物与其它的氧化性的物质例如次氯酸(HClO)等被统称为活性氧(ROS)。由此可见，自由基产生于生物体代谢活动的过程中，其中O₂^-·、HO·、H₂O₂、一氧化氮(NO·)、脂自由基(ROO·)、过氧亚硝基阴离子(ONOO^-)生命活动过程中具有代表性的重要自由基。科学家们研究发现，这些自由基与人类的衰老和多种疾病均有着密不可分的关系，并且在机体发挥各种正常的生理功能的过程中起到调节细胞信号转导，增强免疫代谢等功能。因此，医学上对抗氧化自由基药物的需求是迫切的。

硒是人体必需的微量元素之一，是GPX等生物酶的组成成分,此酶的作用是催化还原性谷胱甘肽(GSH)与过氧化物的氧化还原反应，所以可发挥抗氧化作用，是重要的自由基清除剂。

随着人们对氧化应激疾病的不断重视，关于有机硒化合物的生物学研究日益增多，发现了一批具有GPX仿生酶活性的小分子有机硒化合物。其中，依布硒林(Ebselen)就是一个典型的例子。依布硒林是具有GPX样作用的有机硒化合物，可清除脂质过氧自由基,抑制其对DNA的损伤,在多种炎症模型中均显示出很强的抗炎、抗真菌等活性。

依布硒林清除氢过氧化物的机制与GPX酶相似，在体内GSH还原剂的存在下，可以催化清除体内一系列氢过氧化物(ROOH、H₂O₂)，并经过氧化还原的“乒乓机制”，最终将H₂O₂还原成水。该机制参与调控哺乳动物细胞内的氧化还原平衡。

大多数有机硒化合物均具有以上氧化还原特性和GPX样活性的特点。然而，研究发现依布硒林对H₂O₂自由基的清除作用明显，而对ONOO^-自由基的清除效果不明显；二苯硒醚对ONOO^-自由基的清除效果明显，对H₂O₂自由基的清除作用不明显。两种化合物均受体内谷胱甘肽的调控，呈现可逆的氧化还原反应。但两种化合物在对活性氧物质(ROS)自由基和活性氮物质(RNS)自由基的清除中具有显著的差异。实际应用中，对于抗氧化自由基药物来说，更需要的是对活性氧物质(ROS)自由基和活性氮物质(RNS)自由基具有同时清除作用的化合物。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用，该有机硒类化合物合成方法简单、反应条件易于控制，且反应原料价廉易得，具有明显的抗氧化自由基作用，对过氧化氢(H₂O₂)和过氧化亚硝基阴离子>-)自由基均显示出较好的清除作用。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物，该有机硒类化合物的化学名称为：2-(4-(4-氨基-苯基)-硒代)-苯基-1,2-苯并异硒唑- 3(2H)-酮，其结构式如下：

具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物的合成方法，该合成方法具体包括如下步骤：

步骤一、碘代：取碳酸氢钠配制成碳酸氢钠的饱和溶液500～750ml，之后，在5～25℃温度范围内，氮气保护下和不断搅拌条件下，向配制的碳酸氢钠饱和溶液中加入0.5～1.05摩尔的苯胺，然后分批加入0.5～1.05摩尔的碘粉进行反应，直至得到固体完全析出且上清液澄清的固液混合物，之后过滤，并将所得滤渣于3～5℃条件下进行真空干燥，制得固体对碘苯胺，备用。

步骤二、硒醚化：将步骤一制得的对碘苯胺加入500～1000ml的DMSO溶剂中，充分搅拌至完全溶解，之后，向所得混合溶液中依次加入0.01～0.05摩尔的Cu₂O、0.01～0.05摩尔的乙二胺和0.01～0.05摩尔的KOH，然后，加热升温至100～200℃，并向其中加入>

步骤三、缩合：向步骤二制得的二-(对氨基苯基)-硒醚中加入由200～500mL的乙醚和200～500mL的水组成的混合溶剂，充分搅拌至完全溶解后，加入0.5～1.05摩尔的2-氯硒基苯甲酰氯，在-5～35℃温度范围内，搅拌反应2～12h，待固体完全析出后，过滤，并将所得滤渣在小于100℃条件下进行干燥，制得固体2-(4-(4-氨基-苯基)-硒代)-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮，即得成品具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物。

如上所述的具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物在制备抗氧化自由基药物中的应用。

作为一种优选方案，步骤一所述分批加入的碘粉为细粉状，加入方式为每隔2～3min 加入一次，20～40min加完。

作为一种优选方案，步骤二所述加热为微波加热，微波加热温度为100～160℃，反应时间为0.5～3h。

作为一种优选方案，步骤二所述加热为回流加热，回流加热温度为120～180℃，反应时间为12～24h。

作为一种优选方案，步骤三中，加入的乙醚和水的体积比为乙醚：水＝1:1。

作为一种优选方案，步骤三中，加入混合溶剂之后，还加入50-300g的碳酸钾。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供了具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用，以苯胺为起始原料，经过碘代，硒醚化和缩合三步反应得到2-(4-(4-氨基-苯基)-硒代)-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮，合成方法简单、反应条件易于控制，且反应原料价廉易得；

(2)本发明提供了具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用，该有机硒类化合物具有明显的抗氧化自由基作用，对过氧化氢(H₂O₂)和过氧化亚硝基阴离子(ONOO^-)自由基均显示出较好的清除作用，有望成为抗氧化自由基药物；此外，硒元素是人体必需的微量元素，具有抗氧化自由基活性的硒代苯基苯并异硒唑酮类化合物，原料易得，易于合成，具有深入研究开发的价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。

具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物，该有机硒类化合物的化学名称为：2-(4- (4-氨基-苯基)-硒代)-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮，其结构式如下：

如上所述的具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物的合成方法，该合成方法具体包括如下步骤：

步骤一、碘代：取碳酸氢钠配制成碳酸氢钠的饱和溶液500～750ml，之后，在5～25℃温度范围内，氮气保护下和不断搅拌条件下，向配制的碳酸氢钠饱和溶液中加入0.5～1.05摩尔的苯胺，然后分批加入0.5～1.05摩尔的碘粉进行反应，所述分批加入的碘粉为细粉状，加入方式为每隔2～3min加入一次，20～40min加完，直至得到固体完全析出且上清液澄清的固液混合物，之后过滤，并将所得滤渣于3～5℃条件下进行真空干燥，制得固体对碘苯胺，备用。

步骤二、硒醚化：将步骤一制得的对碘苯胺加入500～1000ml的DMSO溶剂中，充分搅拌至完全溶解，之后，向所得混合溶液中依次加入0.01～0.05摩尔的Cu₂O、0.01～0.05摩尔的乙二胺和0.01～0.05摩尔的KOH，然后，加热升温至100～200℃，所述加热为微波加热或回流加热，微波加热时温度为100～160℃，反应时间为0.5～3h。作为优选的，微波加热温度为120℃，反应时间为1h。回流加热时温度为120～180℃，反应时间为12～24h。并向其中加入0.5～1.05摩尔的硒粉，在不断搅拌条件下，进行反应1～24h，之后，将所得反应产物倾入5～10L冰水中，待固体完全析出后，过滤，并将所得滤渣在小于100℃条件下进行干燥，制得固体二-(对氨基苯基)-硒醚，备用。

步骤三、缩合：向步骤二制得的二-(对氨基苯基)-硒醚中加入由200～500mL的乙醚和200～500mL的水组成的混合溶剂，作为优选的，加入的乙醚和水的体积比为乙醚：水＝1:1。加入混合溶剂之后，还加入50-300g的碳酸钾，充分搅拌至完全溶解后，加入0.5～1.05摩尔的2-氯硒基苯甲酰氯，在-5～35℃温度范围内，搅拌反应2～12h，待固体完全析出后，过滤，并将所得滤渣在小于100℃条件下进行干燥，制得固体2-(4-(4-氨基-苯基)-硒代)-苯基-1,2-苯并异硒唑-3(2H)-酮，即得成品具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物。

具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物的合成路线如下：

如上所述的具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物在制备抗氧化自由基药物中的应用。

实施例一

(1)在1L的烧杯中加入NaHCO₃60g(0.7mol)和500ml水，在12℃下剧烈搅拌，使>3充分溶解；然后加入苯胺45g(0.5mol)，为防止苯胺被氧气氧化，快速将研磨的单质碘粉末130g(0.5mol)分批加入，每隔2min加一次，总共约20min加完，以确保单质碘充分反应而不堆积结块，继续搅拌20min至碘颜色褪尽，溶液呈现澄清，对碘苯胺以深色沉淀的形式析出，抽滤凉干得粗产品。将粗产品中加入无水乙醇中，于65℃下搅拌使其充分溶解形成饱和溶液，然后抽滤得到澄清的对碘苯胺的乙醇溶液；再加入适量的去离子水，避光冷却，重结晶得无色针状晶体，为防止其被氧化，采用真空低温于3℃条件下干燥，可得到精制对碘苯胺，产率51％。

(2)向步骤一制得的对碘苯胺加入硒粉(40g,0.5mol)，Cu₂O(1.4g,0.01mol),乙二胺(0.6g,0.01mol)，KOH(12g,0.01mol)，DMSO(500mL),100℃微波反应,0.5h。反应完毕倾入5L冰水中，搅拌，过滤，用大量水洗涤固体，干燥即得，收率82％。

(3)将步骤二制得的二-对氨基苯硒醚置于1500ml三颈瓶中，加入200ml水和200ml乙醚，K₂CO₃50g。冰浴冷却条件下慢慢滴加化合物2-氯硒基苯甲酰氯105g(0.5mol)的乙醚溶液200ml，乳黄色沉淀生成，然后于-5℃搅拌约2h，之后抽滤，取滤渣逐次用饱和碳酸氢钠溶液和纯化水清洗多次，干燥后用无水乙醇重结晶得淡黄色结晶。收率95％。

实施例二

(1)在2L的烧杯中加入NaHCO₃120g(1.4mol)和750ml水，在15℃下剧烈搅拌，使>3充分溶解；然后加入苯胺91g(1.05mol)，为防止苯胺被氧气氧化，快速将研磨的单质碘粉末200g(0.75mol)分批加入，每隔3min加一次，总共约30min加完，以确保单质碘充分反应而不堆积结块，继续搅拌40min至碘颜色褪尽，溶液呈现澄清，对碘苯胺以深色沉淀的形式析出，抽滤凉干得粗产品。将粗产品中加入无水乙醇中，于75℃下搅拌使其充分溶解形成饱和溶液，然后抽滤得到澄清的对碘苯胺的乙醇溶液；再加入适量的去离子水，避光冷却，重结晶得无色针状晶体，为防止其被氧化，采用真空低温于5℃条件下干燥，可得到精制对碘苯胺，产率59％。

(2)步骤一制得的对碘苯胺加入硒粉(80g,1.05mol)，Cu₂O(7g,0.05mol),乙二胺(3g,0.05mol)，KOH(30g,0.05mol)，DMSO(1000mL),180℃回流反应,24h。反应完毕倾入>

(3)将步骤二制得的二-对氨基苯硒醚置于5000ml三颈瓶中，加入500ml水和500ml乙醚。冰浴冷却条件下慢慢滴加化合物2-氯硒基苯甲酰氯210g(1.05mol)的乙醚溶液500ml，乳黄色沉淀生成，然后于35℃搅拌约12h，然后抽滤，取滤渣逐次用饱和碳酸氢钠溶液和纯化水清洗多次，干燥后用无水乙醇重结晶得淡黄色结晶。收率97％。

实施例三

(1)在2L的烧杯中加入NaHCO₃100g(1.2mol)和600ml水，在15℃下剧烈搅拌，使>3充分溶解；然后加入苯胺90g(1.00mol)，为防止苯胺被氧气氧化，快速将研磨的单质碘粉末230g(0.95mol)分批加入，每隔3min加一次，总共约30min加完，以确保单质碘充分反应而不堆积结块，继续搅拌40min至碘颜色褪尽，溶液呈现澄清，对碘苯胺以深色沉淀的形式析出，抽滤凉干得粗产品。将粗产品中加入无水乙醇中，于70℃下搅拌使其充分溶解形成饱和溶液，然后抽滤得到澄清的对碘苯胺的乙醇溶液；再加入适量的去离子水，避光冷却，重结晶得无色针状晶体，为防止其被氧化，采用真空低温于4℃条件下干燥，可得到精制对碘苯胺，产率58％。

(2)步骤一制得的对碘苯胺加入硒粉(40g,0.5mol)，Cu₂O(7g,0.05mol),乙二胺(3g,0.05mol)，KOH(30g,0.05mol)，DMSO(1000mL),120℃微波反应,1h。反应完毕倾入>

(3)将步骤二制得的二-对氨基苯硒醚置于3000ml三颈瓶中，加入300ml水和300ml乙醚，K₂CO₃300g。冰浴冷却条件下慢慢滴加化合物2-氯硒基苯甲酰氯165g(0.75mol)的乙醚溶液300ml，乳黄色沉淀生成，然后于15℃搅拌约6h，然后抽滤，取滤渣逐次用饱和碳酸氢钠溶液和纯化水清洗多次，干燥后用无水乙醇重结晶得淡黄色结晶。收率98％。

试验研究数据

本发明提供了具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物及其合成方法和应用，该有机硒类化合物具有明显的抗氧化自由基作用，对过氧化氢(H₂O₂)和过氧化亚硝基阴离子(ONOO->

表1具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物的抗氧化自由基活性

由表1可知，利用本发明合成方法合成的具有抗氧化自由基活性的有机硒类化合物具有明显的抗氧化自由基作用，对过氧化氢(H₂O₂)和过氧化亚硝基阴离子(ONOO-)自由基均显示出较好的清除作用，有望成为抗氧化自由基药物。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。